ES2900304T3 - Unidad de seguridad para ajustar una posición predeterminada de un componente de una caja de cambios - Google Patents

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Abstract

Unidad de seguridad (150) para ajustar una posición predeterminada de un componente (140) de una caja de cambios (110), presentando la unidad de seguridad (150) las características siguientes: - una unidad de ajuste (205), que está acoplada o puede acoplarse con un elemento de transmisión (130, 255) para ajustar la posición predeterminada del componente (140) de la caja de cambios (110); - una unidad de soporte (210), que está dispuesta o puede disponerse de manera móvil en una dirección de movimiento (310) con respecto a la unidad de ajuste (205) y que está unida con la unidad de ajuste (205) a través de un resorte (250); caracterizada por - una unidad de activación (215) con una unidad de palanca articulada (220), estando acoplada la unidad de palanca articulada (220) entre la unidad de ajuste (205) y la unidad de soporte (210); y - una unidad de fijación (225) con un electroimán (230), estando configurada la unidad de fijación (225) para mantener la unidad de palanca articulada (220) en una posición de fijación en un estado del electroimán (230) alimentado con corriente y, de este modo, fijar la unidad de ajuste (205) con respecto a la unidad de soporte (210) y estando configurada la unidad de fijación (225) además para, en un estado del electroimán (230) no alimentado con corriente, liberar la unidad de palanca articulada (220) para su movimiento hacia una posición de liberación, para, de este modo, permitir llevar el componente (140) de la caja de cambios (110) a la posición predeterminada.

Description

DESCRIPCIÓN
Unidad de seguridad para ajustar una posición predeterminada de un componente de una caja de cambios
La presente invención se refiere a una unidad de seguridad para ajustar una posición predeterminada de una caja de cambios según la reivindicación 1.
En los vehículos modernos suelen utilizarse cajas de cambios automáticas, que facilitan mucho la selección de marchas al conductor del vehículo. Sin embargo, resulta problemático que en determinadas situaciones haya que asegurarse de que, por ejemplo, el freno de estacionamiento esté realmente accionado, aunque el conductor del vehículo no lo haga, posiblemente por olvido. El objetivo es lograr un aumento significativo de la seguridad del vehículo, para lo cual no se requieren construcciones complejas para lograr este mayor nivel de seguridad.
Por el estado de la técnica, por ejemplo, por los documentos DE10054977 A1 o DE102014219037 A1 se conocen unidades de seguridad. Con estos antecedentes la presente invención proporciona una unidad de seguridad mejorada para ajustar una posición predeterminada de una caja de cambios. A partir de las reivindicaciones dependientes y de la descripción a continuación se deducen configuraciones ventajosas.
El enfoque presentado en este caso proporciona una unidad de seguridad para ajustar una posición predeterminada de un componente de una caja de cambios, presentando la unidad de seguridad las características siguientes:
- una unidad de ajuste, que está acoplada o puede acoplarse con un elemento de transmisión para ajustar la posición predeterminada del componente de la caja de cambios;
- una unidad de soporte, que está dispuesta o puede disponerse de manera móvil en una dirección de movimiento con respecto a la unidad de ajuste y que está unida con la unidad de ajuste a través de un resorte;
- una unidad de activación con una unidad de palanca articulada, estando acoplada la unidad de palanca articulada entre la unidad de ajuste y la unidad de soporte; y
- una unidad de fijación con un electroimán, estando configurada la unidad de fijación para mantener la unidad de palanca articulada en una posición de fijación en un estado del electroimán alimentado con corriente y, de este modo, fijar la unidad de ajuste con respecto a la unidad de soporte y estando configurada la unidad de fijación además para, en un estado del electroimán no alimentado con corriente, liberar la unidad de palanca articulada para su movimiento hacia una posición de liberación, para, de este modo, permitir llevar el componente de la caja de cambios a la posición predeterminada.
Por unidad de ajuste (que de manera sinónima también puede denominarse elemento de ajuste) puede entenderse por ejemplo una unidad que ejerce una fuerza de tracción o una fuerza de empuje sobre el elemento de transmisión para llevar un componente de la caja de cambios a la posición predeterminada. En el caso del elemento de transmisión puede tratarse, por ejemplo, de un cable de tracción. En el caso del componente de la caja de cambios puede tratarse, por ejemplo, de un bloqueo de estacionamiento (o trinquete de estacionamiento) o una unidad de bloqueo de estacionamiento de la caja de cambios que evitará que el vehículo se desplace cuando está estacionado. En el caso de la posición predeterminada del componente de la caja de cambios puede tratarse, por ejemplo, de una posición enclavada de las ruedas dentadas del trinquete de estacionamiento de la caja de cambios, es decir, de la activación o una posición acoplada del bloqueo de estacionamiento o de la unidad de bloqueo de estacionamiento. Por unidad de soporte (que de manera sinónima también puede denominarse elemento de soporte) puede entenderse por ejemplo un elemento móvil de la unidad de seguridad, que por medio de un resorte se apoya en la unidad de ajuste y está configurado para tensar un mecanismo de seguridad para permitir llevar la unidad de ajuste a la posición en la que la unidad de ajuste lleva el componente de la caja de cambios a la posición predeterminada, cuando el electroimán no está alimentado con corriente. Por dirección de movimiento puede entenderse una dirección que dentro de un intervalo de tolerancia de, por ejemplo, el diez por ciento, corresponde al trayecto de movimiento o desplazamiento posible de la unidad de soporte con respecto a la unidad de ajuste. Por unidad de activación puede entenderse un dispositivo o un mecanismo que, de manera biestable, puede mantenerse en dos posiciones diferentes. En particular, mediante la unidad de palanca articulada de la unidad de activación puede garantizarse que la unidad de ajuste y la unidad de soporte se mantengan fijadas en la posición de fijación entre sí, es decir, de manera inmóvil entre sí, mientras que en la posición de liberación la unidad de ajuste puede mantenerse por ejemplo de manera móvil con respecto a la unidad de soporte y al mismo tiempo en la posición de liberación la unidad de ajuste puede llevar el componente de la caja de cambios a la posición (de seguridad) predeterminada. En este sentido, la unidad de fijación puede estar configurada para, mediante una alimentación del electroimán con corriente, llevar la unidad de palanca articulada a la posición de fijación o mantenerla en tal posición. La unidad de palanca articulada de la unidad de activación puede presentar por ejemplo al menos dos elementos de palanca unidos entre sí, de los cuales un primer elemento de palanca está unido con la unidad de ajuste y un segundo elemento de palanca está unido con la unidad de ajuste.
El enfoque presentado en este caso se basa en el conocimiento de que, en caso de emergencia del vehículo o cuando el vehículo está fuera de servicio, puede desconectarse el electroimán y de este modo puede llevarse la unidad de palanca articulada a la posición de liberación, de modo que también en estos casos puede alcanzarse de manera segura la posición predeterminada del componente de la caja de cambios. En particular, en este caso, mediante el resorte, con el electroimán desconectado, puede llevarse la unidad de fijación o la unidad de palanca articulada de la posición de fijación a la posición de liberación, de modo que el elemento de ajuste se desplace a una posición deseada, que corresponde a la posición predeterminada del componente de la caja de cambios. El enfoque propuesto en este caso ofrece la ventaja de que, con medios técnicamente muy sencillos y, a pesar de ello, una construcción compacta, se proporciona una unidad de seguridad que incluso en situaciones de emergencia permite de manera fiable alcanzar la posición predeterminada del componente de la caja de cambios para, de este modo, garantizar una función de seguridad adicional.
Resulta particularmente ventajosa una forma de realización del enfoque presentado en este caso, en la que la unidad de palanca articulada presenta al menos un elemento de palanca, que en la posición de fijación se orienta en una dirección que esencialmente corresponde a la dirección de movimiento entre la unidad de soporte y la unidad de ajuste. Por ejemplo, la dirección del elemento de palanca, dentro de un intervalo de tolerancia del diez por ciento de la dirección de movimiento entre la unidad de soporte y la unidad de ajuste presenta. Una forma de realización como ésta del enfoque propuesto en este caso ofrece la ventaja de un acoplamiento muy seguro y estable del elemento de ajuste con el elemento de soporte, porque la acción de la fuerza entre el elemento de soporte y el elemento de ajuste se ejerce esencialmente en la dirección de extensión longitudinal de este elemento de palanca. Al mismo tiempo, una forma de realización como ésta ofrece la ventaja de que puede realizarse ahorrando mucho espacio constructivo.
Además, resulta conveniente una forma de realización del enfoque presentado en este caso, en la que la unidad de palanca articulada en la posición de fijación y/o la posición de liberación se apoyan en un elemento de tope de la unidad de ajuste. Una forma de realización como ésta del enfoque propuesto en este caso ofrece la ventaja de que lleva la unidad de palanca articulada de manera fiable y rápida a la posición de fijación y/o la posición de liberación, sin que para ello sean necesarias medidas complejas desde el punto de vista constructivo.
Según otra forma de realización del enfoque propuesto en este caso la unidad de fijación puede estar configurada para, en la posición de liberación, permitir un movimiento de la unidad de ajuste con respecto a la unidad de soporte. De este modo ventajosamente es posible que, en la posición de liberación, mediante el resorte, la unidad de ajuste pueda llevarse a la posición deseada mencionada anteriormente para, de este modo, alcanzar la posición predeterminada del componente de la caja de cambios. Así, en particular con una desconexión del electroimán puede conseguirse de manera fiable que este componente de la caja de cambios se lleve a la posición predeterminada.
Según otra forma de realización del enfoque propuesto en este caso una unidad de seguridad puede fabricarse de manera muy pequeña y compacta cuando la unidad de palanca articulada y/o la unidad de fijación rodean el elemento de ajuste en forma de pinza o en forma de U. En particular, una forma de realización como ésta ofrece la posibilidad de, por medio de la unidad de palanca articulada y/o de la unidad de fijación, ejercer unas fuerzas sobre la unidad de ajuste en dos lados opuestos, de modo que mediante este ejercicio de fuerza en varios puntos de aplicación de la unidad de ajuste los segmentos correspondientes de la unidad de palanca articulada y/o de la unidad de fijación puedan realizarse más pequeños y aun así suficientemente estables para alcanzar la funcionalidad deseada.
Resulta particularmente ventajosa una forma de realización del enfoque propuesto en este caso, en la que la unidad de fijación está configurada para moverse esencialmente perpendicular a la dirección de movimiento entre la unidad de ajuste y la unidad de soporte, para alcanzar la posición de fijación. Una forma de realización como ésta del enfoque propuesto en este caso ofrece la ventaja de una construcción igualmente muy compacta de la unidad de seguridad evitando al mismo tiempo la superposición de trayectos de movimiento de los componentes o elementos individuales de la unidad de seguridad.
Además, según otra forma de realización del enfoque propuesto en este caso, el electroimán de la unidad de fijación puede estar configurado para ejercer una fuerza magnética sobre una placa de recepción, dispuesta en un elemento de unión, que une dos segmentos parciales de la unidad de fijación que unen lados opuestos de la unidad de ajuste. Una forma de realización como ésta del enfoque propuesto en este caso ofrece la ventaja de que utiliza los componentes necesarios de la unidad de fijación de manera muy eficaz para varios fines. En particular, mediante la previsión de la placa de recepción en el elemento de unión, por un lado, pueden unirse los dos segmentos parciales de la unidad de fijación que unen en dos lados opuestos de la unidad de ajuste y, por otro lado, puede obtenerse un punto de aplicación para el electroimán.
Aun así, para, durante el modo de funcionamiento normal de la unidad de seguridad, es decir, fuera del funcionamiento en caso de emergencia, permitir una transmisión fiable de una selección de marchas deseada del conductor desde el selector de marchas a la caja de cambios, según una forma de realización del enfoque propuesto en este caso, la unidad de fijación puede presentar al menos una ranura, en la que se adentra una espiga de la unidad de palanca articulada. Mediante la ranura, en la que se adentra la espiga de la unidad de palanca articulada y en la que puede deslizarse la espiga, ahora es posible, también con el electroimán conectado, alcanzar un movimiento de la unidad de ajuste acoplada con la unidad de soporte en la posición de fijación, con lo que puede garantizarse un “funcionamiento normal” del selector de marchas o un cambio producido de este modo de la posición de componentes de la caja de cambios entre sí.
Resulta particularmente ventajosa una forma de realización del enfoque presentado en este caso, en la que una dirección de extensión principal de la ranura de la unidad de fijación dentro de un intervalo de tolerancia difiere de la dirección de movimiento entre el elemento de ajuste y el elemento de soporte. Por ejemplo, esta dirección del plano de extensión principal de la ranura de la unidad de fijación puede diferir como máximo diez grados de la dirección de movimiento entre el elemento de ajuste y el elemento de soporte. De este modo ventajosamente puede conseguirse que, mediante la acción de la fuerza de resorte del resorte, apoyado en el elemento de soporte, la unidad de fijación o la unidad de palanca articulada pueda llevarse a la posición de liberación, de modo que el elemento de ajuste, mediante el resorte, pueda desplazarse a la posición deseada para alcanzar la posición predeterminada del componente de la caja de cambios. Aun así, al mismo tiempo puede garantizarse que también en el funcionamiento normal de la unidad de seguridad la espiga pueda deslizarse a lo largo de la ranura sin grandes pérdidas por fricción.
Según otra forma de realización del enfoque propuesto en este caso, puede estar previsto un elemento de tope opuesto al elemento de soporte con respecto al elemento de ajuste, en el que se apoya el elemento de ajuste, cuando el componente de la caja de cambios se encuentra en la posición predeterminada. Una forma de realización como ésta del enfoque propuesto en este caso ofrece la ventaja de que puede llevar el elemento de ajuste a una posición definida cuando se alcanza o debe alcanzarse la posición predeterminada del componente de la caja de cambios. Al mismo tiempo, un elemento de tope de este tipo ofrece la ventaja de que prevé un apoyo definido que puede utilizarse para tensar la unidad de seguridad, es decir, al mover el elemento de soporte hacia el elemento de ajuste, para tensar el resorte.
Resulta particularmente ventajosa una forma de realización del enfoque propuesto en este caso, en la que está prevista una unidad de accionamiento que está configurada para mover el elemento de soporte en la dirección de movimiento, estando configurada en particular la unidad de accionamiento para mover el elemento de soporte de manera lineal. Una unidad de accionamiento de este tipo puede ser, por ejemplo, un motor eléctrico, unido opcionalmente con una pequeña caja de cambios, para mover el elemento de soporte activamente. De este modo, para la funcionalidad del enfoque propuesto en este caso en un pequeño grupo constructivo puede implementarse un tensado del resorte de manera muy sencilla.
Para garantizar que un vehículo también pueda rodar en un funcionamiento de emergencia, según otra forma de realización del enfoque propuesto en este caso, puede estar prevista una unidad de desbloqueo de emergencia configurada para mover un eje que pasa a través de la unidad de ajuste y la unidad de soporte en la dirección de movimiento, estando el eje fijado al elemento de transmisión, presentando en particular la unidad de desbloqueo de emergencia una unidad de cable de tracción y/o unidad de palanca, dispuesta en un lado opuesto a la unidad de soporte con respecto al elemento de ajuste. A este eje está fijado por ejemplo el elemento de transmisión, por ejemplo, un cable, que en otro punto también está fijado con la caja de cambios o el componente de la caja de cambios. Mediante la unidad de desbloqueo de emergencia también puede garantizarse que tanto en la posición de fijación como en la posición de liberación de la unidad de palanca articulada o de la unidad de fijación sea posible un movimiento del vehículo. Por ejemplo, para ello, la unidad de desbloqueo de emergencia puede hacerse funcionar o activarse por medio de una unidad de cable de tracción de activación, que puede accionarse manualmente por un servicios de averías o de reparación o similar.
Además, resulta ventajoso un procedimiento para hacer funcionar una unidad de seguridad según una variante presentada en este caso. El procedimiento, que no forma parte de la invención, presenta las etapas siguientes:
mover el elemento de soporte y el elemento de ajuste uno hacia otro, para tensar el resorte; y
llevar o mantener la unidad de fijación a/en la posición de fijación mediante la alimentación del electroimán con corriente.
También mediante una forma de realización como ésta del enfoque propuesto en este caso es posible alcanzar de manera eficaz las ventajas mencionadas anteriormente.
También es concebible una forma de realización del enfoque presentado en este caso, en la que está previsto un aparato de control que está configurado para realizar y/o controlar las etapas de una variante del procedimiento mencionada en este caso en unidades correspondientes. También una forma de realización como ésta del enfoque presentado en este caso en forma de un aparato de control ofrece una posibilidad eficaz y sencilla de aplicar desde el punto de vista técnico para implementar las ventajas mencionadas anteriormente.
Un aparato de control puede ser un aparato eléctrico que procesa señales eléctricas, por ejemplo, señales de sensor y en función de ello emite señales de control.
El aparato de control puede presentar una o varias interfaces adecuadas que pueden estar configuradas en términos de hardware y/o software. En una configuración en términos de hardware las interfaces pueden formar parte, por ejemplo, de un circuito integrado, en el que se implementan funciones del dispositivo. Las interfaces también pueden ser circuitos propios integrados o estar compuestas al menos en parte por elementos constructivos discretos. En el caso de una configuración en términos de software, las interfaces pueden ser módulos de software que, por ejemplo, pueden estar presentes en un microcontrolador junto a otros módulos de software.
También es ventajoso un producto de programa informático con código de programa que puede almacenarse en un soporte legible por máquina, como una memoria de semiconductores, una memoria de disco duro o una memoria óptica, y que se utiliza para realizar o controlar etapas del procedimiento según cualquiera de las formas de realización descritas anteriormente cuando el programa se ejecuta en un ordenador o un aparato de control.
A continuación, con respecto a las figuras adjuntas, se explicarán en más detalle ejemplos de realización convenientes del enfoque presentado en este caso. En este sentido muestra
la figura 1, una representación esquemática de un vehículo con una unidad de seguridad según un ejemplo de realización del enfoque presentado en este caso;
la figura 2, una vista en perspectiva de un ejemplo de realización de la unidad de seguridad;
la figura 3, la unidad de seguridad según un ejemplo de realización del enfoque presentado en este caso en una vista en perspectiva;
la figura 4, otra vista en perspectiva de la unidad de seguridad;
la figura 5, otra vista en perspectiva de la unidad de seguridad;
la figura 6, una vista en perspectiva de un ejemplo de realización de la unidad de seguridad;
la figura 7, una representación en perspectiva de un ejemplo de realización de la unidad de seguridad;
la figura 8, una representación en perspectiva de una unidad de seguridad;
la figura 9, una representación en planta de un ejemplo de realización del enfoque presentado en este caso de una unidad de seguridad;
la figura 10, una representación en planta de un ejemplo de realización del enfoque presentado en este caso de una unidad de seguridad;
la figura 11, una representación en sección transversal a través de una unidad de seguridad según un ejemplo de realización del enfoque propuesto en este caso en el estado no tensado;
la figura 12, una representación en sección transversal a través de una unidad de seguridad según un ejemplo de realización del enfoque propuesto en este caso en el estado tensado;
la figura 13, un diagrama de bloques de un aparato de control para controlar un procedimiento que no es según la invención para hacer funcionar una unidad de seguridad según una variante presentada en este caso; y la figura 14, un diagrama de flujo de un procedimiento que no es según la invención para hacer funcionar una unidad de seguridad.
En la siguiente descripción de ejemplos de realización preferidos de la presente invención, para los elementos representados en las diferentes figuras y que actúan de manera similar se utilizan los mismos números de referencia o números de referencia similares, prescindiéndose de una descripción repetida de estos elementos.
La figura 1 muestra una representación esquemática de un vehículo 100, en el que está dispuesta una caja de cambios 110 que, por ejemplo, puede accionarse por un selector de marchas 120 desde el compartimento de pasajeros 125. A este respecto, por ejemplo, puede transmitirse una posición del selector de marchas 120 a través de un cable de tracción como elemento de transmisión 130 a la caja de cambios 110, llevándose componentes 140 individuales de la caja de cambios, como un bloqueo de estacionamiento o una unidad de bloqueo de estacionamiento a una posición determinada y garantizando así una funcionalidad determinada de la caja de cambios 100. Por ejemplo, en el caso de un bloqueo de estacionamiento como componente 140 activado puede bloquearse la caja de cambios 110, de modo que el vehículo 100 esté asegurado contra un desplazamiento (por ejemplo, involuntario).
Sin embargo, si, por ejemplo, un conductor no representado en la figura 1 se olvida de poner el selector de marchas 120 en la posición de “bloqueo de estacionamiento” o “estacionamiento” al aparcar el vehículo 100, el componente 140 correspondiente de la caja de cambios 100, en este caso la unidad de bloqueo de estacionamiento, no se activa, por lo que podría producirse el desplazamiento a evitar del vehículo 100, a menos que se tomen otras medidas de seguridad.
Aquí es donde actúa el enfoque planteado en este caso, porque se presenta una unidad de seguridad 150, a través de la cual se lleva un componente 140 determinado de la caja de cambios 110 a una posición predeterminada y de este modo, por ejemplo, se permite acoplar o activar la unidad de bloqueo de estacionamiento de manera fiable, aunque el conductor del vehículo 100 lo haya olvidado por error al abandonar el vehículo. La unidad de seguridad 150 puede estar instalada, por ejemplo, en el propio selector de marchas 120 (como se representa en la figura 1) o en otro lugar en el vehículo 100, para llevar el componente 140 de la caja de cambios 100 por medio del elemento de transmisión 130, como el cable de tracción, entre el selector de marchas 120 y la caja de cambios 100, a esta posición predeterminada. Sin embargo, también es concebible un elemento de transmisión 130, que exclusivamente garantice una unión entre la unidad de seguridad 150 y el componente 140 en cuestión de la caja de cambios 110, sin que a través de este elemento de transmisión 130 se transmitan funciones de conmutación adicionales como la selección de una marcha hacia delante o hacia atrás. Un ejemplo de realización de este tipo que utilice un elemento de transmisión exclusivo entre la unidad de seguridad 150 y el componente 140 de la caja de cambios 110 provocaría un aumento de los costes como elemento adicional del sistema de caja de cambios, pero la función fiable de la unidad de seguridad podría garantizarse con un mayor grado de seguridad.
La figura 2 muestra una vista en perspectiva de un ejemplo de realización de la unidad de seguridad 150 según el enfoque presentado en este caso. En este sentido, la unidad de seguridad 150 está dispuesta en una carcasa 200, cuya cubierta no se representa en la figura 2 y cuyas paredes están representadas además en la figura 2 para una mejor visibilidad de manera transparente. La unidad de seguridad 150 comprende una unidad de ajuste 205, una unidad de soporte 210, una unidad de activación 215 con una unidad de palanca articulada 220 y una unidad de fijación 225 con un electroimán 230. Además, la unidad de seguridad 150 comprende una unidad de accionamiento 235 con un motor eléctrico 240, que acciona una caja de cambios 245, que a su vez (por ejemplo, por medio de una cremallera que no puede reconocerse en la figura 2) puede producir el movimiento de la unidad de soporte 210. Además, la unidad de ajuste 205 está apoyada por medio de un resorte 250 en la unidad de soporte 210, estando unida además la unidad de ajuste 205 con un cable de tracción 255 como elemento de transmisión 130 con el componente 140 de la caja de cambios 110 (no representado en la figura 2), para garantizar una funcionalidad deseada de esta caja de cambios 110. En este sentido, el cable de tracción 255 está dispuesto en un receptáculo de cable de tracción 260, como se describirá en más detalle más abajo. Además, en la figura 2 se representa una placa de circuito impreso 265 como parte de la unidad de seguridad 150, presentando esta placa de circuito impreso 265 por ejemplo sensores 270, que están dispuestos en el lado posterior de la placa de circuito impreso 265 representada en la figura 2 y que están configurados para detectar una posición del elemento de soporte 210 con respecto a la placa de circuito impreso 265. Además, está previsto un aparato de control 275, que por ejemplo también está dispuesto sobre la placa de circuito impreso 265 y que, como se explicará a continuación en más detalle, presenta unidades correspondientes, para realizar un procedimiento que también se describirá en más detalle a continuación, para ajustar una posición predeterminada de un componente 140 de la caja de cambios 110 o para hacer funcionar la unidad de seguridad 150. Finalmente, la unidad de seguridad 150 comprende un dispositivo de desbloqueo de emergencia 280, que por ejemplo puede activarse con un cable de tracción de activación 285 y que empuja sobre un eje 290 a través del elemento de ajuste 205 y el elemento de soporte 210, para poder mover el cable de tracción 255 o el elemento de transmisión 230 y de este modo el componente 140 de la caja de cambios 110 en caso de emergencia de manera mecánica o manual.
La figura 3 muestra la unidad de seguridad 150 según un ejemplo de realización de la presente invención en una vista en perspectiva, ahora sin la carcasa 200 ni la placa de circuito impreso 265 de la figura 2. Además de los elementos ya representados con respecto a la figura 2 pueden reconocerse la cremallera 300, que se engrana con la caja de cambios 245 y que permite un movimiento lineal del elemento de soporte 210 en una dirección de movimiento 310. Además, en la representación según la figura 3 se ve mejor la unidad de palanca articulada 220, cuya función se explicará en más detalle a continuación.
La figura 4 muestra otra vista en perspectiva de la unidad de seguridad 150, ahora desde una vista de la unidad de accionamiento 235 en primer plano. Además, la unidad de fijación 225 no se representa para mayor claridad. Se reconoce que, cuando el motor eléctrico 240 se pone en funcionamiento, se convierte un giro a través de la caja de cambios 245 en un movimiento lineal de la cremallera 300, que está unida de manera rígida con el elemento de soporte 210, de modo que el elemento de soporte 210 pueda moverse en la dirección de movimiento 310, en función del sentido en el que gire el motor eléctrico 240.
La figura 5 muestra otra vista en perspectiva de la unidad de seguridad 150, ahora de nuevo desde una dirección en la que la unidad de accionamiento 235 se encuentra en un segundo plano. En la figura 5 puede reconocerse ahora la unidad de activación 215 con la unidad de palanca articulada 220, estando unida una primera palanca 500 de la unidad de palanca articulada 220 de manera móvil con la unidad de soporte 210 y estando unida una segunda palanca 510 de la unidad de palanca articulada 220 de manera móvil con la unidad de ajuste 205. La primera palanca 500 y la segunda palanca 510 están unidas entre sí de manera móvil en una articulación 520 de la unidad de palanca articulada 220. Además, la unidad de palanca articulada 220 presenta una espiga 530, que está dirigida hacia fuera, es decir, alejándose de la unidad de ajuste 205. A continuación, se explicará la función de esta espiga 530 en más detalle.
Como puede reconocerse además por la figura 5, la unidad de activación 215 o la unidad de palanca articulada 220 comprende la unidad de soporte 210 así como la unidad de ajuste 205 en forma de pinza. En particular, en el lado posterior de la unidad de palanca articulada 220 también están previstas dos palancas unidas de manera articulada entre sí, que en la figura 5 están ocultas por la unidad de soporte 210, la unidad de ajuste 205, el resorte 250 y/o el eje 290; sin embargo, un experto reconocerá que la disposición de estas palancas unidas entre sí corresponde a la disposición y unión de la primera palanca 500 con la segunda palanca 510 así como las respectivas fijaciones en la unidad de soporte 210 y la unidad de ajuste 205. Así, la unidad de palanca articulada 220 puede considerarse como dividida en dos partes, presentando una primera parte la primera palanca 500 y la segunda palanca 510 representadas en la figura 5 en primer plano y la segunda parte las otras palancas dispuestas parcialmente ocultas en segundo plano, unidas entre sí de manera análoga a la primera y la segunda palanca 500 o 510 y con la unidad de ajuste 205 y la unidad de soporte.
Además, por la figura 5 puede reconocerse que la segunda palanca 210 se apoya en un elemento de tope 540 de la unidad de ajuste 205 y que mediante este elemento de tope 540 se apoya en una determinada posición, en este caso la posición de liberación.
La figura 6 muestra una vista en perspectiva de un ejemplo de realización de la unidad de seguridad 150. Además de los elementos de la unidad de seguridad 150 ya explicados en los fragmentos anteriores, ahora en la figura 6 se representa la unidad de fijación 225 en más detalle, estando representada esta unidad de fijación 225 en parte de manera transparente para explicar la funcionalidad de la unidad de seguridad 150. En particular puede observarse que la unidad de fijación 225 presenta dos segmentos parciales 600a y 600b dispuestos en lados opuestos de la unidad de ajuste 205, unidos entre sí por medio de un elemento de unión 610. De este modo los segmentos parciales 600a y 600b de la unidad de fijación 225, junto con el elemento de unión 610, forman un elemento en forma de U o en forma de pinza, que rodea la unidad de ajuste 205. En los segmentos parciales 600a y 600b, en cada caso en el lado interno, es decir, hacia la unidad de ajuste 205 o hacia la unidad de palanca articulada 220, está prevista una ranura 620, en la que se engancha la espiga 530 de la unidad de palanca articulada 220 y en la que también se guía la espiga 530, cuando la unidad de palanca articulada 220 se mueve con respecto a la unidad de fijación 225.
Además en el elemento de unión 610 está prevista una placa de recepción 630 ferromagnética, que está dispuesta en la zona de acción directa del electroimán 230, de modo que con una alimentación del electroimán 230 con corriente se atrae esta placa de recepción 630 y así, el elemento de unión 610, de modo que la unidad de fijación 225 se lleva de la posición de liberación representada en la figura 6 a una posición de fijación o al menos se mantiene en esta posición de fijación.
A continuación, se explicará en más detalle la función de la unidad de seguridad 150, describiéndose esto especialmente mediante la transición de la posición de liberación de la unidad de fijación 225, representada en la figura 6, a una posición de fijación según la representación de la figura 7 y al revés.
La figura 7 muestra una representación en perspectiva de un ejemplo de realización de la unidad de seguridad 150, habiéndose llevado ahora la unidad de fijación 225 a la posición de fijación. Para alcanzar esta posición de fijación, en primer lugar, partiendo de la posición de los elementos de la unidad de seguridad 150 representada en la figura 6, mediante el motor eléctrico 240 de la unidad de accionamiento 235 se ha hecho girar la caja de cambios 245, con lo que la unidad de soporte 210 se ha movido en la dirección de movimiento 310 por medio de la cremallera 300, en particular hacia la unidad de ajuste 205. De este modo, por un lado, se ha tensado el resorte no representado en la figura 7 entre la unidad de ajuste 205 y la unidad de soporte 210, porque la unidad de ajuste 205 se empuja sobre un elemento de tope 700 que, por ejemplo, forma parte de la carcasa 200 no representada en la figura 7. Así, mediante este elemento de tope 700 se evita que la unidad de ajuste 205 ceda a un movimiento de la unidad de soporte 210 hacia la unidad de ajuste 205, de modo que, de lo contrario, el resorte no podría tensarse. Al mismo tiempo se pliega la unidad de palanca articulada 220, con lo que ahora la segunda palanca 510 de la unidad de palanca articulada 220 ya no apunta hacia arriba, sino que esencialmente está orientada en la dirección de movimiento 310, en la que la unidad de ajuste 205 y la unidad de soporte 210 pueden moverse una respecto a otra. Mediante un movimiento de plegado de este tipo de la unidad de palanca articulada 220 también se lleva la primera palanca 500 a una posición elevada, de modo que también la primera palanca 500 se orienta esencialmente en la dirección de movimiento 310. Esto lleva a que la espiga 530, que está fijada en la primera palanca 500 de la unidad de palanca articulada 220, también se eleve y mediante el enganche en la ranura 620, también se eleven los dos segmentos parciales 600a y 600b a la posición de fijación de la unidad de fijación 225. Si ahora se activa el electroimán 230, es decir, si se alimenta con corriente, sobre la placa de recepción 630 actúa una fuerza electromagnética, que fija o retiene esta posición de fijación de la unidad de fijación 225 o de la unidad de palanca articulada 220.
Si ahora la unidad de fijación 225 está fijada o retenida en la posición de fijación según la representación de la figura 7, por ejemplo, mediante la unidad de accionamiento 235 con el motor eléctrico 240 y por medio de la caja de cambios 245 así como la cremallera 300 pueden moverse la unidad de soporte 210 y la unidad de ajuste 205 fijada con la unidad de soporte 210 en la dirección de movimiento 310. Esto puede deberse, por ejemplo, a que un conductor cambie la selección de marchas en el selector de marchas 120, de modo que mediante un sensor electrónico se detecte este cambio de la selección de marchas y el motor eléctrico 240 se controle de manera correspondiente, para transmitir el cambio de la selección de marchas a través del elemento de transmisión 130 o el cable de tracción 255, que ya no se representa en la figura 7, a la caja de cambios 110.
La figura 8 muestra una representación en perspectiva de una unidad de seguridad 150 según un ejemplo de realización del enfoque presentado en este caso, pudiendo reconocerse ahora que la unidad de soporte 210 acoplada con la unidad de ajuste 205 mediante la unidad de fijación 225 fijada en la posición de fijación o la unidad de activación 215 se ha desplazado o movido algo en la dirección de movimiento 310 hacia la derecha con respecto a la posición representada en la figura 7. La unidad de fijación 225 junto con el electroimán 230 permanece en este caso estacionaria con respecto a la carcasa no representada en la figura 8. En este sentido, mediante el deslizamiento de la espiga 530 de la unidad de palanca articulada 220 en la ranura 620 de la unidad de fijación 225 en la posición de fijación, por un lado, puede alcanzarse un acoplamiento rígido entre la unidad de ajuste 205 y la unidad de soporte 210, por otro lado, sin embargo, también puede garantizarse que sea posible un movimiento de la unidad de soporte 210 o, aún más importante, de la unidad de ajuste 205 en la dirección de movimiento 310, estando acoplada la unidad de ajuste 205 a través del elemento de transmisión 130 o el cable de tracción 255 con el componente 140 correspondiente de la caja de cambios 110. Así, en esta posición de fijación por ejemplo se garantiza el funcionamiento normal de la unidad de seguridad 150, en la que un cambio de la selección de marchas por parte del conductor del vehículo 100, directamente por la activación del motor eléctrico 230, puede dar como resultado un desplazamiento o movimiento del elemento de transmisión 130, con lo que entonces puede alcanzarse de manera sencilla un cambio del estado de la caja de cambios.
Si ahora, por ejemplo, se lleva el vehículo a un estado de funcionamiento determinado en el que un componente 140 de la caja de cambios 110, por motivos de seguridad, debería estar en una posición predeterminada, esto puede realizarse de manera técnicamente muy sencilla mediante la unidad de seguridad 150. Por ejemplo, en un caso concreto el conductor podría aparcar el vehículo 100 y olvidarse de acoplar el bloqueo de estacionamiento, de modo que posiblemente el vehículo 100 podría desplazarse. Una función de seguridad de este tipo del acoplamiento automático del bloqueo de estacionamiento al llevar el componente 140 correspondiente de la caja de cambios 110 a la posición predeterminada puede realizarse de manera muy sencilla mediante la unidad de seguridad 150 porque por ejemplo se interrumpa un flujo de corriente a través del electroimán 230. De este modo se empuja la unidad de fijación 225, por ejemplo, por su propio peso, hacia abajo y por medio de la espiga 530 que discurre en la ranura 620 la primera palanca 500 de la unidad de palanca articulada 220 también se empuja hacia abajo. De este modo también se desplaza la segunda palanca 510 de la unidad de palanca articulada 220 hacia abajo, de modo que la unidad de palanca articulada 220 en sí misma se pliega por la acción de la fuerza del resorte y la unidad de ajuste 205 se separa de la unidad de soporte 210, de modo que ahora vuelve a alcanzarse la posición de liberación representada en la figura 6, de la unidad de fijación 225 o unidad de activación 215.
Después de que la caja de cambios 245 según el ejemplo de realización presentado en este caso esté configurada preferiblemente de manera que se autobloquee, esto significa que la unidad de ajuste 205 se empuja mediante el resorte 250 lo más hacia la izquierda posible en las figuras 7 y 6 y así, por ejemplo, empuja sobre el elemento de tope 700. A este respecto, este elemento de tope 700 forma la posición final de la unidad de ajuste 205, en la que el elemento de transmisión 130 unido con la unidad de ajuste 205 o el cable de tracción 255 lleva el componente 140 (en este caso, por ejemplo, el trinquete de estacionamiento) de la caja de cambios 110 a la posición predeterminada. De este modo, ahora, por medio de la unidad de seguridad 150 de manera muy sencilla mediante la interrupción del flujo de corriente a través del electroimán 230 puede garantizarse que un componente 140 de la caja de cambios 110 pueda llevarse de manera fiable a una posición predeterminada.
La figura 9 muestra una representación en planta de un ejemplo de realización del enfoque presentado en este caso de una unidad de seguridad 150. En este sentido, en la figura 9 se representa cómo está prevista una unidad de desbloqueo de emergencia 280 en forma de palanca, que puede accionarse mediante el cable de tracción de activación 285. En este caso, mediante una tracción del cable de tracción de activación 285 se hace girar la palanca de la unidad de desbloqueo de emergencia 280 con respecto a un punto de giro 900, de modo que se empuja un saliente 910 de la unidad de desbloqueo de emergencia 280 sobre un extremo del eje 290, opuesto a la unidad de soporte 210 con respecto a la unidad de ajuste 205. De este modo el eje 290, en el que está sujeto o fijado el elemento de transmisión 130 o el cable de tracción 255 para llevar el componente 140 de la caja de cambios 110 a la posición predeterminada, se empuja contra la fuerza de resorte del resorte 250, de modo que el componente 140 de la caja de cambios 110, por ejemplo, el bloqueo de estacionamiento, se retire de nuevo de la posición predeterminada. De este modo, por ejemplo, puede volver a soltarse el bloqueo de estacionamiento, cuando debe moverse el vehículo 100 por un servicio de averías o servicio de reparación. A este respecto, el accionamiento de la unidad de desbloqueo de emergencia 280 puede producirse independientemente de que la unidad de fijación 225 o la unidad de activación 215 se encuentren en la posición de fijación o en la posición de liberación, porque mediante el movimiento del eje 290, que no se fija o retiene por la unidad de fijación 225 o la unidad de activación 215, se permite el movimiento del elemento de transmisión 130 en la dirección de movimiento 310. Para garantizar que esta unidad de desbloqueo de emergencia 280, por ejemplo, no se active de manera involuntaria, por ejemplo, puede estar previsto que el cable de tracción de activación 285 pueda accionarse con una herramienta especial o sólo desde una posición oculta en el vehículo 100.
La figura 10 muestra una representación en planta de un ejemplo de realización del enfoque presentado en este caso de una unidad de seguridad 150, en la que la unidad de desbloqueo de emergencia 280 está activada de modo que se ha desplazado el eje 290 a lo largo de la dirección de movimiento 310, en este caso hacia la derecha, y así, por medio del elemento de transmisión 130, puede cambiarse la posición del componente 140 de la caja de cambios 110.
La figura 11 muestra una representación en sección transversal a través de una unidad de seguridad 150 según un ejemplo de realización del enfoque propuesto en este caso en el estado no tensado. En este sentido puede reconocerse que tanto el elemento de ajuste 205 como el elemento de soporte 210 están configurados en forma de tubo y en parte están insertados uno en otro, presentando tanto el elemento de ajuste 205 un tope interno 1100 como el elemento de soporte 210 un tope interno 1110, que sirven para soportar el resorte 250. Además, también resulta evidente que el eje 290 atraviesa tanto el elemento de ajuste 205 como el elemento de soporte 210 y que está acoplado o fijado con el elemento de transmisión 130 o el cable de tracción 255 para el movimiento del componente 140 de la caja de cambios 110. Con respecto al tope interno 1100 en la zona del elemento de ajuste 205 puede reconocerse además que el resorte 250 actúa sobre una brida 1120 del eje 290 y que entonces empuja esta brida 1120 sobre el tope interno 1100 de la unidad de ajuste 205. De este modo puede garantizarse además que tras un accionamiento o desplazamiento de la unidad de desbloqueo de emergencia 280 el eje 290 vuelva a desplazarse por el resorte 250 a la posición inicial, de modo que con medios técnicamente sencillos pueda evitarse de manera fiable un mal funcionamiento o un daño irreversible de la unidad de seguridad 150.
La figura 12 muestra una representación en sección transversal a través de una unidad de seguridad 150 según un ejemplo de realización del enfoque propuesto en este caso en el estado tensado. En este sentido puede reconocerse que la unidad de fijación 225 se encuentra en la posición de fijación y que el resorte 250 está tensado. En este estado la unidad de ajuste 205 está acoplada o fijada con la unidad de soporte 210, de modo que con un movimiento de la unidad de soporte 210 a través de la cremallera 300 es posible una transmisión directa de este movimiento a lo largo de la dirección de movimiento 310 al elemento de transmisión 130 o el cable de tracción 255, con lo que a su vez es posible un cambio de la posición del componente 140 de la caja de cambios 110.
En este sentido, según un ejemplo de realización, el enfoque presentado en este caso mediante el uso de deslizadores unidos con las palancas articuladas en forma de unidad de ajuste 205 y unidad de soporte 210, pretensadas con un resorte 250 y que se sujetan por un imán de retención o electroimán 230, permite ventajosamente acoplar de manera segura un cable de tracción como elemento de transmisión 130, que eventualmente se encuentra fuera de la posición “P” (estacionamiento) en una caja de cambios automática, en la posición “P” y así, llevar un componente 140 de la caja de cambios 110 a una posición predeterminada. Además, el sistema de deslizamiento con las unidades 205 y 210, por las palancas 500 o 510 (articuladas) limitadas en su rango de movimiento, puede desplazarse adicionalmente a una zona que representa la función de emergencia eléctrica. En el caso de la función de emergencia manual, el receptáculo de cable de tracción y así el cable de tracción suspendido de la caja de cambios, puede desplazarse contra la fuerza de resorte del sistema a la posición “no P”. Todo el sistema está diseñado para que, por ejemplo, una caja de cambios 110 automática con accionamiento por cable de tracción pueda soportar un cambio por cable (shiftby-wire).
La figura 13 muestra un diagrama de bloques de un aparato de control 275 para controlar un procedimiento para hacer funcionar una unidad de seguridad 150 según una variante presentada en este caso. El aparato de control 275 comprende una unidad 1300 para mover el elemento de soporte y el elemento de ajuste uno hacia otro y una unidad 1310 para llevar o mantener la unidad de fijación a/en la posición de fijación mediante la alimentación del electroimán con corriente. En este sentido, las unidades 1300 y 1310 también pueden ser módulos diseñados en términos de circuitos o software, configurados para realizar un control correspondiente de elementos de la unidad de seguridad 150, para que se lleven a cabo las funciones mencionadas.
La figura 14 muestra un diagrama de flujo de un procedimiento 1400 para hacer funcionar una unidad de seguridad según una variante presentada en este caso. El procedimiento 1400 comprende una etapa 1410 de mover el elemento de soporte y el elemento de ajuste uno hacia otro y una etapa 1420 de llevar o mantener la unidad de fijación a/en la posición de fijación mediante la alimentación del electroimán con corriente. Los ejemplos de realización descritos y mostrados en las figuras se han elegido sólo a modo de ejemplo. Los diferentes ejemplos de realización pueden combinarse entre sí completamente o con respecto a las características individuales. Un ejemplo de realización también puede complementarse con características de otro ejemplo de realización.
Además, pueden repetirse etapas de procedimiento, así como realizarse en otro orden al descrito.
Cuando un ejemplo de realización comprende un enlace “y/o” entre una primera característica y una segunda característica, esto puede interpretarse como que el ejemplo de realización según una forma de realización comprende tanto la primera característica como la segunda característica y según otra forma de realización sólo la primera característica o sólo la segunda característica.
Lista de números de referencia
100 vehículo
110 caja de cambios
120 selector de marchas
compartimento de pasajeros
cable de tracción, elemento de transmisión componente de la caja de cambios 110
unidad de seguridad
carcasa
unidad de ajuste
unidad de soporte
unidad de activación
unidad de palanca articulada
unidad de fijación
electroimán
unidad de accionamiento
motor eléctrico
caja de cambios
resorte
cable de tracción
receptáculo de cable de tracción
placa de circuito impreso
sensores
aparato de control
dispositivo de desbloqueo de emergencia
cable de tracción de activación
eje
cremallera
dirección de movimiento
primera palanca
segunda palanca
espiga
elemento de tope
a, 600b segmentos parciales de la unidad de fijación elemento de unión
ranura
placa de recepción
700 elemento de tope
900 punto de giro
910 saliente
1100 tope interno
1110 tope interno
1120 brida
1300 unidad para mover el elemento de soporte y el elemento de ajuste uno hacia otro 1310 unidad para llevar o mantener la unidad de fijación a/en la posición de fijación 1400 procedimiento para hacer funcionar una unidad de seguridad
1410 etapa de mover el elemento de soporte y el elemento de ajuste uno hacia otro 1420 etapa de llevar o mantener la unidad de fijación a/en la posición de fijación

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Unidad de seguridad (150) para ajustar una posición predeterminada de un componente (140) de una caja de cambios (110), presentando la unidad de seguridad (150) las características siguientes:
- una unidad de ajuste (205), que está acoplada o puede acoplarse con un elemento de transmisión (130, 255) para ajustar la posición predeterminada del componente (140) de la caja de cambios (110);
- una unidad de soporte (210), que está dispuesta o puede disponerse de manera móvil en una dirección de movimiento (310) con respecto a la unidad de ajuste (205) y que está unida con la unidad de ajuste (205) a través de un resorte (250); caracterizada por
- una unidad de activación (215) con una unidad de palanca articulada (220), estando acoplada la unidad de palanca articulada (220) entre la unidad de ajuste (205) y la unidad de soporte (210); y
- una unidad de fijación (225) con un electroimán (230), estando configurada la unidad de fijación (225) para mantener la unidad de palanca articulada (220) en una posición de fijación en un estado del electroimán (230) alimentado con corriente y, de este modo, fijar la unidad de ajuste (205) con respecto a la unidad de soporte (210) y estando configurada la unidad de fijación (225) además para, en un estado del electroimán (230) no alimentado con corriente, liberar la unidad de palanca articulada (220) para su movimiento hacia una posición de liberación, para, de este modo, permitir llevar el componente (140) de la caja de cambios (110) a la posición predeterminada.
2. Unidad de seguridad (150) según la reivindicación 1, caracterizada por que la unidad de palanca articulada (220) presenta al menos un elemento de palanca (500, 510), que en la posición de fijación está orientado en una dirección que esencialmente corresponde a la dirección de movimiento (310) entre la unidad de soporte (210) y la unidad de ajuste (205).
3. Unidad de seguridad (150) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la unidad de palanca articulada (220) en la posición de fijación y/o la posición de liberación se apoya en un elemento de tope (540) de la unidad de ajuste (205).
4. Unidad de seguridad según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la unidad de fijación (225) está configurada para, en la posición de liberación, permitir un movimiento de la unidad de ajuste (205) con respecto a la unidad de soporte (210).
5. Unidad de seguridad (150) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la unidad de palanca articulada (220) y/o la unidad de fijación (225) rodea o agarra la unidad de ajuste (205) en forma de pinza o en forma de U.
6. Unidad de seguridad (150) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la unidad de fijación (225) está configurada para moverse esencialmente perpendicular a la dirección de movimiento (310) entre la unidad de ajuste (205) y la unidad de soporte (210), para alcanzar la posición de fijación.
7. Unidad de seguridad (150) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el electroimán (230) de la unidad de fijación (225) está configurado para ejercer una fuerza magnética sobre una placa de recepción (630), dispuesta en un elemento de unión (610), que une dos segmentos parciales (600a, 600b) de la unidad de fijación (225) que unen lados opuestos de la unidad de ajuste (205).
8. Unidad de seguridad (150) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la unidad de fijación (225) presenta al menos una ranura (620), en la que se adentra una espiga (530) de la unidad de palanca articulada (220).
9. Unidad de seguridad (150) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por un elemento de tope (700) opuesto a la unidad de soporte (210) con respecto a la unidad de ajuste (205), en el que se apoya la unidad de ajuste (205), cuando el componente (140) de la caja de cambios (110) se encuentra en la posición predeterminada.
10. Unidad de seguridad (150) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por una unidad de accionamiento (235), que está configurada para mover la unidad de soporte (210) en la dirección de movimiento (310), estando configurada en particular la unidad de accionamiento (235) para mover la unidad de soporte (210) de manera lineal.
11. Unidad de seguridad (150) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por una unidad de desbloqueo de emergencia (280), que está configurada para mover un eje (290) que pasa a través de la unidad de ajuste (205) y la unidad de soporte (210) en la dirección de movimiento (310), estando el eje (290) fijado al elemento de transmisión (130, 255), presentando en particular la unidad de desbloqueo de emergencia (280) una unidad de cable de tracción (285) y/o estando configurada como unidad de palanca, dispuesta en un lado opuesto a la unidad de soporte (210) con respecto al elemento de ajuste (205).
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