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Querverweis zu verwandten
Anmeldungen
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Die
vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung
mit der Nummer 10-2009-0068803 , die am 28. Juli 2009 eingereicht
wurde und deren gesamter Inhalt hier via Bezugnahme mit aufgenommen
wird.
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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung
für ein Doppelkupplungsgetriebe, insbesondere eine Technologie
einer Betätigungsvorrichtung oder eines Aktuators, welche/r
jeweils zwei Kupplungen eines Doppelkupplungsgetriebes in Eingriff
bringt/außer Eingriff bringt.
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Beschreibung verwandter Technik
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Doppelkupplungsgetriebe
sind, im Unterschied zu Einzelkupplungsgetriebesystemen verwandter
Technik, Schaltsysteme, die mit zwei Kupplungen ausgestattet sind
und die gestaltet sind, um zwei unterschiedliche Schaltlinien zu
bilden, wobei die eine Kupplung die Gänge von geraden Schaltstufen
kuppelt/auskuppelt und wobei die andere Kupplung die Gänge
von ungeraden Schaltstufen kuppelt/auskuppelt, wodurch der Antriebsvorgang,
wie z. B. der durch ein Automatikgetriebe erzielt wird, erleichtert
wird und wodurch im Vergleich zu Handschaltgetrieben eine Verbesserung
der Kraftstoffverbrauchseffizienz erzielt wird.
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Ferner
erlauben Doppelkupplungsgetriebe ein sanfteres Schalten, da Beschleunigungsunterbrechungen,
Rattern und Unterschiede beim In-Eingriff-Bringen der Getrieberäder,
die in Getrieben mit einer Einzelkupplung erzeugt werden, nicht
auftreten.
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Doppelkupplungsgetriebe
sind mit einer Vorauswahlfunktion versehen, mittels welcher im Voraus ein
Schaltgetrieberad einer Schaltstufe in einer nächsten gewünschten
Schaltlinie in Eingriff gebracht wird, welche Schaltstufe sich von
der vorliegenden Schaltstufe unterscheidet, wobei dann lediglich
durch Wechseln des Betriebs der beiden Kupplungen direkt geschaltet
wird.
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Das
heißt, während die Schaltstufen von zwei unterschiedlichen
Schaltlinien im Eingriff stehen, wird das Getriebeverhältnis,
das von dem Getriebe ausgegeben wird, in Abhängigkeit davon
geändert, welche der beiden Kupplungen gerade im Eingriff
ist.
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Wie
oben erläutert hat eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung
zum In-Eingriff-Bringen einer Kupplung eine Kupplung in Eingriff
zu bringen, während sie mechanisch durch elektrischen Betrieb
oder durch hydraulischen Betrieb bewegt wird, sodass eine ausreichende
Kraft zum In-Eingriff-Bringen der Kupplung auf ein Aufnahme- oder
Aufbringlager aufgebracht wird, wobei ein Funktion erforderlich
ist, um den Reibverschleiß zu kompensieren, um das Ansteigen
des Betätigungshubs zu kompensieren, wenn die Kupplung
verschlissen ist.
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Die
Hinweise in diesem Abschnitt ”Hintergrund der Erfindung” dienen
nur der Verbesserung des Verständnisses über den
allgemeinen Hintergrund der Erfindung und stellen nicht den einem Fachmann
bekannten Stand der Technik dar.
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Kurzerläuterung der
Erfindung
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Aspekte
der Erfindung sind darauf gerichtet, eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung
für ein Doppelkupplungsgetriebe zu schaffen, mittels welcher eine
Kupplung in Eingriff bringbar und außer Eingriff bringbar
ist durch Verwendung einer elektrischen Vorrichtung mit relativ
kleiner Kapazität (das heißt, mit relativ geringem
Energiebedarf), eine ausreichend große Kraft auf eine Aufbringlager
zum In-Eingriff-Bringen der Kupplung aufbringbar ist, und die Kupplung
stets stabil und adäquat betätigbar ist durch
automatisches Kompensieren des Betriebshubs, der vorliegt, wenn
die Kupplung verschleißt. Ferner wird eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung für
ein Doppelkupplungsgetriebe bereitgestellt, welche gestaltet ist,
um einen bekannten Kupplungsmechanismus, der mit einem separaten
Kupplungshebel ausgestattet ist, zu verwenden so wie er ist, um
den Kupplungsmechanismus eines Doppelkupplungsgetriebes zu implementieren
durch Verwendung von zahlreichen Teilen und allgemeinen Technologien
der verwandten Technik, und welcher eine einfache und kompakte Gestalt
hat, sodass er einfach in ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug,
einbaubar ist.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung wird bereitgestellt: eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung für
ein Doppelkupplungsgetriebe, mit einer elektrischen Einheit, welche
eine Drehkraft (Drehmoment) generiert, eine Untersetzungseinheit,
die mit der elektrischen Einheit gekuppelt ist und die die Drehkraft
der elektrischen Einheit untersetzt, eine Linearumwandlungseinheit,
welche die Drehkraft, die von der Untersetzungseinheit untersetzt
wurde, in einer Linearbewegungskraft umwandelt, eine Schubstange,
die von der Linearbewegungskraft der Linearumwandlungseinheit linear
bewegt wird und die einen Betriebshub durchführt, um eine
Kupplung selektiv in Eingriff zu bringen, eine Hilfskraftzuführeinheit,
die mit der Schubstange im Eingriff ist, um die Linearbewegungskraft
auf die Schubstange zu verstärken oder um die verstärkte
Linearbewegungskraft von der Schubstange wegzunehmen, wenn die Schubstange
die Kupplung in Eingriff bringt bzw. die Kupplung außer
Eingriff bringt (löst), und eine Stangenpositioniereinheit,
die mit der Schubstange verbunden ist und die eine Relativposition
der Schubstange bezüglich der Linearumwandlungseinheit ändert.
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Die
elektrische Einheit kann einen Elektromotor aufweisen, die Untersetzungseinheit
kann eine Schnecke, die mit der Drehwelle des Elektromotors verbunden
ist, und ein Schneckenrad aufweisen, das mit der Schnecke im Eingriff
ist (kämmt), wobei das Schneckenrad drehbar an einem Gehäusekörper (Gehäuse)
angebracht ist, wobei die Linearumwandlungseinheit ein Antriebszahnrad,
das integral, das heißt mitdrehend, z. B. auch einstückig,
mit dem Schneckenrad verbunden ist, und ein Alternierelement (hin
und her bewegbares Element) aufweisen kann, das einen Zahnstangenabschnitt
hat, der mit dem Antriebszahnrad im Eingriff ist, um die Drehung des
Antriebszahnrads in eine Linearbewegung der Schubstange umzuwandeln,
wobei der Elektromotor mit einer Steuervorrichtung verbunden und
von dieser gesteuert sein kann, welche Informationen über die
Ausgangswellendrehzahl des Doppelkupplungsgetriebes erhält.
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Das
Alternierelement kann mittels wenigstens einer Rolle geradlinig
geführt sein, welche drehbar an dem Gehäusekörper
angebracht ist und welche mit dem Alternierelement in einem Rollkontakt
im Eingriff steht, wobei die wenigstens eine Rolle um einen vorbestimmten
Abstand von dem Antriebszahnrad entfernt angeordnet ist.
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Die
Stangenpositioniereinheit kann aufweisen: einen Stangenblock, der
an dem Alternierelement fest angebracht ist (d. h. fixiert und damit
mit diesem mitbewegbar ist) und der die Schubstange darin aufnimmt,
um die Schubstange für eine geradlinige Bewegung, z. B.
in Form einer geradlinigen Gleitbewegung, zu führen, ein
Kompensationszahnrad, welches drehbar an dem Stangenblock angebracht
ist und welches mit einem Zahnstangenabschnitt der Schubstange im
Eingriff ist, und eine Kupplungsrotiereinheit, die eine Einwegdrehung (Einrichtungsdrehung)
oder Einwegrotation des Kompensationszahnrad um einen vorbestimmten Winkel
gemäß einer Linearbewegung des Stangenblocks erlaubt.
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Die
Kupplungsrotationseinheit kann aufweisen: ein bewegbares (insbesondere
drehbares) Eingriffsteil (z. B. in Form eines Zahnrings) mit einer Mehrzahl
von keilförmigen Zähnen (Keilzähnen),
das koaxial mit dem Kompensationszahnrad verbunden ist, wobei das
bewegbare Eingriffsteil eine Mehrzahl von Verriegelungsstufen hat,
die in einem Winkel in einer vorbestimmten Richtung in einem vorbestimmten
Abstand entlang dem (seinem) Außenumfang ausgebildet sind,
um die Einwegdrehung des Kompensationszahnrads zu bewerkstelligen,
und einen Verriegelungshebel, der schwenkbar an dem Gehäusekörper
angebracht ist und der mit den Verriegelungsstufen des bewegbaren
Eingriffsteils im Eingriff ist, um damit selektiv im Eingriff zu
stehen, sodass das bewegbare Eingriffsteil in der Einwegrichtung
um einen vorbestimmten Winkel rotiert, wenn der Stangenblock in
einem vorbestimmten Kompensationsabschnitt in eine Kupplungslöserichtung
bewegt wird, und wobei die Steuervorrichtung den Elektromotor derart
steuert, dass der Stangenblock sich in dem vorbestimmten Kompensationsabschnitt
geradlinig bewegt.
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Ein
elastisches Vorspannelement kann zwischen dem Verriegelungshebel
und dem Gehäusekörper angeordnet sein, um den
Verriegelungshebel elastisch gegen das Eingriffsteil zu stützen
bzw. dagegen vorzuspannen, und ein fixiertes oder feststehendes
(insbesondere drehfestes) Eingriffsteil (z. B. in Form eines Zahnrings)
mit einer Mehrzahl von keilförmigen Zähnen (Keilzähnen),
die der Mehrzahl von keilförmigen Zähnen des bewegbaren
Eingriffsteils zugeordnet sind und damit im Eingriff stehen, um
für die Einwegdrehbarkeit des drehbaren Eingriffsteils
zu sorgen, wobei zusammen mit dem bewegbaren Eingriffsteil ein Paar
von Eingriffsteilen gebildet wird, kann an dem Stangenblock fest
angebracht (fixiert) sein.
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Das
bewegbare Eingriffsteil kann durch das fixierte Eingriffsteil hindurch
koaxial mit dem Kompensationszahnrad verbunden sein, wobei eine Rückstellfeder
zwischen dem Kompensationszahnrad und dem fixierten Eingriffsteil
angeordnet ist.
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Die
Hilfskraftzuführeinheit kann aufweisen eine Pressneigung
(Press-Neigungsfläche) oder geneigte Pressflanke, die von
einer geraden Fläche des Alternierelements in einem Winkel
weggeneigt von der Linearbewegungsrichtung wegragt oder vorragt, wobei
die gerade Fläche des Alternierelements parallel zu der
Linearbewegungsrichtung des Alternierelements verläuft,
eine Pressrolle, welche mit der geraden Fläche oder der
Pressneigung im Kontakt ist, während sich das Alternierteil
geradlinig bewegt (d. h., die Pressrolle ist in Abhängigkeit
von der Position des Alternierteils in Kontakt mit der geraden Fläche oder
mit der Pressneigung des Alternierteils), und ein elastisches Presselement
(z. B. eine Schraubefeder), das mit der Pressrolle verbunden ist
und eine elastische Kraft auf die Pressrolle ausübt, um
die Pressrolle gegen die gerade Fläche oder die Pressneigung
zu drücken.
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Das
elastische Presselement kann (z. B. mit seiner Längsrichtung)
senkrecht zu der geraden Fläche ausgerichtet sein.
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Die
elektrische Einheit, die Untersetzungseinheit, die Linearumwandlungseinheit
und die Hilfskraftzuführeinheit können (allesamt)
in dem (einen) Gehäusekörper angeordnet sein,
und die Schubstange kann derart angeordnet sein, dass ein Abschnitt von
ihr nach außen durch den Gehäusekörper
hindurch vorsteht.
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Gemäß unterschiedlicher,
zahlreicher Aspekte der Erfindung ist es möglich, eine
Kupplung in Eingriff zu bringen, mittels Verwendung einer elektrischen
Vorrichtung, die ein relativ geringen Energiebedarf hat, um dennoch
eine ausreichend große Kraft zum In-Eingriff-Bringen der
Kupplung auf ein Aufbringlager oder ein Aufnahmelager aufzubringen,
um ein sicheres und stabiles Eingreifen der Kupplung zu gewährleisten,
und um die Kupplung stets stabil und geeignet zu betreiben, indem
automatisch der Betriebshub, der beim Verschleiß der Kupplung
vergrößert erzeugt ist, kompensiert wird.
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Ferner
ist die Erfindung gestaltet, um bekannte Kupplungssystemkomponenten
so wie sie sind zu verwenden, wie zum Beispiel solche, die mit einem
separaten Kupplungshebel ausgestattet sind, um den Kupplungsmechanismus
eines Doppelkupplungsgetriebes zu implementieren, verwendend zahlreiche
unterschiedliche Teile und allgemeine Technologien, und die Erfindung
hat eine einfache und kompakte Gestalt, um einfach in einem Fahrzeug
montiert werden zu können. Die Verfahren und Vorrichtungen
der Erfindung haben weitere Merkmale und Vorteile, welche in Verbindung
mit der nachfolgenden Erläuterung der Zeichnungen ersichtlich
werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Ansicht, welche die Gestaltung einer Kupplungsbetätigungsvorrichtung
für ein Doppelkupplungsgetriebe gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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2 ist
eine Ansicht, welche im Detail die Verbindung von Hauptkomponenten
der Ausführungsform von 1 zeigt.
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3 ist
eine Ansicht, welche die Verbindung der Schubstange, des Kompensationszahnrads und
der Einwegkupplung gemäß der Ausführungsform
von 1 in weiterem Detail zeigt.
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4 ist
eine Ansicht, welche den Zusammenbau der Schubstange, des Kompensationszahnrads
und der Einwegkupplung (Einrichtungskupplung) durch einen Abschnitt
des Stangenblocks gemäß der Ausführungsform
von 1 im weiteren Detail zeigt.
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5 ist
eine Ansicht, welche im Detail die Struktur des fixierten Eingriffsteils
und des bewegbaren Eingriffsteils gemäß der Ausführungsform
von 1 zeigt.
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Es
wird angemerkt, dass die anhängenden Zeichnungen die jeweiligen
Details nicht unbedingt in dem erforderlichen Maßstab zeigen
und das die Zeichnungen teilweise vereinfachte Darstellungen von
unterschiedlichen Merkmalen sind, welche die Grundprinzipien der
Erfindung illustrativ machen sollen. Die spezifischen Gestaltungsmerkmale
der Erfindung, wie sie hier offenbart ist, inkl. zum Beispiel spezifische
Abmessungen, Orientierungen, Anordnungen und Gestaltungen werden
zum Teil von den besonderen Gegebenheiten am Einsatzort und der
dortigen Umgebung bestimmt.
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In
den Figuren werden gleiche Bezugszeichen für gleiche Bauteile über
die Zeichnungen hinweg verwendet.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen der
Erfindung.
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Im
Folgenden wird nun im Detail Bezug genommen auf die unterschiedlichen
Ausführungsformen der Erfindung, von denen Beispiele in
der angehängten Zeichnung wie unten beschrieben dargestellt
sind. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit exemplarischen Ausführungsformen
beschrieben wird, ist zu verstehen, dass die Erfindung hierauf nicht
beschränkt ist. Im Gegenteil dazu umfasst die Erfindung
nicht nur diese exemplarischen Ausführungsbeispiele, sondern
auch zahlreiche Alternativen, Modifikationen, Äquivalente
und sonstige Ausführungsformen, welche in den Schutzumfang,
der durch die hier angehängten Ansprüche bestimmten ist,
fallen.
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Mit
Bezugnahme auf 1 bis 4 weist eine
exemplarische Ausführungsform der Erfindung auf: eine elektrische
Einheit, welche eine Drehkraft (Drehmoment) generiert, eine Untersetzungseinheit, welche
die Drehkraft der elektrischen Einheit untersetzt, eine Linearumwandlungseinheit,
welche die von der Untersetzungseinheit untersetzte Drehkraft in
eine Linearbewegungskraft umwandelt, eine Schubstange 1,
die durch die Linearumwandlungseinheit geradlinig bzw. linear bewegt
wird und die einen Betriebshub ausführt, um eine Kupplung
in Eingriff zu bringen, eine Hilfskraftzuführeinheit, welche die
Linearbewegungskraft erhöht bzw. verstärkt oder die
erhöhte Linearbewegungskraft von der Schubstange 1 wegnimmt,
wenn die Schubstange 1 eine Kupplung in Eingriff bringt
bzw. die Kupplung löst, und eine Stangenpositioniereinheit,
welche eingerichtet ist, um die Relativposition der Schubstange 1 zur
Linearumwandlungseinheit (bei Bedarf, d. h. z. B. bei Kupplungsverschleiß)
zu ändern.
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In
dieser Ausführungsform sind die elektrische Einheit, die
Untersetzungseinheit, die Linearumwandlungseinheit und die Hilfskraftzuführeinheit in
einem einzigen Gehäusekörper (Gehäuse) 3 angeordnet
und die Schubstange 1 ist derart angeordnet, dass sie mit
einem Endabschnitt, genauer mit einem freien Endabschnitt, durch
das Gehäuse 3 hindurch nach außen vorsteht.
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Das
Gehäuse 3 ist an ein Doppelkupplungsgetriebe montiert,
und zwar derart, dass die Kupplungsbetätigungsvorrichtung
mit ihrer Schubstange 1 ein Aufbringlager (Aktuatorlager)
geradlinig bewegen kann, welches die Kupplung in Eingriff bringt/außer Eingriff
bringt, und zwar durch die geradlinige Bewegung der Schubstange 1,
die wie oben erläutert aus dem Gehäuse 3 hervorsteht.
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In
dieser Ausführungsform ist die elektrische Einheit durch
einen Elektromotor 5 verwirklicht, und die Untersetzungseinheit
weist auf: eine Schnecke 7, die mit der Drehwelle des Elektromotors 5 verbunden ist,
und ein Schneckenrad 9, das mit der Schnecke 7 im
Eingriff steht bzw. mit diesem kämmt.
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Das
heißt, die Schnecke 7 ist direkt mit der Drehwelle
des Elektromotors 5 verbunden und von dem Elektromotor 5 drehend
bewegt, und das Schneckenrad 9, welches mit der Schnecke 7 im
Eingriff ist, wird von der Schnecke 7 entsprechend in untersetzter
(gegenüber der Rotationsgeschwindigkeit der Schnecke reduzierter)
Geschwindigkeit angetrieben, wodurch das von dem Elektromotor 5 ausgehende Drehmoment
unter Reduktion der Geschwindigkeit erhöht wird.
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Die
Linearumwandlungseinheit weist auf: ein Antriebszahnrad 11,
welches mit dem Schneckenrad 9 integral verbunden, d. h.
mit diesem mitdrehbar ist, zum Beispiel mit diesem einstückig
ausgebildet ist, und ein Alternierelement 13, das heißt,
ein hin und her bewegbares Element, welches einen Zahnstangenabschnitt
hat, der mit dem Antriebszahnrad 11 im Eingriff steht.
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Das
Antriebszahnrad 11 ist mit dem Schneckenrad 9 integral
mitdrehbar, zum Beispiel einstückig, sowie zu diesem koaxial
ausgebildet, um mit dem Schneckenrad 9 mitzurotieren, und
das Alternierelement 13 wird durch die Rotation des Antriebszahnrads 11 geradlinig
bewegt, wegen des Eingriffs des Zahnstangenabschnitts mit dem Antriebszahnrad 11,
und leerlaufende Rollen (Stützrollen) 15 sind im
Berührungskontakt mit dem Alternierelement 13 im
Gehäuse 3, um die Linearbewegung des Alternierelements 13 zu
führen.
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Der
Elektromotor 5 ist mit einer Steuervorrichtung 17 verbunden
und von dieser gesteuert, welche Drehzahlinformationen über
oder von eine/r Ausgangswelle des Doppelkupplungsgetriebes erhält.
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Die
Stangenpositioniereinheit weist auf: einen Stangenblock 19,
welcher mit dem Alternierelement 13 fest verbunden ist,
das heißt, mit diesem mitbewegbar ist, wobei die Schubstange 1 davon
geführt ist, um sich geradlinig zu bewegen (zum Beispiel
geradlinig zu gleiten), eine Einwegkupplung 23 (Einrichtungskupplung
oder Freilaufkupplung), welche ein Kompensationszahnrad 21 aufweist,
das mit dem Zahnstangenabschnitt der Schubstange 1 im Eingriff
ist und das an den Stangenblock 19 montiert ist, um nur
in einer Richtung rotieren zu können, und eine Kupplungsrotationseinheit,
welche das Kompensationszahnrad 21 der Einwegkupplung 23 um
einen vorbestimmten Winkel gemäß der Linearbewegung
des Stangenblocks 19 rotiert.
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Der
Stangenblock 19 ist an dem Alternierelement 13 fest
angebracht, um sich zusammen mit dem Alternierelement 13 geradlinig
zu bewegen, und hält oder stützt die Schubstange 1 derart,
das die Schubstange 1 relativ zum Alternierelement 13 geradlinig bewegbar
ist, und hält oder stützt ferner das Kompensationszahnrad 21 drehbar,
wobei die Linearbewegungsrichtung des Stangenblocks 19 und
des Alternierelements 13 und auch die Linearbewegung der
Schubstange 1 relativ zu dem Alternierelement 13 parallel
zueinander sind.
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Eine
leer drehende Rolle (Leerlaufrolle) 16 kann in Berührungskontakt
mit dem Stangenblock 19 im Gehäuse 3 angeordnet
sein, um die Geradbewegung des Stangenblocks 19 zu führen.
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Die
Kupplungsrotationseinheit weist auf: ein bewegbares Eingriffsteil 25 (hier
in Form eines Zahnrads oder Zahnrings), das koaxial zu dem Kompensationszahnrad 21 angeordnet
ist und mit diesem verbunden ist und welches eine Mehrzahl von Verriegelungsstufen
aufweist, die in einem Winkel in einer vorbestimmten Richtung in
einem vorbestimmten Abstand entlang des (stirnseitigen) Außenumfangs
des bewegbaren Bewegungsteils 25 angeordnet sind und das
eine Drehfunktion der Einwegkupplung 23 durchführt,
einen Verriegelungshebel 27, der am Gehäuse 3 fixiert
ist, um mit den Verriegelungsstufen verriegelt zu sein, sodass das
bewegbare Eingriffsteil 25 um einen vorbestimmten Winkel
rotiert, wenn sich der Stangenblock 19 in einem vorbestimmten
Kompensationsbereich in Kupplungslöserichtung bewegt, und
eine Steuervorrichtung 17, welche den Elektromotor 5 steuert,
sodass sich der Stangenblock 19 geradlinig in den Kompensationsbereich
bewegt.
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Ein
elastisches Vorspannelement 29 ist zwischen dem Verriegelungshebel 27 und
dem Gehäuse 3 angeordnet, um den Verriegelungshebel 27 gegen das
bewegbare Eingriffsteil 25 elastisch abzustützen bzw.
dagegen vorzuspannen.
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Ein
fixiertes Eingriffsteil 31 (hier in Form eines Zahnrads
oder Zahnrings) mit einer Mehrzahl von keilförmigen Zähnen
(an einer Axialendfläche ausgebildet) ist mit diesen mit
keilförmigen Zähnen des bewegbaren Eingriffsteils 25 im
Eingriff, wobei die keilförmigen Zähne des bewegbaren
Eingriffsteils 25 an einer dem fixierten Eingriffsteil 31 zugewandten
Axialendfläche des bewegbaren Eingriffsteils 25 ausgebildet
sind. Hierdurch (wegen des gegenseitigen Eingriffs der Keilzähne)
ist es dem bewegbaren Eingriffsteil 25 ermöglicht,
sich nur in eine Richtung zu drehen, wobei ein Paar von Eingriffsteilen
aus dem bewegbaren Eingriffsteil 25 und dem fixierten Eingriffsteil 31 gebildet
ist; das fixierte Eingriffsteil 31 ist (dreh-)fest mit
dem Stangenblock 19 verbunden und damit mit diesem linear
mitbewegbar.
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Das
heißt, die Einwegkupplung 23 weist das bewegbare
Eingriffsteil 25 und das fixierte Eingriffsteil 31 auf,
wobei eine Mehrzahl von bogenförmigen Vorsprüngen
um die (radiale) Außenfläche des feststehenden
Eingriffteils 31 herum an dieser ausgebildet sind, um dessen
Rotation zu verhindern, sobald es in den Stangenblock 19 eingesetzt
ist, sodass sich das bewegbare Eingriffsteil 25 nur in
eine Richtung bzgl. des Stangenblocks 19 drehen kann, aber
nicht in die andere Richtung, weil es in dieser anderen Richtung
von dem bzgl. des Stangenblocks 19 (dreh-)fixierten Eingriffsteils
am Drehen gehindert ist.
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Alternativ
kann anstelle der bogenförmigen Vorsprünge ein
Keil oder eine Keilwellenstruktur an der radialen Außenfläche
des fixierten Eingriffsteils 31 vorgesehen bzw. ausgebildet
sein, um mit dem Stangenblock 19 im Eingriff zu stehen.
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Das
fixierte Eingriffsteil 31 ist am Stangenblock 19 fest
angebracht und damit mit diesem in dessen Linearbewegungsrichtung
mitbewegbar, wobei es jedoch in seiner Axialrichtung (hier definiert durch
die Mittelachse des Zahnrings, die hier ferner quer zur Linearbewegungsrichtung
des Stangenblocks 19 verläuft) axial bewegbar
ist, wobei eine Rückstellfeder 43 das fixierte
Eingriffsteil 31 elastisch gegen das bewegbare Eingriffsteil 25 vorspannt,
sodass, wenn sich das bewegbare Eingriffsteil 25 in seiner
Drehrichtung dreht, das fixierte Eingriffsteil 31 unter
Zurückdrücken der Zurückstellfeder 43 axial
bewegt, um es dem bewegbaren Eingriffsteil 25 zu ermöglichen,
zu rotieren, wobei in den anderen Fällen das fixierte Eingriffsteil 31 durch
die Kraft der Rückstellfeder 43 gegen das bewegbare
Eingriffsteil 25 gepresst wird, um das bewegbare Eingriffsteil 25 zu hindern
sich zu drehen.
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Bei
dieser Gestaltung ist das bewegbare Eingriffsteil 25 koaxial
mit dem Kompensationszahnrad 21 verbunden, und zwar durch
das fixierte Eingriffsteil 31 hindurch, wodurch das Kompensationszahnrad 21 und
das bewegbare Eingriffsteil 25 miteinander drehbar sind.
Ferner sind das Kompensationszahnrad 21, welches mit der
Schubstange 1 im Eingriff steht, und das bewegbare Eingriffsteil 25,
welches mit dem Verriegelungshebel 27 in Verriegelungseingriff
ist, bezüglich des fixierten Eingriffsteils 31 auf
beiden Seiten des selben symmetrisch oder in symmetrischer Balance
(symmetrischem Gleichgewicht) angeordnet, um eine stabilere und
haltbarere Gestaltung zu erreichen (ausbalancierte bzw. im Gleichgewicht
stehende Anordnung).
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Die
Hilfskraftzuführeinheit weist auf: eine Pressneigung oder
Press-Neigungsfläche 35, die von einer geraden
Fläche des Alternierelements 13 aus weggeneigt
ist, welche gerade Fläche zu der Linearbewegungsrichtung
des Alternierelements 13 parallel verläuft, wobei
sich die Pressneigung 35 in einem Winkel bzgl. der Linearbewegungsrichtung
erstreckt, eine Pressrolle 37, welche in kontinuierlichem
Kontakt mit der geraden Ebene 33 und der Pressneigung 35 ist,
während das Alternierelement 13 sich geradlinig
bewegt, und ein elastisches Presselement 39, das auf die
Pressrolle 37 eine elastische Kraft ausübt, welche
senkrecht zur geraden Ebene 33 des Alternierteils 13 gerichtet
ist.
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Wenn
sich somit das Alternierteil 13 geradlinig bewegt und sich
die Pressrolle 37 von der geraden Fläche 33 des
Alternierteils 13 aus bewegend in Kontakt mit der Pressneigung 35 kommt,
wird eine Komponentenkraft, welche in Richtung der Linearbewegungsrichtung
des Alternierelements 13 wirkt, durch eine Kraft erzeugt,
welche auf des Alternierteil 13 von der Pressrolle 37 und
der Pressneigung 35 ausgeübt wird und welche der
Linearbewegungskraft, die durch den Elektromotor 5 und
das nachgeschaltete Untersetzungsgetriebe erzeugt wird, hinzugefügt
wird, sodass die Linearbewegungskraft, die auf die Schubstange 1 ausgeübt
wird, vergrößert wird. Andererseits, wenn das
Alternierelement 13 zurückkehrt und die Pressrolle 37 außer
Eingriff von der Pressneigung 35 kommt und in Berührungskontakt mit
der geraden Fläche 33 des Alternierteils 13 kommt,
wird die vergrößerte Linearbewegungskraft, welche auf
die Schubstange 1 ausgeübt worden ist, komplett
von der Schubstange weggenommen.
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Der
Vorgang des Vergrößerns der Linearbewegungskraft
der Schubstange 1, wenn die Pressrolle 37 im Kontakt
mit der Pressneigung 35 ist, macht es möglich,
die Elektromotorkraft des Elektromotors minimiert vorzusehen und
dennoch eine stabile Stoppposition für die Schubstange
aufrecht zu erhalten, während die Kupplung ihren Eingriffszustand
hat und beibehält, sodass ein stabiler Eingriff der Kupplung
gewährleistet werden kann.
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Die
Summe aus der Linearbewegungskraft der Schubstange 1, geliefert
von dem Elektromotor 5, und der Linearbewegungskraft, geliefert
von der Hilfskraftzuführeinheit, hält den stabilen
Eingriff der Kupplung aufrecht. Wenn jedoch die von dem Elektromotor 5 zugeführte
Kraft durch einen Fehler in der Energievorrichtung des Fahrzeugs
gestoppt ist und nur die Kraft der Hilfskraftzurühreinheit
bereitgestellt ist, dann kommt die Kupplung außer Eingriff
und die Kraftübertragung im Fahrzeug wird gestoppt, wodurch
die Sicherheit und Stabilität des Fahrzeugs gewährleistet
sind.
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Nachfolgend
wird der Betrieb der wie oben erläutert gestalteten, exemplarischen
Ausführungsform erläutert.
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Um
die Kupplung in Eingriff zu bringen, steuert die Steuervorrichtung 17 die
Energieversorgung an den Elektromotor 5 derart, dass dieser
die Schnecke 7 rotiert, wodurch das Schneckenrad 9 und
das Antriebszahnrad entsprechend rotiert werden.
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Wenn
das Antriebszahnrad 11 rotiert, dann bewegt sich das Alternierelement 13 in 1 nach rechts
und der Stangenblock 19, der mit dem Alternierelement 13 fest
verbunden ist, und die Schubstange 1 bewegen sich entsprechend
geradlinig nach rechts, sodass die Schubstange 1 das Aufbringlager entsprechend
geradlinig bewegt und damit die Kupplung in Eingriff gebracht wird.
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Bei
diesem Vorgang, wenn die Bewegungsdistanz des Alternierteils 13 zunimmt,
dann drückt die Pressrolle 37 gegen die Pressneigung 35 und
stellt die elastische Kraft des elastischen Presselements 39 (hier
eine Schraubenfeder) in die Linearbewegungsrichtung des Alternierelements 13 bereit.
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Wenn
die Kupplung im Eingriff ist, wird der Eingriff der Kupplung durch
die von dem elastischen Presselement 39 bereitgestellte
Kraft stabil aufrecht erhalten, während die Elektromotorkraft,
die von dem Elektromotor 5 bereitzustellen ist, minimal
gehalten werden kann. In diesem Zustand, wenn die Strom- oder Energiezufuhr
zu dem Elektromotor 5 gestoppt wird, dann wird die auf
die Schubstange ausgeübte Kraft reduziert und die Kupplung
wird mit Ausschalten der Energiezufuhr entsprechend außer
Eingriff gebracht, sodass es möglich ist, die Betriebssicherheit
des Fahrzeugs zu gewährleisten, auch wenn die Energievorrichtung
des Fahrzeugs plötzlich versagt.
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Um
die Kupplung außer Eingriff zu bringen, steuert die Steuervorrichtung 17 den
Elektromotor 5 in die andere Drehrichtung an, wodurch das
Alternierelement 13 in 1 nach links
zurückkehrt und die Pressrolle 37 entlang der
Pressneigung 35 angehoben wird und mit der geraden Fläche 33 des
Alternierteils 13 in Berührungskontakt kommt.
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Demgemäß kehrt
die Schubstange 1 zurück und kehrt auch das Aufbringlager
entsprechend zurück, sodass die Kupplung außer
Eingriff gebracht wird.
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Wenn
die Kupplung wie oben erläutert wiederholt in Eingriff
gebracht wird und außer Eingriff gebracht wird, verschleißt
die Kupplung hierdurch und der Reibverschleiß muss geeignet
kompensiert werden. Demgemäß erhält die
Steuervorrichtung 17Ausgangswellendrehzahlinformationen
vom Doppelkupplungsgetriebe von einem Drehzahlsensor 41 und
kompensiert den Reibverschleiß der Kupplung unter Verwendung
der Stangenpositioniereinheit.
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Das
heißt, die Steuervorrichtung 17 treibt den Elektromotor 5 zum
In-Eingriff-Bringen der Kupplung an und überwacht dann
den Zeitverlauf bei der Änderung der Ausgangswellendrehzahl
des Kurbelkupplungsgetriebes, wobei, wenn die erwartete Änderung
in der Ausgangswellendrehzahl über einen vorbestimmten
(Zeit-)Grenzwert hinaus verzögert ist, dann ermittelt oder
bestimmt die Steuervorrichtung 17, das eine Verzögerung
aufgrund von Reibverschleiß der Kupplung vorliegt, sodass
die Steuervorrichtung die Stangenpositioniereinheit zur Kompensation
dieses Reibverschleißes betätigt.
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Es
wird angenommen, dass jener Linearbewegungsabschnitt, der definiert
ist, wenn der Stangenblock 19, nachdem er sich zum In-Eingriff-Bringen
der Kupplung bewegt hat, vom Rückkehrpunkt aus noch weiter
in die Zurückkehrrichtung zurückkehrt, ein Kompensationsabschnitt
ist. Wenn unter bei dieser Annahme die Steuervorrichtung 17 den Elektromotor 5 derart
steuert, dass sich der Stangenblock 19 geradlinig entlang
des Kompensationsabschnitts bewegt, dann wird die Verriegelungsstufe des
bewegbaren Eingriffsteils 25 am Verriegelungshebel 27 durch
die Bewegung des Stangenblocks 19 verriegelt und das bewegbare
Eingriffsteil 25 rotiert. Demgemäß rotiert
das Kompensationszahnrad 21 entsprechend mit und schiebt
die Schubstange 1 von dem Stangenblock 19 aus
weiter hinaus, während es durch die Rotation von dem bewegbaren
Eingriffsteil 25 rotiert wird, sodass der Reibverschleiß der
Kupplung hierdurch kompensiert wird.
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Wenn
dann das bewegbare Eingriffsteil 25 wie oben beschrieben
rotiert hat, dann kann es nicht wieder bzgl. des fixierten Eingriffsteils 31 rückwärts rotieren,
sodass die vorspringende Schubstange 1 stabil in ihrer
vorgeschobenen Position gehalten bleibt.
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Wenn
ferner der Stangenblock 19 zu seiner Anfangsposition zurückkehrt,
nachdem er entlang des Kompensationsabschnitts bewegt wurde, dann ist
der Verriegelungshebel 27 derart elastisch gegen das bewegbare
Eingriffsteil 25 abgestützt, das er hinter der
nächsten Verriegelungsstufe des bewegbaren Eingriffsteils 25 einrasten
kann, und zwar durch die Vorspannkraft von dem elastischen Element 29 (hier eine
Schraubenfeder).
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Die
vorausgehende Beschreibung der speziellen Ausführungsformen
der Erfindung dient nur zum Zwecke der Illustration und Beschreibung
und damit zum besseren Verständnis der Erfindung. Es ist
aber nicht beabsichtigt, dass die Erfindung auf diese spezielle
Ausführungsformen eingeschränkt ist, sondern es
können zahlreiche unterschiedliche Modifikationen und Variationen
der einzelnen Detailmerkmale vorgenommen werden, ohne vom Schutzbereich,
wie er durch die anhängenden Ansprüche definiert
ist, abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - KR 10-2009-0068803 [0001]
