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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kupplung automatisieren im PKW


Autor: Frank Neitzel (Firma: Frede KFZ) (franko78)
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Hallo zusammen,
ich bin zwar kein Elektroniker, aber ich mache mir Hoffnung dass ihr mir 
evtl. helfen könnt, da bei euch viel mit Schrittmotoren und Poti´s 
gearbeitet wird und das was ich hier lesen konnte, hat mich umgehauen!

Zur Vorgeschichte:
Ich bin Rollstuhlfahrer und fahre im Alltag ein Automatikfahrzeug… das 
bringt mich komfortabel und „günstig“ von A nach B, lässt aber 
fahrtechnisch die Emotionen eher aussen vor!
Nun habe ich/ wir (ich arbeite in einer KFZ-Werkstatt) 1,5 Jahre lang 
einen BMW Youngtimer restauriert, dabei habe ich/ wir dem Motor etwas 
mehr Leben eingehaucht und gleichzeitig das Fahrzeuggewicht reduziert. 
Das ganze ist nun eigentlich ein Go-Kart mit Straßenzulassung g und 
dient ausschließlich meinem Vergnügen!

Das Problem:
Der Wagen ist seit April angemeldet und wurde seitdem vielleicht 1000 km 
bewegt…. Leider hat mich in dieser Zeit bereits 3 X ein Getriebeschaden 
eingeholt, im Getriebe verbrennen die Kupplungspakete, da längere 
Drehzahlen über 7000 u/min das Getriebeöl zum kochen bringen bzw. es 
verbrennen und somit der Schmierfilm reisst, auch das vergrössern des 
Kühlkreislaufs brachte keine Besserung, also bauen wir jetzt auf 
(Original-) Schaltgetriebe um.
Wie ich schon erwähnt habe, bin ich Rollstuhlfahrer, kann also die Beine 
nicht bewegen und muss die Kupplung bzw. das Kupplungspedal 
„automatisieren“

Wir haben schon viele Ideen durchgespielt, aber alle wieder verworfen, 
entweder lies es sich technisch nicht umsetzen oder finanziell, es gibt 
solche Umbauten ja schon, allerdings kosten diese einige 1000€. Nicht zu 
vergessen ist, ich muss immerhin minimum eine Hand am Lenkrad haben!

Im Endeffekt soll das ganze ungefähr so funktionieren:
Ich habe einen Schalter bzw. Poti am Schaltknauf, welchen ich drücke, 
das Kupplungspedal wird runter gezogen, ich habe den Gang eingelegt und 
lasse den Finger vom Schalter, und die Kupplung wird losgelassen, das 
ziehen und loslassen des Pedals darf ruhig schnell gehen (wenn ich 
fahre), denn es kommt hierbei nicht auf den Komfort an!
Nun haben wir aber noch zwei Ausnahmesituationen:
1.  Ich muss eine Vollbremsung durchführen, kommt man dabei unter eine 
bestimmte Drehzahl, würde der Motor absaufen, also brauche ich noch 
einen Knopf/ Schalter am Bremsgriff, den ich bei bedarf drücken kann, 
wenn ich eine Vollbremsung mache damit er nicht absäuft!
2.  2. Ich stehe an einer Ampel und möchte losfahren, das geht nicht 
wenn der Stellmotor einfach „fliegende Kupplung“ spielt also brauche ich 
etwas um den Schrittmotor zu kontrollieren, so das ich beim 
Anfahrvorgang langsam losfahren kann, ohne quietschende Reifen, oder 
Bonanza Effekt aber auch ohne das er absäuft.
Schöne wäre wenn mir jemand sagen könnte wie man so etwas realisiert, 
welche Teile man dazu benutzen kann (12 Volt und stark genug ein 
Kupplungspedal zu ziehen), was das kostet und wo man das Material 
bekommt.

Hier mal ein Foto wie ich Bremse und Gas gebe (Beispiel)
http://www.reha-mobil.de/Prospekte/H4-Gasring.pdf

Und hier mal eine Erklärung wie so eine Kupplung funktioniert…. 
Allerdings ist die auf Komfort ausgelegt, meine muss nicht automatisch 
kuppeln wenn man unter Drehzahl XY kommt und so weiter:
http://www.reha-mobil.de/Prospekte/P5-Click%20and%20Go.pdf

Grüße aus dem Münsterland

Frank N.

Autor: Düsentrieb (Gast)
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schrittmotor taugt nix, zu langsam..

also ich würds so versuchen:
da du eh aus der kfz ecke bist: scheibenwischer-oder scheibenheber-motor
der simpel mit stahlseil auch an der kupplung zieht (mit endschalter)
normale kupplung bleibt erhalten + unverändert
+ mit kleinem prozessor
-> auf schaltknauf oben taster (audi, damals mit W.Röhrl, hatte das so)
hand drauf , kuppelt aus, schalten, loslassen, zack.
+ per cpu/pwm motor langsamer fahren, zum sanften einkuppeln/anfahren
+ antistall : bei anlassen oder wenn drehzahl<1500 : auskuppeln

Autor: Frank Neitzel (Firma: Frede KFZ) (franko78)
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Sorry und jetzt bitte nochmal so das ich das als "dummer KFZtí" das auch 
verstehe!

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Frank Neitzel (Firma: Frede KFZ) (franko78)

>eingeholt, im Getriebe verbrennen die Kupplungspakete, da längere
>Drehzahlen über 7000 u/min das Getriebeöl zum kochen bringen bzw. es
>verbrennen und somit der Schmierfilm reisst, auch das vergrössern des
>Kühlkreislaufs brachte keine Besserung, also bauen wir jetzt auf
>(Original-) Schaltgetriebe um.

Dann besorg dir entweder besseres Öl, ein anderes Automatikgetriebe oder 
ähnliches. Ein elektrische Lösung wird nicht besser. Kostet viel Zeit, 
Geld und Aufwand und ist am Ende nicht besser.

MFG
Falk

Autor: Eddy Current (chrisi)
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Mir geht momentan gerade eher eine pneumatische Lösung durch den Kopf. 
Da gibt's doch alle mögliche Zylinder usw., um sich was zu basteln?

Autor: Etrick (Gast)
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Hi,

bevor Du anfängst in diese Richtung zu planen frag mal nach, was eine 
Einzelabnahme dieser Konstruktion kosten wird.
Ich fürchte mehr als "über 1000 EU". Wird eh schwierig, da 
Handgas/Bremse ja auch noch dazukommen.

Gruß

Achim

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

da er ja offenbar das Teil schon fährt, dürfte der Umbau schon gemacht 
sein...

Was mir als Überlegung gerade einfiel:

http://de.wikipedia.org/wiki/Hycomat

was beim Trabbi ging...... ;-))

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Düsentrieb schrieb:
> schrittmotor taugt nix, zu langsam..
Zu langsam?

Ein Standard Schrittmotor mit 1,8° und 4kHz Halbschritt Ansteuerung 
braucht für eine Umdrehung (360°) etwa eine Viertelsekunde.
360°/1,8° * 2 /4kHz = 0,1s

Zu den 0,1s kommt natürlich noch die Beschleunigungs- und Bremsrampe.

Deine Idee mit einfachem Gleichstrommotor ist ne ganz gute Idee
> scheibenwischer- oder scheibenheber-motor
> der simpel mit stahlseil auch an der kupplung zieht (mit endschalter)
> normale kupplung bleibt erhalten + unverändert
Für einen KFZ-ler sollte diese Möglichkeit einfach zu realisieren sein.

> + mit kleinem prozessor
> -> auf schaltknauf oben taster
> hand drauf , kuppelt aus, schalten, loslassen, zack.
> + per cpu/pwm motor langsamer fahren, zum sanften einkuppeln/anfahren
> + antistall : bei anlassen oder wenn drehzahl<1500 : auskuppeln
Dieser Teil ist schon etwas komplizierter, aber für jemanden der in der 
Materie drin ist auch nicht allzuschwer.

Zunächst könnte man einen Taster mit zwei Stellungen machen. Halb 
durchgedrückt ist langsam ein-/auskuppeln und ganz reingedrück ist 
schnell kuppeln.
So wie bei nem Foto, scharfstellen und bildmachen.

Autor: Alf Sch (alfsch)
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> schrittmotor taugt nix, zu langsam..
>Zu langsam?
>braucht für eine Umdrehung (360°) etwa eine Viertelsekunde.

bei der kraft, die für die kupplung benötigt wird, müsste ein kleiner 
stepper 100:1 oder mehr untersetzt werden -> eben (dann) zu langsam
i.ü. wäre die ansteuerung unnötig komplex, ein dc-getriebe-motor ala 
scheibenheber hat > 50 W und getriebe is schon dabei...

Autor: ich (Gast)
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Also ich würde die Kupplung mit nem Pistolengriff mit poti (à la 
Carrerabahn) am Schalthebel manuel regulieren. Dann haste maximalen 
racingspaß durch maximale Herausforderung das zu kontrollieren!
und halt dann linear das Kupplungspedal auf das Poti umsetzen.
Drehzahlabhängiges Schalten bzw. antistall ließe sich auch auf vielen 
wegen verwirklichen.
Motoransteuerung sollte auch nicht schwer sein.
Und wenn der Fensterhebermotor wirklich >50W hat traue ich ihm zu in 
angemessener Zeit zu kuppeln.

Hydraulik oder Pneumatik glaube ich ist doch zu schwer zu 
kontrollieren/dosieren.

So far, have fun!

Autor: Marcus Müller (marcus67)
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Es gibt ja einige Autos mit automatisiertem Schaltgetriebe (einige BMW, 
z.B. M3, M5, ein paar Mercedes, Maserati, Ferrari). Allerdings 
funktionieren selbst diese Systeme trotz erheblichem Entwicklungsaufwand 
auf Seiten der Hersteller nicht besonders gut. - Die Autos neigen z.B. 
zum Springen beim Einparken.

In naher Zukunft werden diese Systeme wohl durch Doppelkupplungsgetriebe 
ersetzt werden, die erheblich besser funktionieren.

Bei einer Wandlerautomatik ist das Problem eher die Dimensionierung oder 
eine Frage der Ansteuerung als ein Problem der Drehzahl. Es gibt einige 
Autos (Porsche 911 (vor PDK), Audi S6/S8, BMW 760i, viele BMW Alpina) 
mit sehr hohen Leistungen und Drehzahlen, die Wandlerautomaten nutzen.
Bei den hohen Leistungen müssen die Kupplungen schnell schließen, sonst 
verbrennen sie.

Ich würde an Deiner Stelle mal bei Alpina nachfragen - die haben seit 
vielen Jahren sper funktionierende Wandlerautomaten für alle möglichen 
BMWs gemacht.

Gruß, Marcus

Autor: Frank Neitzel (Firma: Frede KFZ) (franko78)
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Guten Morgen zusammen...

mit Alpina, genau wie mit ZF (dem Getriebehersteller) habe ich bereits 
telefoniert, beide sagten nur: und wer soll diese Änderungen bezahlen, 
ausserdem ist das Auto zu alt, als das für uns interessant sein dürfte/ 
könnte

zum Thema Tüv, schön das es Menschen gibt die sich über solche Dinge 
sorgen machen ABER auch sowas kläre ich bevor ich mir Gedanken über so 
einen Umbau mache. Die Änderung der Fahrzeugpapiere kostet mich beim TüV 
84€, unter der Voraussetzung das System funktioniert fehlerfrei und 
zuverlässig!

Autor: Bertram S. (bschall)
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Hmm... Also ich war einige Zeit im Automobilsektor in der Entwicklung 
tätig... und daher kann ich nur sagen: Trivial ist das ganze nicht! Die 
erforderlichen Sicherheitsmaßnahmen usw. kosten einiges an 
Entwicklungsarbeit! Dabei gehts nämlich nicht nur darum das dir nichts 
passiert, sondern auch um andere denen du im Fehlerfall Schaden zufügen 
könntest!

Als ad hoc Lösung würd ich vielleicht ausgehend von einem Pneumatik 
Zylinder in richtung eines Linearmotors gehen und somit auf einen 
e-Zylinder zurückgreifen. Schau mal bei www.elektrozylinder.ch oder 
http://la36.de/
Vielleicht auch bei Festo/SMC/Sommer usw.

Ich glaub das ist eher der Richtige weg!

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Probiers doch mal im E30 Forum, da sind jede Menge Schrauber unterwegs, 
die dir bestimmt weiterhelfen können:
http://wp1016621.wp027.webpack.hosteurope.de/forum/index.php

Autor: Ralf (Gast)
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Noch 'ne Idee:

Kupplungsbetätigung mit Unterdruck analog des Bremsservo.
Betätigung per Kupplungshebel wie beim Motorrad, je einen
am Schalthebel und an Deinem Gas/Bremshebel.

Vorteile: Die Haptik der Bedienung entspricht einem "richtigen"
Kupplungspedal, die Ansteuerung des Unterdrucks kann von der
Bremse "abgekuckt" werden.

Gruß Ralf

Autor: Schwups... (Gast)
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Ich würde eine hydraulische Lösung mittels Servopumpe versuchen
auszutüffteln. Die Kräfte die nötig sind die Tellerfeder zu betäigen
sind enorm. Das ganze muß ja auch so gefühlvoll betätigbar sein
damit man mit schleifender Kupplung sanft und zügig anfahren kann.
Eine elektrotechnische Lösung scheint mir wenig aussichtsreich.

Autor: Sascha (Gast)
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Im 3L Lupo gab es ein elektrohydraulisches System. Druckpumpe baut druck 
auf und lässt den Kupplungsnehmerzylinder ausrücken. Bei VW gibts den 
Zylinder fertig mit Wegpoti (zum Messen wie weit die Kupplung gedrückt 
ist) und Schläuchen.

Die Komponenten nehmen und die Elektronik (2 stufiger schalter +uC) 
passend zusammenstricken.

Autor: Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne)
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So etwas gab es schon einmal
und jetzt fallt nicht um, im Trabant "Hycomat" ein hydraulischer 
Kupllungsautomat betätigt über ein elektrisches Signal von einem Taster 
am Schalthebel.

http://de.wikipedia.org/wiki/Hycomat

Autor: Schwups... (Gast)
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Alter Hut, war im 7.Post schon erwähnt worden.

Autor: Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne)
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uups,

habe ich doch glatt übersehen zwischen den aderen Post.

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