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Die Erfindung betrifft: elektrische
Aktoren zum Regeln der Kupplung und/oder des sequentiellen Getriebes
in Kraftfahrzeugen, bei denen das Lösen der Reibungskupplung durch
die Wirkung einer Vorrichtung erfolgt, die mit einer Schablone bzw. Steuerplatte
ausgestattet ist; in ähnlicher
Weise wird die Betätigung
des sequentiellen Getriebes mittels einer Schablone eines anderen
Aktors erzielt, wobei die beiden Aktoren zur gleichzeitigen Regelung
der Kupplung und des sequentiellen Getriebes gegebenenfalls gekoppelt
sind.
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Der Stand der Technik umfasst bereits
Aktorenvorrichtungen für
sequentielle Getriebe, die aus Hydraulikzylindern bestehen, bei
denen der in den Zylindern wirkende Druck der Reihe nach den höheren oder
niedrigeren Gang auswählt.
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Die Aktoren bestehen aus zwei einfach
wirkenden Zylindern, deren Kolben an der der Druckkammer entgegengesetzten
Seite an demselben Schaft miteinander verbunden sind. Ein Ablaufanschluss
ist in der Mitte zwischen den Zylindern und den Kolben angeordnet,
wenn diese sich in ihrer neutralen Stellung befinden; die Druckkammern
werden durch 3-Wege-Regelventile geregelt, die jede Kammer entweder
mit der Hochdruckleitung zur Betätigung
oder mit der Ablaufleitung zur Endbetätigung auf dieser Seite verbinden;
die mittige Stellung des Schafts mit zwei Kolben erhält man mittels
zweier Becher mit Kragen an der Druckkammerseite, die, wenn ein
Druck angelegt wird, mittels der Kragen und geeigneter Hubbegrenzer
in beiden Kammern eine feststehende mittige Stellung definieren.
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Der Stand der Technik umfasst auch
mechanische Aktoren zur Kupplungsregelung in Krafträdern, bei
denen die mechanische Regelung auf einen Hebel einwirkt, der über eine
Zahnstangenübersetzung
die Kupplungsplatte bewegt; der Rückhub wird durch die Federn
der Kupplungsplatte gewährleistet. Es
wird auch eine manuelle hydraulische Regelung verwendet, die aus
einem einfach wirkenden hydraulischen Zylinder besteht, der auf
die Regelstange der Kupplungsplatte einwirkt und von einer kleinen
Pumpe gespeist wird, die mit dem vom Benutzer betätigten,
manuellen Regelungshebel in Verbindung steht.
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Der Bedarf sowohl an manuellem als
auch an automatischem Betrieb besteht besonders dann, wenn das Getriebe
fernbedient wird. In der Tat wird bei Krafträdern der duale Betriebsmodus,
sowohl des Getriebes, aber mehr noch der Kupplung, als ein wichtiges
Sicherheitsmerkmal angesehen.
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Im Fernregelungsbetrieb muss durch
den Befehl, der am sequentiellen Getriebe ausgeführt wird, zum fehlerfreien
Betrieb auch die Kupplung betätigt
werden, das heißt
der Hebel mit dem Ritzel und die Stange mit Zahnstange, oder die
manuelle hydraulische Regelung mit dem einfach wirkenden Zylinder
müssen
fernbetätigt
werden; wegen der Art ihrer Ausführung
lassen sie keinen indifferenten automatischen oder manuellen Betrieb
zu, wie dies bei der Fernregelung der Fall ist.
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Auch auf dem Gebiet von Kraftfahrzeugen umfasst
der Stand der Technik einen Aktor zum Betätigen der Kupplung, der aus
einem Elektromotor besteht, welcher mittels eines an einem Abschnitt
eines Zahnkranzes angeschlossenen Ritzels einen Hebel dreht, der über eine
Stange auf die Kupplung einwirkt; der Hebel ist mit einer Feder
verbunden, die die Öffnungskraft
der Kupplung kompensiert. Darüber
hinaus ist es einem derartigen Aktor, der die Drehrichtung des Elektromotors
während
des Betätigungszyklus
der Kupplung umdrehen muss, nicht möglich zu bewirken, dass die
Drehrichtung des Hebels nicht vorbestimmt ist, weil er eine obligatorische Richtung
hat. Außerdem
ist das Umkehren der Drehrichtung ein begrenzender Faktor für die Betriebsgeschwindigkeit
des Aktors.
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Auch für das Getriebe gibt es Elektromotoren,
gegebenenfalls mit Mechanismen zur Drehzahlreduzierung, die die
Gangverschiebetrommel direkt regeln oder den Ganghebel in sequentiellen
Getrieben betätigen.
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Weiterhin machen es die hohen Leistungen moderner
Kraftradmotoren erforderlich, dass zur Betätigung der Kupplung vom Fahrer
eine beträchtliche Kraft
ausgeübt
wird. Die BE 651094 A offenbart die Merkmale des Oberbegriffs von
Anspruch 1.
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Ein derartiger Stand der Technik
kann mit Blick auf die Möglichkeit,
dass Aktoren für
Kupplungen und sequentielle Getriebe mit geringen Kosten und einfachem
Betrieb gefertigt werden können,
Gegenstand einer beträchtlichen
Verbesserung sein.
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Wie aus dem Vorstehenden hervorgeht,
gibt es einen Bedarf, das technische Problem des Erfindens einer
Ausführung
des Aktors, der die Kupplung und/oder das sequentielle Getriebe
regelt und einfach im Aufbau sowie zuverlässig ist, zu lösen, wobei die
beiden Aktoren gegebenenfalls bezüglich ihres Aufbaus und ihres
Betriebs gekoppelt sind.
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Die Erfindung löst das technische Problem durch
Aufnahme folgender Merkmale: ein elektrischer Aktor zum Regeln der
Kupplung und/oder des sequentiellen Getriebes in Kraftfahrzeugen,
umfassend einen Elektromotor und einen Mechanismus zum Umwandeln
der Drehbewegung in eine lineare Bewegung des Aktorenelements, dadurch
gekennzeichnet, dass er einen Kurbelmechanismus oder wenigstens
ein Steuerteil umfasst, den bzw. das man unter Rückkehr zur Ausgangsstellung
eine komplette Umdrehung ausführen
lässt,
sei es zur Regelung der Kupplung, des Gangwechsels, oder von beiden.
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Merkmalsaufname in einer bevorzugten
Ausführungsform:
Ausbildung des Steuerteils als Mechanismus zur Umwandlung der Drehbewegung
in eine lineare Bewegung in Form einer Schablone, die als an einer
entsprechenden Führung
gleitenden Platte gestaltet ist, in der ein Kurbelbolzen angeordnet
ist, der vom Elektromotor in Drehung versetzt wird.
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Merkmalsaufname in einer zweiten
bevorzugten Ausführungsform:
Die Schablone ist in Übereinstimmung
mit der Anwendung so gestaltet, dass sie die Kräfte optimiert.
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Merkmalsaufname in einer weiteren
bevorzugten Ausführungsform,
für den
Fall des Aktors für eine
Kupplung: Die Platte mit der Schablone hat eine Feder, um die durch
die internen Federn der Kupplung erzeugten Kräfte zu kompensieren.
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Merkmalsaufname in einer weiteren
bevorzugten Ausführungsform:
Das Aktorenelement besteht aus einer hydraulischen Pumpe, die mit
der die Schablone enthaltenden Platte verbunden ist.
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Merkmalsaufname in einer weiteren
bevorzugten Ausführungsform
des Aktors für
eine Kupplung: Das Aktorene lement besteht aus einem Metallkabel,
das mit der die Schablone enthaltenden Platte verbunden ist.
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Merkmalsaufname in einer weiteren
bevorzugten Ausführungsform
des Aktors für
ein sequentielles Getriebe: Die Schablone besteht aus zwei Konturen,
die jeweils parallel und tangential zu dem Umfang sind, der durch
den Kurbelbolzen nachgezogen wird, sowie aus zwei Konturen, die
koaxial und tangential zu dem Umfang in einer Richtung angeordnet sind,
die parallel zu derjenigen der Führung
und senkrecht zu den parallelen Konturen verläuft.
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Merkmalsaufname in einer weiteren
bevorzugten Ausführungsform
des Aktors für
das Getriebe: Das Aktorenelement ist mit der die Schablone enthaltenden
Platte in elastischer Weise verbunden, um ein Auflaufen bzw. Überfahren
des Regelungshubs zu ermöglichen.
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Merkmalsaufname in einer weiteren
bevorzugten Ausführungsform
des Aktors für
das Getriebe: ein mechanischer Trennmechanismus mit einem vorgespannten
elastischen Element, der zwischen dem elektrischen Aktor und dem
Steuerstift des sequentiellen Getriebes angeordnet ist; wobei der
Trennmechanismus eine Betriebsrichtung hat, die entweder axial oder
drehend sein kann.
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Weitere Merkmalsaufname in einer
anderen Ausführungsform
für den
Aktor für
ein Getriebe: Die Getriebestange ist durch in entgegengesetzter
Richtung wirkende Federn mechanisch an der Führung des Aktors zentriert.
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Merkmalsaufname in einer weiteren
Ausführungsform
des Aktors für
das Getriebe: ein Sensor zum Detektieren der neutralen Stellung
der Schablone des Aktors.
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Weitere Merkmalsaufname in einer
anderen Ausführungsform:
ein Positionssensor an dem sich drehenden Element des Mechanismus
zum Umwandeln der Drehbewegung in eine lineare Bewegung.
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Merkmalsaufname in einer weiteren
Ausführungsform:
die Kurbel hat eine in einer Kerbe eingreifende Kugel, um die neutrale
Stellung zu bestimmen.
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Darüber hinaus Merkmalsaufname
in einer anderen Ausführungsform
des Aktors für
die Kupplung: ein Sensor zum Messen der Schließkraft der Kupplung; wobei
der Sensor gegebenenfalls aus einer Kraftmessdose besteht, die starr
mit der Aktorenstange der Kupplung verbunden ist, oder aus einem Sensor,
der den Druck des Hydraulikfluids misst, wenn die Kupplung hydraulisch
betätigt
wird. Schließlich
Merkmalsaufname in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
des Aktors für
die Kupplung: eine starre unidirektionale Verbindung zwischen der
Gleitplatte mit der Schablone und der starren Aktorenstange der
Kupplung; darüber
hinaus hat sie einen Zahn zur Verriegelung der Stange oder des Endes,
um ihn bzw. es in Anlage an die Schulter zu bringen oder in der
in ihr bzw. ihm gebildeten Nut: Der Zahn, der in der neutralen Stellung
normalerweise ausgerückt
ist, wird mittels eines Elektromagneten in Eingriff gebracht.
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Die mit dieser Erfindung erhaltenen
Vorteile sind folgende: Der Betrieb der Regelung der Reibungskupplung
mittels der Schablone ist wirtschaftlich und ein fehlerfreier Betrieb
ist gewährleistet,
und sie ist vielseitig hinsichtlich des Einbauortes im Fahrzeug;
der Kurbelbolzen ist von der Restspannung oder von Restschub, die
bzw. der durch den Betrieb der Kupplung aufgrund des Vorhandenseins
der Ausgleichsfedern entsteht; darüber hinaus ist die durch den
Elektromotor erzeugte Kraft reduziert und durch die Geometrie der
Verschiebung der Schablone optimiert; ein wichtiger Punkt ist auch,
dass sowohl der hydraulische Aktor als auch der durch das Metallkabel
betätigte äußerst wirtschaftlich
sind. Darüber
hinaus hat der Aktor für
das sequentielle Getriebe einen sehr einfachen Aufbau und weist
keine der Komplikationen der hydraulischen Aktoren aus dem Stand
der Technik auf; der Aktor lässt
sich leicht und wirtschaftlich herstellen, und ein ordnungsgemäßer Betrieb
ist gewährleistet.
Darüber
hinaus ist der Schablonenaktor zum Betreiben des sequentiellen Getriebes
hochgradig vielseitig, da er indifferent kraftunterstützt sein oder
manuell betätigt
werden kann, und er kann mit einem Aktor zur Kupplungsbetätigung gekoppelt
werden, um die Kupplung in einer geeignet synchronisierten Weise
zu betätigen,
wodurch ein ordnungsgemäßer Betrieb
beider Regelungen gewährleistet
ist. Wenn der Getriebeaktor mit dem Kupplungsaktor gekoppelt ist
und sich mit ihm dreht, ist es darüber hinaus noch möglich, die
Kupplung zu regeln, um den Grad an Schlupf zu ermöglichen,
der für
die dynamischen Erfordernisse des Fahrzeugs notwendig ist, sogar
mit der automatischen Regelung, also von der Fahrzeugregelungssoftware
bewerkstelligt, sowie natürlich
auch beim manuellen Eingreifen des Fahrers, ohne den Ganghebel betätigen zu
müssen. Auch
können
sowohl der nur für
die Kupplung zuständige
Aktor als auch die zwei Aktoren für Kupplung und Getriebe im
Fahrzeug nach dessen Herstellung eingebaut werden, wodurch eine
vorteilhafte Verbesserung an diesem Fahrzeug ausgeführt wird;
schließlich
kann die Montage vom Benutzer durchgeführt werden, weil der Aktor
oder die Aktoren leicht und wirtschaftlich einzubauen ist bzw. sind.
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Schließlich ist es unter Verwendung
des Verriegelungszahns bei der elektromagnetischen Regelung des
Hebels beim Aktor für
die Kupplung möglich, die
Kupplung des Fahrzeugs sogar in Situationen ausgerückt zu halten,
in denen Wechsel über
mehrere Gänge
erforderlich sind, im Allgemeinen beim Herunterschalten, innerhalb
kurzer Zeit und ohne die Notwendigkeit, die Kupplung bei jedem Gangwechsel
einzurücken.
In diesem Fall besteht ein weiterer Vorteil in der Möglichkeit,
das Fahrzeug bei eingelegtem Gang anzuhalten und bei stehendem Fahrzeug mit
laufendem Motor jeden Gang zu einzulegen.
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Einige Ausführungsformen der Erfindung sind
rein beispielhaft in den beigefügten
zwölf Zeichnungsseiten
dargestellt, in denen die 1 der Längsschnitt
des hydraulisch betätigten
Aktors zur Regelung der Kupplung mit der Schablone ist, wie in der
vorliegenden Erfindung beschrieben; die 2 ist eine perspektivische Ansicht, wobei
der Deckel der Schablone des Aktors der 1 fehlt; die 3 bis 8 sind
schematische Darstellungen der Schablone und des Kurbelzapfens eines
Aktors für
eine Kupplung, und zwar in den verschiedenen Stellungen während des
Betriebszyklus ausgehend vom Ausrücken bis zum Wiedereinrücken; die 9 ist eine schematische
Darstellung, die die Kräfte
zeigt, die auf die Schablone einwirken sowie deren Bewegung während eines
Hubs; die 10 ist der
Längsschnitt eines
Aktors zum Regeln eines sequentiellen Getriebes mit einer durch
einen Metalldraht betätigten Schablone;
die 11 ist der Längsschnitt
eines Aktors zum Regeln eines sequentiellen Getriebes mit einer
Schablone gemäß der Erfindung;
die 12 ist die perspektivische
Ansicht des Aktors in der 11, wobei
der Deckel der Schablone fehlt; die 13 ist die
perspektivische Ansicht des Hebelmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung,
der die Regelung des sequentiellen Getriebes eines Kraftrads mit
dem Aktor mit Schablone koppelt; die 14 ist
die perspektivische Ansicht des Aktors zum Regeln eines sequentiellen
Getriebes und einer Kupplung für
ein Kraftrad, die beide mit demselben Antriebsmotor gekoppelt sind;
die 15 ist die Seitenansicht
einer weiteren Ausführungsform
der Gruppe von Aktoren für
Kupplung/Getriebe, von der Seite des Getriebeaktors gesehen, ohne
den seitlichen Deckel und teilweise im Schnitt; die 16 ist die perspektivische Ansicht des
mechanischen, axialen Trennmechanismus für den Getriebehebel; die 17 ist der Schnitt XVII-XVII der 15, der auf die Schnittebene
beschränkt
ist; die 18 ist eine
perspektivische Längsansicht
der Gruppe von Aktoren bei einer weiteren Ausführungsform des geschnitten
gezeigten mechanischen Trennmechanismus, in diesem Fall drehend
und direkt am Stift des sequentiellen Getriebehebels angeordnet;
die 19 ist die perspektivische
Ansicht der Gruppe von Aktoren und des Hebelmechanismus der Getriebebetätigung in
der vorhergehenden Figur; die 20 ist
die Seitenansicht der Gruppe von Aktoren für Kupplung/Getriebe, gesehen von
der Seite des Aktors für
die Kupplung, und zwar ohne den seitlichen Deckel und teilweise
im Schnitt; die 21 ist
die vergrößerte Ansicht
der Schablone und des Kurbelzapfens des Kupplungsaktors der vorhergehenden
Figur, und zwar leicht aus der neutralen Stellung herausgedreht
und bei eingerückter
Kupplung; die 22 ist
eine Ansicht analog zu der vorhergehenden Ansicht des Aktors für die Kupplung, aber
mit Verriegelungszahn und elektromagnetischer Regelung, die die
Kupplung ausgerückt
und gegen den starren Regelungshebel gedrückt hält.
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Die Figuren zeigen: 1 der 1 den hydraulischen Regelungsmechanismus
der Kupplung, mit einer Pumpe 2, mit einem Kolben 3 eines
Zylinders 4 und mit einem Behälter 5, der mit der
Pumpe mittels Einlassleitungen 6 verbunden ist; 7 die
Verbindung des Zufuhrrohrs für das
hydraulische Fluid zur Kupplung, die hier nicht gezeigt ist; 8 die
Platte, in der die Schablone 9 gekoppelt mit dem Kurbelbolzen 10 ausgeführt ist,
der auf Befehl durch die Untersetzungseinheit 11 in Drehung
versetzt wird; 12 den mittels eines Stifts 13 mit
der Platte verbundene Hebel, wobei der Kontakt mit dem Kolben 3 aufrecht
erhalten wird; 14 die Führung
der Platte 8; 15 den Gegendruckbecher für den Rückhub des
Kolbens 3 entgegen der Gegenkraft der Ausgleichsfeder 16,
die so einstellbar ist, dass die Belastungen auf den Mechanismus
während
des Betriebs der Kupplung reduziert werden; 17 eine durch
die Feder 18 so beaufschlagte Kugel, dass sie in der Vertiefung 19 sitzt,
um die Fixposition der Kurbel zu definieren; 20 der 2 den Positionssensor des
Kupplungshebels; CD der 4 die
anfängliche
Verschiebung der Ausrückbewegung
der Kupplung und CI der 8 den
abschließenden
Hub der Eingriffsbewegung; R der 9 den
Punkt im der schematischen Darstellung, der die neutrale Stellung des
Mechanismus angibt, die in der 3 dargestellt ist;
D den Punkt in der schematischen Darstellung, der das anfängliche
Stadium des Ausrückens
angibt, das in der 5 dargestellt
ist; F den Punkt in der schematischen Darstellung, der das vollständige Ausrücken angibt,
das in der 6 dargestellt
ist; I den Punkt in der schematischen Darstellung, der das vollständige Einrücken angibt,
das in der 7 dargestellt
ist; G den Belastungsvektor der Ausgleichsfeder von I bis R, der
in der 8 dargestellt
ist, oder den Entlastungsvektor von R bis D, der in der 4 veranschaulicht ist; 21 der 10 eine Platte mit der Schablone 9,
analog zu der vorhergehenden, aber kürzer und für den Betrieb mit dem Metallkabel 22 der Kupplungsregelung
(nicht gezeigt); 23 den Verbindungsschaft zwischen der
Platte 21 und der Klemmbacke 24, die das Kabel 22 hält; 25 die
Feder, die die Kräfte
auf den Mechanismus kompensiert; 26 die Umhüllung des
Metallkabels.
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Die Figuren zeigen auch: 27 der 11 den Regelungsaktor eines
sequentiellen Getriebes, bei dem die Platte 28 mit der
Schablone 29 zum Gleiten in die Führung 30 gebracht
wird; die Schablone besteht aus zwei Führungskonturen 31,
die jeweils mit der Achse tangential zum vom Kurbelzapfen 10 gefahrenen
Umfang und parallel zueinander liegen, sowie aus anderen Konturen 32,
die koaxial und tangential zum Umfang angeordnet sind, in senkrechter Richtung
zu den Konturen 31 und parallel zur Führung 30; 33 die
Stange, verbunden mit dem Regelungshebel des Getriebes; die Stange
wird durch in entgegengesetzter Richtung wirkende Federn 34, 35 in
beiden Richtungen positioniert, während sie mit dem Stift 13 elastisch
mit der Platte 28 mittels der Auflauf- bzw. Überhub-Ausgleichsfedern 36 verbunden
ist; S die Positionierungsbohrung für den Sensor, der die neutrale
Stellung des Aktors 27 detektiert, um manuelle Eingriffe
zu detektieren und das automatische Eingreifen des Aktors zu verhindern; 37 den Drehpunkt
der hinteren Aufhängung
des Aktors; 38 der 12 den
Sensor zum Detektieren der Position der Regelung; 39 der 13 die Verlängerung
der Stange 33; 40 die Pedalbetätigung auf der Achse C, die
die Drehung des sequentiellen Gangwählers (nicht gezeigt) bestimmt; 42 eine
Stange, die die Pedalbetätigung 40 mit
der Stange 39 verbindet; 43 einen Schwenkarm der
Stangen.
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Die Figuren zeigen auch: 44 der 14 die Gruppe aus zwei Aktoren 1 und 27 zur
gleichzeitigen Regelung der Kupplung, hier hydraulisch betätigt, und
des sequentiellen Getriebes; 45 die einzige Elektromotor/Untersetzungseinheit,
die die Stifte synchron aktiviert, die mit den Schablonen 9 und 29 gekoppelt
sind, und zwar zum gleichzeitigen Einwirken und mit einer einzigen
Regelung vom kraftunterstützten
Regelungsmechanismus (nicht gezeigt); 46 der 15 die Gruppe der zwei Aktoren
in kompakter Form 47 für
das sequentielle Getriebe und 48 für die Kupplung; 49 die
Platte, in der die Schablone 50 ausgebildet ist, und zwar
analog zu der Schablone 29, aber mit geraden Konturen 51,
die aufeinander folgende Konturen 31–32 (und 32–31)
verbinden; 52 die starre Stange, die mit dem Stift 13 starr
mit der Platte 49 verbunden ist und der Zentrierwirkung
der Federn 34 und 35 unterliegt; 53 die
mechanische, axiale Trennvorrichtung, die starr mit dem Regelungshebel 54 der
Regelung für
das sequentielle Getriebe verbunden ist: Die Trennvorrichtung besteht
aus einem Doppelgehäuse
für die
vorgespannte Druckfeder 55, in dem das Außenteil 56 starr
mit der Stange 57, d. h. mit einer Verlängerung der Stange 54,
verbunden ist und das Innenteil 58 starr mit der Stange 54 verbunden
ist; 59 geneigte Abschnitte des Außenteils zum Aufnehmen und
Führen
der auf einen festen Wert vorgespannten Feder 55; 60 der 18 die zwischen dem Regelungshebel 61,
an den die Stange 42 angeschlossen ist, und den Stift 62 zur
Aktivierung des sequentiellen Getriebes auf Achse C gesetzte Drehtrennvorrichtung; 63 die
auf einen festen Wert vorgespannte Drehfeder, zwischen deren Endabschnitten 64 ein
Stift 65 gehalten ist, der starr mit dem Arm 61 verbunden
ist, und ein Stift 66, der starr am Getriebehebel 40 befestigt
ist, am Stift 62 keilverzahnt: Der Hebel ist drehbar mit
dem Stift 62 gekoppelt.
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Schließlich zeigen die Figuren auch: 67 der 20 die starre Stange, die
starr mit der Gleitplatte 68 verbunden ist, in der sich
die Schablone 9 für
den Kurbelzapfen 10 befindet; 69 die Führung für die Gleitplatte; 70 eine
Vertiefung zur genauen Festlegung des Drehwinkels des Bolzens 10 für die neutrale
Stellung; 71 eine Kraftmessdose zur Messung von Axialbe lastungen,
die zwischen der Stange 67 und der Verlängerung 72 angeordnet
ist, um eine Feineinstellung der Einrückbewegung der Kupplung zu
gewährleisten; 73 der 22 das Ende der Stange 67, in
dem sich eine starre, unidirektionale Kopplung mit der Gleitplatte 68 befindet:
Die Verbindung besteht aus einer Stange 74, die starr mit
der Platte 68 verbunden ist und unter axialem Gleiten in
einer in der Stange 67 gefertigten entsprechenden Ausnehmung 75 gekoppelt
ist: Während
der Schubbewegung sind die Schulter 76 der Platte 68 und
die Vorderseite 77 des Endes in Kontakt; 78 den
Verriegelungszahn der Stange 67, der gegen eine in dem
Ende 73 hergestellte axiale Schulter 79 drückt; 80 den
Elektromagnet, der den Verriegelungszahn 78 aktiviert,
wenn eine Ausrückung
in die neutrale Stellung erfolgt ist.
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Der Betrieb des hydraulisch betätigten Kupplungsaktors
ist wie folgt. Der Aktor kann an irgendeinem zweckmäßigen Ort
im Fahrzeug platziert sein und weist die Hydraulikverbindung 7 mit
dem Rohr des Aktorenzylinders der Kupplung auf, die von bekannter
Art ist, und die Servoregelung erfolgt mit einem elektrischen Signal
zur Motor/Untersetzungseinheit in dem Moment, in dem die Kupplungs
betätigt wird.
Wenn der Befehl gegeben wird, erfolgt die durch die Motor/Untersetzungseinheit
erzeugte Drehung des Kurbelbolzens 10 mit einer Geschwindigkeit,
die es dem Schub an dem Kolben 3 schnell ermöglicht,
eine Antwort von der Kupplung zu erhalten, die für die Betriebsbedingungen des
Fahrzeugs zu diesem Zeitpunkt geeignet ist. Der sich drehende Bolzen,
der die Schablone 9 in Richtung zum Kolben 9 hin
schiebt, erzeugt die Axialbewegung der Pumpe 2, welche
unter Druck stehendes Öl
durch das Anschlussrohr 7 zur Kupplung schickt. Im letzten
Teil der Drehung des Bolzens 10 wird einem Rückhub der Platte 8 durch
den Schub der Feder 16 ent gegengewirkt, die mittels des
Bechers 15 auf die Platte einwirken, um den Kräften entgegenzuwirken,
die durch die Federn in der Kupplung erzeugt werden. Schließlich wählt die
in die Ausnehmung 19 eintretende Kugel 17 die
neutrale Stellung des Kurbelbolzens 10 in Kontakt mit der
Schablone 9. In dieser Stellung ist die Platte nur durch
die vorgespannte Feder 16 beaufschlagt, während sich
auf der entgegengesetzten Seite die Kräfte der Kupplung innerhalb
der Kupplung selbst und durch die hydraulische Verbindung 6 zwischen dem
Zylinder 4 und dem Tank 5 im Gleichgewicht befinden.
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Im Vergleich zu dem Betrieb des oben
beschriebenen Aktors mit dem Belastungs/Verschiebungs-Diagramm für den Kurbelbolzen 10 der 9 gibt es, sobald er über die
neutrale Totpunkt-Stellung der 3 hinaus
ist, einen ersten Abschnitt CD, in dem der Bolzen 10 durch
die Feder 16 vorgetrieben wird, ohne Widerstand zu erfahren,
und zwar aufgrund des Hubs, der durch den Anschluss 6 zur
hydraulischen Abdichtung erforderlich ist: Die Bewegung erfolgt
mit der maximalen Beschleunigung, die die Trägheitskraft des Motor/Untersetzungsmechanismus
erlaubt, die bis nahe an den Punkt R heranreicht; dann wandert im
Abschnitt CD, noch immer unter der Einwirkung der Feder, welche
die erzeugten Gegenkräfte überwindet,
indem sie das beim Ausrücken
der Kupplung verursachte Spiel aufnimmt, die Belastung in der schematischen
Darstellung bei sehr kleiner Verschiebung von R bis D entlang der
Linie G. Die anschließende
Verschiebung von der Position der 4 zu
der der 6 wird von Punkt
D bis F in der schematischen Darstellung mit einer Veränderung
in der Belastung dargestellt, die auf den Bolzen 10 einwirkt,
und zwar immer noch unter der Wirkung der Feder 16 für die erste
Hälfte
der Verschiebung, und erst daran anschließend muss die Motor/Untersetzungseinheit
die Kräfte überwinden,
um ein vollständiges
Ausrücken der
Kupplung zu erreichen, die bei F ankommt: Es ist festgestellt worden,
dass die Belastung, der in normalen, bekannten Kupplungen entgegenzuwirken
ist, zwischen 0 und 30 daN liegt. In der anschließenden Phase
des Einrückens
der Kupplung, von der 6 bis
zur 8, hilft der Schub
der Kupplung von F zu I der Drehung des Kurbelbolzens im ersten
Teil, und dann hat, wie für
das Ausrücken
beschrieben, das darauffolgende Teilstück aufgrund des Unterschieds
in der Vorspannung der Federn der Kupplung und der Ausgleichsfeder 16 einen
reduzierten Wert; im letzten Teilstück bei Verschiebung CI der 8 muss der Bolzen 10 die
gesamte Kraft der Feder 16 überwinden, und zwar von Punkt
I zu Punkt R entlang des Belastungsvektors G laufend: Diese Verschiebung
tritt am Ende des Zyklus auf, ohne ihn zu beeinflussen, die durch
die Motor/Untersetzungseinheit erzeugte Belastung kann durch die
Gestaltung der Schubfläche
der Schablone 9 gesteuert werden. Für die Schablone besteht, für den Fall
einer im Hinblick auf die Verschiebungsrichtung der Platte 8 geradlinigen
oder geraden Fläche, hinsichtlich
der durch die Feder 16 erzeugten Belastung ein sinusartiges
Verhältnis
der Reduzierung der gerade auf die Motor/Untersetzungseinheit wirkenden
tangentialen Belastung, wodurch ein Erreichen der Anfangsposition
in der 3 unterstützt wird. Aus
dem Vorstehenden geht die Möglichkeit
hervor, die Fläche
der Schablone 9 auf der Seite der Ausgleichsfeder 16 zu
gestalten, aber auch von 25 mit dem Metallkabel 22, um
das bei der oben erwähnten Verschiebung
CI auf die Motor/Untersetzungseinheit wirkende Drehmoment zu minimieren:
Die sich ergebende Kontur hat ein geneigtes Teilstück mit einer Veränderung
der Neigung nahe der neutralen Stellung. Schließlich kann bei diesem Aktor
die Kontur der Schablone 9 mit einer Geometrie hergestellt
werden, die Verschiebeverhältnisse
zum Aus- und Einrücken
der Kupplung festlegt, die es ermöglichen, dass bestimmte Antworten
der Kupplung erzielt werden; dies ist bei dem Aktor 1 möglich, ob
er sich nun in eine Richtung oder in beide Richtungen dreht, wenn er
mit dem Getriebeaktor 27 gekoppelt ist.
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In der darauf folgenden Ausführung ist
der Betrieb bei Betätigung
durch das Metallkabel 22 analog, siehe 3, mit dem Unterschied, dass durch das
Kabel eine Zugwirkung und kein Schub aufgebracht wird, wie in der 1 gezeigt ist; die neutrale Stellung
des Kurbelbolzens 10 wird durch das Spiel erzielt, das
sich zwischen dem Ende des Kabels 22 und der das Kabel
haltenden Klemmvorrichtung 24, die am Ende des Schafts 23 angeordnet
ist, befindet: Die Ausgleichsfeder 25 hat in dieser Stellung
ihre maximale Belastung.
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Auf diese Weise kann die Gestalt
der Schablone 9, wie oben beschrieben, in vorteilhafter
Weise eine nicht lineare Kontur haben, die dazu ausgelegt ist, Verschiebungsverhältnisse
der Platte zu erzielen, die abhängig
von den Stellungen des Kurbelbolzens 10 variieren, die
dabei zweckmäßigerweise
abhängig von
den auf den Mechanismus wirkenden Kräften eingestellt werden kann.
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Der Betrieb des Aktors für das sequentielle Getriebe
der 4 ist wie folgt.
Die kraftunterstützte Regelung,
die wie oben beschrieben auf die Kupplung einwirkt, wirkt auch als
Regelung für
den Aktor des sequentiellen Getriebes: Wenn der Kurbelbolzen 10 sich
dreht, greift er an einer der beiden Konturen 31 an, wirkt
auf die Platte 28 ein und verschiebt sie, wobei die Wahl
der Kontur von der Richtung der Gangwahl -entweder ein höherer Gang oder ein niedrigerer – abhängt, und
daher von der Drehrichtung des Bolzens 10; der Stift 13 wiederum
wird durch die Platte 28 unter der Wirkung der Ausgleichsfeder 36 beaufschlagt,
so dass er auf die Stange 33 einwirkt, die mit den Stangen 40 und
dem Hebelpedal 41 verbunden ist. Der Regelungshub des Getriebes
ist kürzer
als der Hub der Platte 28, wobei der Ausgleich der Federn 36 sicherstellt,
dass der Getriebehub vollendet ist, so dass ein ordnungsgemäßer Betrieb
sichergestellt ist.
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Das Angreifen an den Führungsprofilen 31 der
Platte 28 wird in vorteilhafter Weise so eingestellt, dass
es nach zumindest einer Viertel Umdrehung des Bolzens 10 erfolgt,
so dass die Motor/Untersetzungseinheit in vollständiger Abwesenheit von Widerstand hochfahren
kann und darüber
hinaus der Angriff an der Kontur 31 unter tangentialer
Bewegung erfolgen kann, um Stöße zu vermeiden;
die Verzögerung
der Aktivierung ist auch vorteilhaft in ihrem Einsatz zusammen mit
dem Aktor für
die Kupplung, was ermöglicht,
dass der Aktor für
die Kupplung vor dem Aktor für
das Getriebe eingreift. Darüber
hinaus ermöglichen
es die beiden Profile 32 dem Bediener, das sequentielle
Getriebe manuell zu verwenden, und zwar ohne das Eingreifen der
kraftunterstützten
Regelung und des Aktors: Der Bolzen 10 kann in seiner in
der 4 gezeigten neutralen
Stellung verbleiben, während
die Platte 28, die durch das externe Hebelsystem, das Pedal 41,
den Hebel 40, die Stange 42 und die Verlängerungsstange 39 bewegt
wird, während ihres
Hubs auf keine Hindernisse trifft, wodurch ein manueller Betrieb
möglich
ist. Außerdem
macht es die Ausführung
der Schablone 50 mit ihren geraden Konturen 51 leicht,
unter allen Bedingungen zu arbeiten, und gestattet sogar einen manuellen
Wechsel durch den Fahrer, während
der Aktor 47 in Betrieb ist; ein weiteres Sicherheitsmerkmal
ist der mechanische Trennmechanismus sowohl in seiner axialen Konfiguration 53 als
auch in seiner Drehkonfiguration 60, der im Falle des axialen
Trennmechanismus eine starre Verbindung zwischen den Teilen bei
begrenzten Belastungshö hen
oder im Falle des auf Drehung beruhenden Trennmechanismus ein begrenztes Drehmoment
sicherstellt. Die Wirkung der Trennmechanismen besteht darin, einen Überhub des
Aktors 47 zu ermöglichen,
ohne das sequentielle Getriebe zu beschädigen, während gleichzeitig sichergestellt ist,
dass der Regelungshub vollständig
ist.
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Der Betrieb des zweifachen Aktors 1, 27 in der 7 ist wie bei den jeweiligen
einfachen Aktoren für
die Kupplung und das sequentielle Getriebe: Das Kuppeln der beiden
jeweiligen Bolzen 10 erfolgt zweckmäßigerweise bei dem erforderlichen
Phasenwinkel des einen im Hinblick auf den anderen, wohingegen die
Drehrichtung der Motor/Untersetzungseinheit 45, die für die Kupplungsregelung
indifferent ist, für
das sequentielle Getriebe nicht indifferent ist. Das Koppeln der
beiden Kurbelbolzen 10, und deren jeweiliger Platten 8 oder 21,
und 28 ist auf viele Arten möglich und sehr zweckmäßig, wobei
die beiden Aktoren unter Verwendung einer einzigen Antriebsvorrichtung
einen gleichzeitigen und synchronisierten Regelungshub ausführen. Demzufolge
wird immer ein Mangel an Synchronisation zwischen Getriebe und Kupplung
vermieden.
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Der Aktor 48 für die Kupplung
hat, wie in den 20 und 22 gezeigt, eine starre Regelungsstange 67 und
seine Verlängerung 72,
die durch die Kraftmessdose 71 getrennt ist, welche fortwährend den Wert
der Belastung misst, die zwischen dem Aktor 48 und der
Kupplung, die hier nicht gezeigt ist, anliegt. Das sich ergebende
Signal wird vom elektronischen Prozessor analysiert, der die Phasenmodulation
des Eingreifens der Kupplung regelt. Ein analoger Effekt der Phasenmodulation
des Einrückens
der Kupplung kann auch in der hydraulischen Regelung der Kupplung
wie in den 1 und 2 erhalten werden, indem im
Regelungsrohr, also nachgeschaltet zur Pumpe 2 und vorgeschaltet
zu dem die Kupplung aktivierenden Zylinder, ein Sensor zum Messen
des Drucks des hydraulischen Fluids vorgesehen ist, wobei der Druck
bekanntermaßen
proportional zur Belastung an der Stange der Kupplung ist.
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Die 20 und 21 zeigen die Vertiefung 70, eine
Variation der Vertiefung 19, in die der Kurbelbolzen 10 eingreift,
wenn er in seiner neutralen Stellung bei eingerückter Kupplung ist, was mittels
der Ausgleichswirkung der Feder 25 an der Gleitplatte 68 mit Schablone 9 ein
präzises
Positionieren des Aktors 48 ermöglicht.
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Der Betrieb des Verriegelungszahns 78,
der in der 22 gezeigt
ist, wird durch Aktivieren des regelnden Elektromagneten 80 erzielt,
der bewirkt, dass der Zahn an der axialen Schulter 79 am
Ende 73 der Stange 67 angreift: Die Schulter lässt den Schiebehub
zu, jedoch nicht das Wiedereinrücken der
Kupplung, wodurch der Aktor in die Lage versetzt ist, mehrere aufeinanderfolgenden
Umdrehungen des Bolzens 10 auszuführen, ohne die Kupplung zu betätigen; diese
Möglichkeit
ist sehr von Nutzen, wenn ein Wechsel um mehr als einen Gang ausgeführt wird, üblicherweise
beim Herunterschalten, wobei die Kupplungseinrückphase ausgelassen werden kann,
wenn man gleichzeitig mehrere Gänge
schaltet; sobald die Schaltphase um mehrere Gänge abgeschlossen ist, wird
durch den elektronischen Regelungsprozessor der Elektromagnet deaktiviert,
womit der abschließende
Einrückhub
der Kupplung ausgeführt
werden kann.
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In der Praxis können die Werkstoffe, die Abmessungen
und Einzelheiten der Ausführung
von den beschriebenen abweichen, sie sind aber technisch äquivalent
dazu, ohne dass vom juristischen Geltungsbereich der vorliegenden
Erfindung abgewichen wird.
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Beispielsweise können, obwohl es nicht so vorteilhaft
ist, anstelle der linearen, also ein sinusförmiges Verschiebungsverhältnis erzeugenden,
Schablonen Schubkurbelmechanismen verwendet werden, die abhängig von
der Länge
der verwendeten Kolbenstange ein annähernd sinusförmiges Verhältnis haben.
Darüber
hinaus kann als Alternative zu der Stange 39 im Getriebeaktor 27 die
Betätigung
mittels Metallkabel übertragen
werden. Auch können
die geraden Konturen 51 in welcher Weise auch immer konturiert
oder gekrümmt
sein, um die sich aneinander anschließenden Konturen 31–32 (und 32–31)
zu verbinden. Schließlich
kann die axiale Schulter 79, für den Fall des Verriegelungszahns 78 zum
Halten des Kupplungsaktors 48 in der geöffneten Stellung, mit einer
ringförmigen
Bohrung oder sogar einem axialen Schlitz in dem Ende 73 erhalten
werden, und zwar mit entsprechender axialer Verlängerung, um eine adäquate Bewegung
in dem Schlitz sicherzustellen, um die Verschiebung der Stange 67 bei
den durch die Gleitplatte 68 erzeugten Überhüben auszugleichen.