DE112020000732T5 - FRICTION-FREE CLUTCH AND CONTROL ARRANGEMENT, LOCKING CLUTCH ARRANGEMENT AND LOCKING PART FOR USE IN THE ARRANGEMENTS - Google Patents
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Abstract
Ćberholkupplung und Steuerungsanordnung, die eine einrastbare Kupplungsanordnung und Verriegelungsteile (23, 43) zur Verwendung in der Anordnungen aufweisen. Der Schwerpunkt oder Massenschwerpunkt von mindestens einem der Verriegelungsteile (23, 43) ist von der Schwenkachse des Verriegelungsteils (23, 43) so versetzt, dass dann, wenn sich das Verriegelungsteil (23, 43) von einer Eingriffs-Position aus bewegt, ein Momentarm des Schwerpunkts relativ zur Schwenkachse von einem Maximalwert auf im Wesentlichen Null in einer AuĆereingriffs-Position abnimmt, um das Auskuppeln des Verriegelungsteils (23, 43) bei hohen Drehzahlen zu erleichtern.An overrunning clutch and control assembly comprising a snap-in clutch assembly and locking members (23, 43) for use in the assembly. The center of gravity or center of mass of at least one of the locking parts (23, 43) is offset from the pivot axis of the locking part (23, 43) so that when the locking part (23, 43) moves from an engagement position, a moment arm of the center of gravity relative to the pivot axis decreases from a maximum value to essentially zero in a disengaged position in order to facilitate the disengagement of the locking part (23, 43) at high speeds.
Description
QUERVERWEISCROSS REFERENCE
Diese Anmeldung ist eine Teilfortsetzung der US-Anmeldung mit der Seriennummer
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung betrifft:
- 1.) einrastbare reibungsfreie Kupplungsanordnungen wie radiale Kupplungsanordnungen;
- 2.) Ć¼berholende, reibungsfreie (Freilauf-) Kupplungs- und Steuerungsanordnungen wie radiale Kupplungs- und Steuerungsanordnungen; und
- 3.) Verriegelungsteile zur steuerbaren Ćbertragung von Drehmomenten zwischen Kupplungsteilen von reibungsfreien Kupplungsanordnungen wie radialen Kupplungsanordnungen.
- 1.) Snap-in frictionless clutch assemblies such as radial clutch assemblies;
- 2.) Overtaking, frictionless (freewheeling) clutch and control arrangements such as radial clutch and control arrangements; and
- 3.) Locking parts for the controllable transmission of torques between coupling parts of frictionless coupling arrangements such as radial coupling arrangements.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Eine typische Einwegkupplung (OWC) besteht aus einem Innenring, einem AuĆenring und einer Sperrvorrichtung zwischen den beiden Ringen. Die Einwegkupplung ist so konstruiert, dass sie in einer Richtung arretiert und in der anderen Richtung eine freie Drehung ermƶglicht. Zwei Arten von Einwegkupplungen werden hƤufig in automatischen Fahrzeuggetrieben verwendet:A typical one-way clutch (OWC) consists of an inner ring, an outer ring, and a locking device between the two rings. The one-way clutch is designed to lock in one direction and rotate freely in the other. Two types of one-way clutches are widely used in automatic vehicle transmissions:
Ein Rollentyp, der aus federbelasteten Rollen zwischen dem inneren und dem ƤuĆeren Laufring der Einwegkupplung besteht. (Bei einigen Anwendungen werden auch Rollen ohne Federn verwendet); und
ein Klemmkƶrpertyp, der asymmetrisch geformte Keile aufweist, die sich zwischen dem Innen- und AuĆenring der Einwegkupplung befinden.A type of roller that consists of spring-loaded rollers between the inner and outer races of the one-way clutch. (Rollers without springs are also used in some applications); and
a sprag type that has asymmetrically shaped splines located between the inner and outer rings of the one-way clutch.
Die Einwegkupplungen werden in der Regel im Getriebe eingesetzt, um eine Unterbrechung des Antriebsmoments (d.h. des Kraftflusses) bei bestimmten Gangwechseln zu verhindern und das Abbremsen des Motors beim Ausrollen zu ermƶglichen.The one-way clutches are usually used in the transmission to prevent an interruption of the drive torque (i.e. the flow of power) during certain gear changes and to enable the motor to be braked when coasting.
Steuerbare oder auswƤhlbare Einwegkupplungen (d.h. OWCs) sind eine Abweichung von den traditionellen Einwegkupplungskonstruktionen. WƤhlbare OWCs fĆ¼gen einen zweiten Satz von Verriegelungsteilen in Kombination mit einer Gleitplatte hinzu. Der zusƤtzliche Satz von Verriegelungsteilen und die Gleitplatte erweitern die OWC um mehrere Funktionen. Je nach den Erfordernissen der Konstruktion sind steuerbare OWCs in der Lage, eine mechanische Verbindung zwischen rotierenden oder stehenden Wellen in einer oder beiden Richtungen herzustellen. Je nach Konstruktion kƶnnen OWCs auch in einer oder in beiden Richtungen auflaufen/frei-laufen. Eine steuerbare OWC enthƤlt einen von auĆen gesteuerten Auswahl- oder Steuermechanismus. Die Bewegung dieses Auswahlmechanismus kann zwischen zwei oder mehr Positionen erfolgen, die verschiedenen Betriebsarten entsprechen.Controllable or selectable one-way clutches (i.e., OWCs) are a departure from traditional one-way clutch designs. Optional OWCs add a second set of locking parts in combination with a sliding plate. The additional set of locking parts and the sliding plate add several functions to the OWC. Depending on the design requirements, controllable OWCs are able to establish a mechanical connection between rotating or standing waves in one or both directions. Depending on the design, OWCs can also run / run freely in one or both directions. A controllable OWC contains an externally controlled selection or control mechanism. The movement of this selection mechanism can be between two or more positions corresponding to different modes of operation.
Eine ordnungsgemĆ¤Ć ausgelegte steuerbare OWC kann im āAUSā-Zustand nahezu keine parasitƤren Verluste aufweisen. Sie kann auch durch Elektromechanik aktiviert werden und hat weder die KomplexitƤt noch die parasitƤren Verluste einer Hydraulikpumpe und von Ventilen.A properly designed controllable OWC can have almost no parasitic losses in the "OFF" state. It can also be activated by electromechanics and has neither the complexity nor the parasitic losses of a hydraulic pump and valves.
Weitere verwandte US-Patentverƶffentlichungen sind:
Ein Linearmotor ist ein Elektromotor, dessen Stator und Rotor āabgerolltā wurden, so dass er anstelle eines Drehmoments (Rotation) eine lineare Kraft entlang seiner LƤngsrichtung erzeugt. Die gebrƤuchlichste Betriebsart ist ein Aktuator vom Lorentz-Typ, bei dem die aufgebrachte Kraft linear proportional zum Strom und zum Magnetfeld ist. Die
Lineare Schrittmotoren werden fĆ¼r Positionieranwendungen eingesetzt, die eine schnelle Beschleunigung und hohe Geschwindigkeiten bei geringen Nutzlasten erfordern. Linear stepper motors are used for positioning applications that require fast acceleration and high speeds with low payloads.
Mechanische Einfachheit und prƤziser Open-Look-Betrieb sind weitere Merkmale von linearen Schrittmotorsystemen.Mechanical simplicity and precise open-look operation are further features of linear stepper motor systems.
Ein linearer Schrittmotor arbeitet nach denselben elektromagnetischen Prinzipien wie ein rotierender Schrittmotor. Das stationƤre Teil oder die Platte ist ein passiver gezahnter Stahlstab, der sich Ć¼ber die gewĆ¼nschte VerfahrlƤnge erstreckt. Dauermagnete, Elektromagnete mit ZƤhnen und Lager sind in den beweglichen Elementen oder Anker/Forcer eingebaut. Der Antrieb bewegt sich in zwei Richtungen entlang der Platte und sorgt fĆ¼r diskrete Positionen als Reaktion auf den Zustand der Strƶme in den Feldwicklungen. Im Allgemeinen ist der Motor zweiphasig, es kann jedoch auch eine grƶĆere Anzahl von Phasen verwendet werden.A linear stepper motor works on the same electromagnetic principles as a rotating stepper motor. The stationary part or plate is a passive serrated steel rod that extends the desired travel length. Permanent magnets, electromagnets with teeth and bearings are built into the moving elements or armatures / forcers. The actuator moves in two directions along the plate and provides discrete positions in response to the state of the currents in the field windings. In general, the motor is two-phase, but a greater number of phases can be used.
Der lineare Schrittmotor ist aus dem Stand der Technik gut bekannt und arbeitet nach den bekannten Prinzipien der Magnettheorie. Die Stator- oder Plattenkomponente des linearen Schrittmotors besteht aus einem lƤnglichen, rechteckigen Stahlstab mit einer Vielzahl von parallelen ZƤhnen, der sich Ć¼ber die zu durchfahrende Strecke erstreckt und wie eine Schiene fĆ¼r die sogenannte Forcer-Komponente des Motors funktioniert.The linear stepper motor is well known in the art and operates on known principles of magnet theory. The stator or plate component of the linear stepper motor consists of an elongated, rectangular steel rod with a large number of parallel teeth, which extends over the distance to be traveled and functions like a rail for the so-called forcer component of the motor.
Die Platte ist wƤhrend des Betriebs des Motors vƶllig passiv und alle Magnete und Elektromagnete sind in die Forcer- oder Ankerkomponente integriert. Der Forcer bewegt sich in zwei Richtungen entlang der Platte und nimmt als Reaktion auf den Zustand des elektrischen Stroms in seinen Feldwicklungen diskrete Positionen ein.The plate is completely passive during the operation of the motor and all magnets and electromagnets are integrated into the forcer or armature component. The forcer moves in two directions along the plate and takes discrete positions in response to the state of the electrical current in its field windings.
Zu den US-Patentdokumenten, die demselben Rechtsnachfolger wie die vorliegende Anmeldung gehƶren und mit der vorliegenden Anmeldung in Zusammenhang stehen, gehƶren die
Einige der oben genannten verwandten Patentdokumente, die dem Anmelder der vorliegenden Anmeldung gehƶren, beschreiben einen 2-Positionen-Linearmotor eCMD (elektrisch steuerbare mechanische Diode). Bei dieser Vorrichtung handelt es sich um eine dynamische Einwegkupplung, da sich beide Laufringe (d.h. Aussparung und Taschenplatten) drehen. Der Linearmotor oder Aktuator bewegt sich, was wiederum Ć¼ber ein von einem Stator erzeugtes Magnetfeld die mit den Streben gekoppelten StƶĆel bewegt. Der Aktuator verfĆ¼gt Ć¼ber einen Ring aus Permanentmagneten, der die Kupplung in zwei ZustƤnde, nƤmlich EIN und AUS, einrastet. Strom wird nur beim Ćbergang von einem Zustand in den anderen verbraucht. Sobald der gewĆ¼nschte Zustand erreicht ist, rastet der Magnet ein und der Strom wird abgeschaltet.Some of the above related patent documents belonging to the assignee of the present application describe a 2-position linear motor eCMD (Electrically Controllable Mechanical Diode). This device is a dynamic one-way clutch as both races (i.e., recess and pocket plates) rotate. The linear motor or actuator moves, which in turn moves the tappets coupled to the struts via a magnetic field generated by a stator. The actuator has a ring of permanent magnets that engages the clutch in two states, namely ON and OFF. Electricity is only consumed when transitioning from one state to the other. As soon as the desired state is reached, the magnet engages and the current is switched off.
Die
Mechanische KrƤfte, die auf lokale oder entfernte magnetische Quellen, d.h. elektrische Strƶme und/oder Permanentmagneten (PM), zurĆ¼ckzufĆ¼hren sind, kƶnnen durch Untersuchung der von den magnetischen Quellen erzeugten oder āangeregtenā Magnetfelder bestimmt werden. Ein Magnetfeld ist ein Vektorfeld, das an jedem beliebigen Punkt im Raum die GrƶĆe und Richtung des Einflusses lokaler oder entfernter Magnetquellen angibt. Die StƤrke oder GrƶĆe des Magnetfeldes an einem Punkt in einem beliebigen interessierenden Gebiet hƤngt von der StƤrke, der Menge und dem relativen Ort der anregenden Magnetquellen und den magnetischen Eigenschaften der verschiedenen Medien zwischen den Orten der anregenden Quellen und dem interessierenden Gebiet ab. Unter magnetischen Eigenschaften versteht man Materialeigenschaften, die bestimmen, āwie leichtā oder āwie geringā eine Erregung sein muss, um ein Einheitsvolumen des Materials zu āmagnetisierenā, d.h. um eine bestimmte MagnetfeldstƤrke aufzubauen. Im Allgemeinen sind Bereiche, die Eisenmaterial enthalten, viel leichter zu āmagnetisierenā als Bereiche, die Luft oder Kunststoffmaterial enthalten.Mechanical forces resulting from local or remote magnetic sources, i.e. electrical currents and / or permanent magnets (PM), can be determined by examining the magnetic fields generated or "excited" by the magnetic sources. A magnetic field is a vector field that indicates the magnitude and direction of the influence of local or distant magnetic sources at any point in space. The strength or magnitude of the magnetic field at any point in any area of interest depends on the strength, amount, and relative location of the exciting magnetic sources and the magnetic properties of the various media between the locations of the exciting sources and the area of interest. Magnetic properties are material properties that determine "how light" or "how low" an excitation has to be in order to "magnetize" a unit volume of the material, i.e. to build up a certain magnetic field strength. In general, areas that contain ferrous material are much easier to āmagnetizeā than areas that contain air or plastic material.
Magnetische Felder kƶnnen als dreidimensionale Kraftlinien dargestellt oder beschrieben werden, die geschlossene Kurven sind, die sich durch Bereiche des Raums und innerhalb materieller Strukturen bewegen. Wenn innerhalb einer magnetischen Struktur eine magnetische āAktionā (Erzeugung messbarer mechanischer KrƤfte) stattfindet, werden diese Kraftlinien als Kopplung oder Verbindung der magnetischen Quellen innerhalb der Struktur betrachtet. Magnetische Kraftlinien sind mit einer Stromquelle gekoppelt/verbunden, wenn der Strompfad die gesamte oder einen Bereich der Struktur umschlieĆt. Kraftlinien sind mit einer PM-Quelle gekoppelt/verbunden, wenn sie das PM-Material durchqueren, im Allgemeinen in der Richtung oder der Gegenrichtung der Permanentmagnetisierung. Einzelne Kraftlinien oder Feldlinien, die sich nicht kreuzen, weisen an jedem Punkt entlang der Linienausdehnung ein MaĆ an Zugspannung auf, Ƥhnlich wie die Zugkraft in einem gedehnten āGummibandā, das in der Form der geschlossenen Feldlinienkurve gedehnt wird. Dies ist die primƤre Methode der Krafterzeugung Ć¼ber Luftspalten in einer magnetischen Maschinenstruktur.Magnetic fields can be represented or described as three-dimensional lines of force, which are closed curves that move through areas of space and within material structures. If within a magnetic structure a magnetic "action" (generation of measurable mechanical forces) takes place, these lines of force are regarded as coupling or connection of the magnetic sources within the structure. Magnetic lines of force are coupled / connected to a power source when the current path encompasses all or a portion of the structure. Lines of force are coupled / connected to a PM source as they traverse the PM material, generally in the direction or the opposite direction of permanent magnetization. Individual lines of force or field lines that do not cross each other have a degree of tensile stress at every point along the line extension, similar to the tensile force in a stretched "rubber band" that is stretched in the form of the closed field line curve. This is the primary method of generating force through air gaps in a magnetic machine structure.
Man kann im Allgemeinen die Richtung der Nettokrafterzeugung in den Bereichen einer magnetischen Maschine bestimmen, indem man die Darstellungen der Magnetfeldlinien innerhalb der Struktur untersucht. Je mehr Feldlinien (d.h. je mehr gespannte GummibƤnder) in einer Richtung Ć¼ber einen Luftspalt zwischen den Maschinenelementen verlaufen, desto grƶĆer ist die āZugkraftā zwischen den Maschinenelementen in dieser Richtung.One can generally determine the direction of net force generation in the areas of a magnetic machine by examining the representations of the magnetic field lines within the structure. The more field lines (i.e. the more stretched rubber bands) run in one direction across an air gap between the machine elements, the greater the "tensile force" between the machine elements in this direction.
Das Metall-SpritzgieĆen (MIM) ist ein Metallverarbeitungsprozess, bei dem fein pulverisiertes Metall mit einer abgemessenen Menge an Bindemittel gemischt wird, um ein āAusgangsmaterialā zu erhalten, das von KunststoffverarbeitungsgerƤten durch einen als SpritzgieĆen bekannten Prozess verarbeitet werden kann. Mit dem Spritzgussverfahren kƶnnen komplexe Teile in einem einzigen Arbeitsgang und in groĆen Mengen geformt werden. Bei den Endprodukten handelt es sich in der Regel um Komponenten, die in verschiedenen Branchen und Anwendungen eingesetzt werden. Die Art des FlieĆens des MIM-Materials wird durch die sogenannte Rheologie bestimmt. Mit den derzeitigen Anlagen ist die Verarbeitung auf Produkte beschrƤnkt, die mit einem typischen Volumen von 100 Gramm oder weniger pro āSchussā in die Form geformt werden kƶnnen. Die Rheologie ermƶglicht es, diesen āSchussā auf mehrere KavitƤten zu verteilen, was die Herstellung kleiner, komplizierter Produkte in hohen StĆ¼ckzahlen kosteneffizient macht, die ansonsten mit alternativen oder klassischen Methoden recht teuer wƤren. Die verschiedenen Metalle, die im MIM-Rohmaterial eingesetzt werden kƶnnen, werden als Pulvermetallurgie bezeichnet und enthalten die gleichen Legierungsbestandteile, die in den Industriestandards fĆ¼r gewƶhnliche und exotische Metallanwendungen zu finden sind. Die geformte Form wird anschlieĆend konditioniert, wobei das Bindemittel entfernt wird und die Metallpartikel in den gewĆ¼nschten Zustand der Metalllegierung gebracht werden.Metal Injection Molding (MIM) is a metalworking process in which finely powdered metal is mixed with a measured amount of binder to create a āfeedstockā that can be processed by plastic processing equipment through a process known as injection molding. With the injection molding process, complex parts can be formed in a single operation and in large quantities. The end products are usually components that are used in various industries and applications. The type of flow of the MIM material is determined by the so-called rheology. With current facilities, processing is limited to products that can be molded into the mold with a typical volume of 100 grams or less per "shot". The rheology makes it possible to distribute this āshotā over several cavities, which makes the production of small, complicated products in large numbers cost-effective, which would otherwise be quite expensive with alternative or classic methods. The various metals that can be used in the MIM raw material are known as powder metallurgy and contain the same alloy components found in the industry standards for common and exotic metal applications. The shaped shape is then conditioned, the binder being removed and the metal particles being brought into the desired state of the metal alloy.
Ein āKraftmomentā (oft nur Moment) ist die Tendenz einer Kraft, ein Objekt zu verdrehen oder zu drehen. Ein Moment wird mathematisch als das Produkt aus der Kraft und einem Momentenarm bewertet. Der Momentenarm ist der senkrechte Abstand zwischen dem Punkt oder der Drehachse und der Wirkungslinie der Kraft. Das Moment kann als ein MaĆ fĆ¼r die Tendenz der Kraft angesehen werden, eine Drehung um eine imaginƤre Achse durch einen Punkt zu bewirken.A "moment of force" (often just moment) is the tendency of a force to twist or turn an object. A moment is mathematically evaluated as the product of the force and a moment arm. The moment arm is the vertical distance between the point or the axis of rotation and the line of action of the force. Moment can be viewed as a measure of the tendency of the force to cause rotation about an imaginary axis through a point.
Mit anderen Worten: Ein āKraftmomentā ist die Drehwirkung einer Kraft um einen bestimmten Punkt oder eine bestimmte Achse, gemessen als Produkt aus der Kraft und dem senkrechten Abstand des Punktes von der Wirkungslinie der Kraft. Im Allgemeinen werden Momente im Uhrzeigersinn als āpositiveā und Momente gegen den Uhrzeigersinn als ānegativeā Momente bezeichnet. Wenn ein Objekt im Gleichgewicht ist, ist die Summe der Momente im Uhrzeigersinn um einen Drehpunkt gleich der Summe der Momente im Gegenuhrzeigersinn um denselben Drehpunkt oder dieselbe Achse.In other words: A āmoment of forceā is the rotational effect of a force around a certain point or a certain axis, measured as the product of the force and the perpendicular distance of the point from the line of action of the force. In general, clockwise moments are called āpositiveā and counterclockwise moments are called ānegativeā moments. When an object is in equilibrium, the sum of the clockwise moments about a pivot point is equal to the sum of the counterclockwise moments about the same pivot point or axis.
FĆ¼r die Zwecke dieser Anmeldung sollte der Begriff āKupplungā so ausgelegt werden, dass er Kupplungen oder Bremsen beinhaltet, bei denen eine der Platten mit einem DrehmomentĆ¼bertragungselement eines Getriebes und die andere Platte mit einem anderen DrehmomentĆ¼bertragungselement antreibbar verbunden ist oder in Bezug auf ein GetriebegehƤuse verankert ist und stationƤr gehalten wird. Die Begriffe āVerbindungā, āKupplungā und āBremseā kƶnnen austauschbar verwendet werden.For the purposes of this application, the term "clutch" should be interpreted to include clutches or brakes in which one of the plates is drivably connected to a torque transmitting element of a transmission and the other plate is drivably connected to another torque transmitting element or anchored in relation to a transmission housing and is held stationary. The terms āconnectionā, āclutchā and ābrakeā can be used interchangeably.
ZUSAMMENFASSUNG VON AUSFĆHRUNGSBEISPIELENSUMMARY OF EMBODIMENTS
Ein Ziel mindestens einer AusfĆ¼hrungsform der vorliegenden Erfindung ist es, eine freilaufende, reibungsfreie Kupplung und Steuerungsanordnung, eine einrĆ¼ckbare Kupplungsanordnung und ein oder mehrere Verriegelungsteile zur Verwendung in solchen Anordnungen bereitzustellen, wobei mindestens eines das Verriegelungsteile einen Schwerpunkt aufweist, der von einer Schwenkachse des Verriegelungsteils versetzt ist, wodurch das Verriegelungsteil bei hohen Drehzahlen leichter zu bewegen ist.An object of at least one embodiment of the present invention is to provide a free-running, frictionless clutch and control assembly, an engageable clutch assembly and one or more locking parts for use in such assemblies, wherein at least one of the locking parts has a center of gravity which is offset from a pivot axis of the locking part is, whereby the locking part is easier to move at high speeds.
Zur Verwirklichung des obigen Zwecks und weiterer Zwecke mindestens einer AusfĆ¼hrungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verriegelungsteil zur steuerbaren Ćbertragung von Drehmomenten zwischen ersten und zweiten Kupplungsteilen einer Kupplungsanordnung vorgesehen. Das erste Kupplungsteil weist eine KupplungsflƤche mit einer Tasche auf, die so dimensioniert und geformt ist, dass sie das Verriegelungsteil aufnehmen und nominell halten kann. Das Verriegelungsteil beinhaltet eine erste EndflƤche, die in ein Teil eingreift, eine zweite EndflƤche, die in ein Teil eingreift, und einen lƤnglichen Hauptkƶrperbereich zwischen den EndflƤchen. Der Hauptkƶrperbereich ist so gestaltet, dass er eine Schwenkbewegung des Verriegelungsteils um eine Schwenkachse ermƶglicht. Die EndflƤchen des Verriegelungsteils sind wƤhrend der Schwenkbewegung in Bezug auf die Kupplungsteile zwischen Eingriffs- und Aussereingriffs-Positionen beweglich, wodurch eine einseitige DrehmomentĆ¼bertragung zwischen den Kupplungsteilen erfolgen kann. Ein Schwerpunkt des Verriegelungsteils ist gegenĆ¼ber der Schwenkachse versetzt, so dass bei der Bewegung des Verriegelungsteils aus der Eingriffs-Position ein Momentarm des Schwerpunkts relativ zur Schwenkachse von einem Maximalwert auf im Wesentlichen Null in der Aussereingriffs-Position abnimmt, um das AusrĆ¼cken des Verriegelungsteils zu erleichtern.To achieve the above purpose and other purposes of at least one embodiment of the present invention, a locking part is provided for the controllable transmission of torques between first and second coupling parts of a coupling arrangement. The first coupling part has a coupling surface with a pocket which is dimensioned and shaped so that it the locking member can accommodate and nominally hold. The locking member includes a first end face that engages a part, a second end face that engages a part, and an elongated main body portion between the end faces. The main body area is designed to allow the locking part to pivot about a pivot axis. The end faces of the locking part are movable between engagement and disengagement positions with respect to the coupling parts during the pivoting movement, as a result of which a one-sided torque transmission can take place between the coupling parts. A center of gravity of the locking part is offset with respect to the pivot axis, so that when the locking part is moved out of the engaged position, a moment arm of the center of gravity relative to the pivot axis decreases from a maximum value to essentially zero in the disengaged position in order to facilitate the disengagement of the locking part .
Der Hauptkƶrperbereich kann einen vorstehenden kugelfƶrmigen Bereich aufweisen, um die Schwenkbewegung zu ermƶglichen.The main body portion may have a protruding spherical portion to enable pivoting movement.
Das Verriegelungsteil kann ein radiales Verriegelungsteil sein.The locking part can be a radial locking part.
Die Schwenkachse kann sich im Wesentlichen in der Mitte des kugelfƶrmigen Bereichs befinden.The pivot axis can be located essentially in the middle of the spherical area.
Der Hauptkƶrperbereich kann einen vorstehenden kugelfƶrmigen Bereich aufweisen, der vom Schwerpunkt versetzt ist und in einem Taschenbereich des ersten Kupplungsteils aufgenommen werden kann, um die Schwenkbewegung zu ermƶglichen. Das erste Kupplungsteil kann Ć¼ber den kugelfƶrmigen Bereich schwenkbar mit dem Verriegelungsteil verbunden sein.The main body portion may have a protruding spherical portion which is offset from the center of gravity and which can be received in a pocket portion of the first coupling part to enable the pivoting movement. The first coupling part can be pivotably connected to the locking part via the spherical region.
Bei dem Verriegelungsteil kann es sich um eine Strebe wie eine Kugelpfannenstrebe handeln.The locking part can be a strut such as a ball socket strut.
Zur weiteren Verwirklichung des obigen Zwecks und anderer Zwecke mindestens einer AusfĆ¼hrungsform der vorliegenden Erfindung wird eine kuppelbare Kupplungsanordnung bereitgestellt. Die Anordnung beinhaltet ein erstes und ein zweites Kupplungsteil. Das erste Kupplungsteil hat eine KupplungsflƤche mit einer Tasche, die so bemessen und geformt ist, dass sie ein Verriegelungsteil aufnehmen und nominell halten kann. Das Verriegelungsteil beinhaltet eine erste EndflƤche, die in ein Teil eingreift, eine zweite EndflƤche, die in ein Teil eingreift, und einen lƤnglichen Hauptkƶrperbereich zwischen den EndflƤchen. Der Hauptkƶrperbereich ist so gestaltet, dass er eine Schwenkbewegung des Verriegelungsteils um eine Schwenkachse ermƶglicht. Die EndflƤchen des Verriegelungsteils sind wƤhrend der Schwenkbewegung in Bezug auf die Kupplungsteile zwischen Eingriffs- und Aussereingriffs-Positionen beweglich, wodurch eine einseitige DrehmomentĆ¼bertragung zwischen den Kupplungsteilen erfolgen kann. Ein Schwerpunkt des Verriegelungsteils ist von der Schwenkachse versetzt, so dass bei der Bewegung des Verriegelungsteils aus der Eingriffs-Position ein Bewegungsarm des Schwerpunkts relativ zur Schwenkachse von einem Maximalwert auf im Wesentlichen Null in der Aussereingriffs-Position abnimmt, um das AusrĆ¼cken des Verriegelungsteils zu erleichtern.To further accomplish the above and other purposes of at least one embodiment of the present invention, a detachable clutch assembly is provided. The arrangement includes a first and a second coupling part. The first coupling part has a coupling surface with a pocket that is sized and shaped to receive and nominally hold a locking part. The locking member includes a first end face that engages a part, a second end face that engages a part, and an elongated main body portion between the end faces. The main body area is designed to allow the locking part to pivot about a pivot axis. The end faces of the locking part are movable between engagement and disengagement positions with respect to the coupling parts during the pivoting movement, as a result of which a one-sided torque transmission can take place between the coupling parts. A center of gravity of the locking part is offset from the pivot axis, so that when the locking part is moved out of the engaged position, a movement arm of the center of gravity relative to the pivot axis decreases from a maximum value to essentially zero in the disengaged position in order to facilitate the disengagement of the locking part .
Der Hauptkƶrperbereich kann einen vorstehenden kugelfƶrmigen Bereich aufweisen, um die Schwenkbewegung zu ermƶglichen.The main body portion may have a protruding spherical portion to enable pivoting movement.
Das erste Kupplungsteil kann einen Pfannenbereich aufweisen, um den kugelfƶrmigen Bereich an einer Kugel-Pfannen-ZwischenflƤche aufzunehmen und zu halten und die Schwenkbewegung zu ermƶglichen.The first coupling part can have a socket area in order to receive and hold the spherical area on a ball-socket interface and to enable the pivoting movement.
Das Verriegelungsteil kann eine Strebe sein, wie z. B. eine Kugelpfannenstrebe.The locking part can be a strut, such as. B. a ball socket strut.
In weiterer AusfĆ¼hrung des obigen Zwecks und anderer Zwecke mindestens einer AusfĆ¼hrungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Auflaufkupplungs- und Steuerungsanordnung vorgesehen. Die Anordnung beinhaltet ein erstes und ein zweites Kupplungsteil. Das erste Kupplungsteil hat eine erste FlƤche mit einer Tasche, die so bemessen und geformt ist, dass sie ein Verriegelungsteil aufnehmen und nominell halten kann, und eine zweite FlƤche mit einem Durchgang, der mit der Tasche in Verbindung steht, um eine BetƤtigungskraft auf das Verriegelungsteil zu Ć¼bertragen, um das Verriegelungsteil in der Tasche zu betƤtigen, so dass sich das Verriegelungsteil zwischen einer Eingriffs- und einer Aussereingriffs-Position bewegt. Das Verriegelungsteil beinhaltet eine erste EndflƤche, die in ein Teil eingreift, zweite EndflƤche, die in ein Teil eingreift, und einen lƤnglichen Hauptkƶrperbereich zwischen den EndflƤchen. Der Hauptkƶrperbereich ist so gestaltet, dass er eine Schwenkbewegung des Verriegelungsteils um eine Schwenkachse ermƶglicht. Die EndflƤchen des Verriegelungsteils sind wƤhrend der Schwenkbewegung in Bezug auf die Kupplungsteile zwischen Eingriffs- und Aussereingriffs-Position beweglich, wodurch eine einseitige DrehmomentĆ¼bertragung zwischen den Kupplungsteilen erfolgen kann. Der Schwerpunkt des Verriegelungsteils ist von der Schwenkachse versetzt, so dass bei der Bewegung des Verriegelungsteils aus der Eingriffs-Position der Momentarm des Schwerpunkts relativ zur Schwenkachse von einem Maximalwert auf im Wesentlichen Null in der Aussereingriffs-Position abnimmt, um das Lƶsen des Verriegelungsteils vom zweiten Kupplungsteil zu erleichtern.In further carrying out the above purpose and other purposes of at least one embodiment of the present invention, an overrun clutch and control assembly is provided. The arrangement includes a first and a second coupling part. The first coupling part has a first surface with a pocket sized and shaped to receive and nominally hold a locking part, and a second surface with a passage communicating with the pocket for an actuating force on the locking part to actuate the locking member in the pocket, so that the locking member moves between an engaged and a disengaged position. The locking member includes a first end face that engages a part, second end face that engages a part, and an elongated main body portion between the end faces. The main body area is designed to allow the locking part to pivot about a pivot axis. The end faces of the locking part can be moved between the engaged and disengaged positions during the pivoting movement with respect to the coupling parts, as a result of which a one-sided torque transmission can take place between the coupling parts. The center of gravity of the locking part is offset from the pivot axis, so that when the locking part is moved out of the engagement position, the moment arm of the center of gravity relative to the pivot axis decreases from a maximum value to essentially zero in the disengaged position in order to release the locking part from the second Coupling part to facilitate.
Der Hauptkƶrperbereich kann einen vorstehenden kugelfƶrmigen Bereich aufweisen, um die Schwenkbewegung zu ermƶglichen.The main body portion may have a protruding spherical portion to enable pivoting movement.
Die Anordnung kann ferner einen linearen Aktuator beinhalten, der in dem Durchgang aufgenommen ist, um die BetƤtigungskraft bereitzustellen.The arrangement may further include a linear actuator received in the passage to provide the actuation force.
Der lineare Aktuator kann einen massiven StƶĆel beinhalten, der sich zwischen einer ersten und einer zweiten Axialposition bewegt, um den Betriebsmodus der Anordnung zu steuern. Das Verriegelungsteil kann durch einen Vorspannungsteil so vorgespannt sein, dass es sich von der Eingriffs-Position zur Aussereingriffs-Position bewegt.The linear actuator may include a solid plunger that moves between first and second axial positions to control the mode of operation of the assembly. The locking part can be biased by a biasing part so that it moves from the engaged position to the disengaged position.
Das Vorspannelement kann eine RĆ¼ckstellfeder beinhalten, um eine Federkraft auf das Verriegelungsteil auszuĆ¼ben, die der BetƤtigungskraft und der Reibungskraft an der ZwischenflƤche zwischen Kugel und Pfanne entgegenwirkt.The biasing element can include a return spring in order to exert a spring force on the locking part which counteracts the actuating force and the frictional force at the interface between the ball and socket.
WƤhrend oben beispielhafte AusfĆ¼hrungsformen beschrieben werden, ist es nicht beabsichtigt, dass diese AusfĆ¼hrungsformen alle mƶglichen Formen der Erfindung beschreiben. Vielmehr sind die in der Beschreibung verwendeten Wƶrter eher beschreibend als einschrƤnkend, und es versteht sich, dass verschiedene Ćnderungen vorgenommen werden kƶnnen, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. DarĆ¼ber hinaus kƶnnen die Merkmale der verschiedenen AusfĆ¼hrungsformen kombiniert werden, um weitere AusfĆ¼hrungsformen der Erfindung zu bilden.While exemplary embodiments are described above, it is not intended that these embodiments describe all possible forms of the invention. Rather, the words used in the specification are intended to be rather descriptive than restrictive, and it is to be understood that various changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention. In addition, the features of the various embodiments can be combined to form further embodiments of the invention.
FigurenlisteFigure list
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1 ist eine schematische, teilweise weggebrochene Ansicht einer freilaufenden, reibungsfreien, radialen Kupplung und Steuerungsanordnung zur Kopplung von Drehmomenten zwischen einem ersten und einem zweiten Zahnrad und einer Abtriebswelle;1 Fig. 3 is a schematic, partially broken away view of an overrunning, frictionless, radial clutch and control assembly for coupling torque between first and second gears and an output shaft; -
2 ist eine vergrƶĆerte Ansicht der Ansicht von1 , um Details der Kupplung und der Steuerungsanordnung zu zeigen;2 FIG. 13 is an enlarged view of FIG1 to show details of the clutch and control assembly; -
3 ist eine schematische Endansicht, die federbelastete Verriegelungsteile oder Klauen in verschiedenen Schwenkpositionen einschlieĆlich Kupplungs- und Auskupplungspositionen zeigt, wie sie durch NockenoberflƤchen von Nocken betƤtigt werden;3 Fig. 3 is a schematic end view showing spring loaded latches or pawls in various pivotal positions including clutch and disconnect positions as actuated by cam surfaces of cams; -
4 ist eine schematische Endansicht einer zweiten AusfĆ¼hrungsform mit Verriegelungsteilen oder Klauen in verschiedenen Schwenkpositionen einschlieĆlich Kupplungs- und Auskupplungspositionen, die durch NockenoberflƤchen von Nocken betƤtigt werden;4th Figure 3 is a schematic end view of a second embodiment with locking members or pawls in various pivoting positions including clutch and disengagement positions actuated by cam surfaces of cams; -
5 ist eine vergrƶĆerte, teilweise weggebrochene Seitenansicht eines der Verriegelungsteile oder Nocken von4 in seiner Einkupplungsposition, wie sie durch eine NockenoberflƤche einer Nocke betƤtigt wird;5 FIG. 13 is an enlarged side elevational view, partially broken away, of one of the locking members or cams of FIG4th in its engagement position as actuated by a cam surface of a cam; -
6 ist eine vergrƶĆerte, teilweise weggebrochene Seitenansicht einer anderen AusfĆ¼hrungsform eines der Verriegelungsteile oder Nocken in seiner Auskupplungsposition;6th Figure 3 is an enlarged, partially broken away side view of another embodiment of one of the locking members or cams in its disengaged position; -
7 ist eine Ansicht Ƥhnlich der Ansicht von6 , jedoch mit dem Verriegelungsteil in seiner Einkupplungsposition, wie es durch eine NockenoberflƤche von Nocken betƤtigt wird;7th FIG. 13 is a view similar to that of FIG6th but with the locking member in its engaging position as actuated by a cam surface of cams; -
8 ist eine Ansicht, Ƥhnlich den Ansichten der5 und7 , die eine RĆ¼ckholfeder und Reibungs- und RĆ¼ckholfedermomente zeigt, die auf die Wippstrebe wirken;8th FIG. 13 is a view similar to the views of FIG5 and7th which shows a return spring and frictional and return spring moments acting on the seesaw strut; -
9 ist eine vergrƶĆerte, teilweise weggebrochene Seitenansicht einer anderen AusfĆ¼hrungsform eines das Verriegelungsteile in seiner Einkupplungsposition mit durchgezogenen Linien und in seiner Auskupplungsposition mit gestrichelten Linien;9 Fig. 3 is an enlarged, partially broken away side view of another embodiment of the locking member in its engaged position in solid lines and in its disengaged position in dashed lines; -
10 ist eine teilweise weggebrochene Seitenansicht, die das Feder- StƶĆel-BetƤtigungssystem der1 und2 und zur Verwendung mit dem Verriegelungsteil der8 zeigt, und10 FIG. 13 is a side elevational view, partially broken away, showing the spring-plunger actuation system of FIG1 and2 and for use with the locking part of FIG8th shows, and -
11 ist eine Ansicht, Ƥhnlich der Ansicht von10 , eines StƶĆel-BetƤtigungssystems zur Verwendung mit dem Verriegelungsteil von9 .11 FIG. 13 is a view similar to that of FIG10 , a plunger actuation system for use with the locking member of FIG9 .
BESCHREIBUNG VON AUSFĆHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF EMBODIMENTS
Nachfolgend werden hier detaillierte AusfĆ¼hrungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben; es ist jedoch davon auszugehen, dass die beschriebenen AusfĆ¼hrungsformen lediglich beispielhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgefĆ¼hrt werden kƶnnen. Die Abbidungen sind nicht notwendigerweise maĆstabsgetreu; einige Merkmale kƶnnen Ć¼bertrieben dargestellt oder verkleinert sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind spezifische strukturelle und funktionelle Details, die hier beschrieben werden, nicht als einschrƤnkend zu verstehen, sondern lediglich als reprƤsentative Grundlage, um dem Fachmann zu zeigen, wie er die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weise umsetzen kann.The following describes detailed embodiments of the present invention; however, it is to be assumed that the described embodiments are merely exemplary configurations of the invention, which can be implemented in various and alternative forms. The illustrations are not necessarily to scale; some features may be exaggerated or scaled down to show details of certain components. Therefore, the specific structural and functional details described herein are not to be understood as limiting, but merely as a representative basis to show those skilled in the art how to put the present invention into effect in various ways.
Eine freilaufende, reibungsfreie, radiale Kupplungs- und Steuerungsanordnung gemĆ¤Ć mindestens einer AusfĆ¼hrungsform der vorliegenden Erfindung ist in den
Die Anordnung
Erste Verriegelungsteile oder Klauen
Die Anordnung
Die inneren plattenfƶrmigen Teile
Jede der Klauen
Die inneren und ƤuĆeren UmfangsflƤchen
Die inneren und ƤuĆeren UmfangsflƤchen
Wie in
Wie in den
Der Schrittmotor
Die Aktuator Unter-Anordnung
Der Nocken
Der magnetische Aktuator
Mit anderen Worten steuern die elektromechanische Vorrichtung oder der Motor
Die Aktuator Unter-Anordnung
Der Aktuator
Eine erste magnetische Steuerkraft wird an den Aktuator
Der Aktuator
Die Nabe
Das Teil
Der Aktuator
Die Stator-Unteranordnung
Der Aktuator
Axialverschiebungs-Rastkraft im Permanentmagnet (PM)-Linearmotor (entnommen aus US 9,435,387)Axial shift locking force in the permanent magnet (PM) linear motor (taken from US 9,435,387)
Es soll nun das Magnetfeldlinien-Diagramm betrachtet werden, das auch als Magnetflusslinien-Diagramm bezeichnet wird und in der Querschnittsansicht der betreffenden Linearmotorstruktur in
Im Allgemeinen sind die Kraftlinien auf Pfade mit einem GroĆteil des Eisengehalts beschrƤnkt, da sich das Feld im Eisenmaterial leicht aufbauen lƤsst. Betrachtet man die Feldlinien, die den Luftspalt zwischen dem Stator und dem Ćbertrager durchqueren, so folgt ein GroĆteil von ihnen einem Weg, der von den Eisenumlenkungsringen des Ćbertragers nach oben und rechts zu den Eisenzahnteilen im Stator fĆ¼hrt. Stellt man sich die Feldlinien als gespannte GummibƤnder vor, so wĆ¼rde man eine Nettokraft erwarten, die den gesamten Ćbertrager nach rechts zieht. Die tatsƤchliche Scherkraftdichte oder x-gerichtete Scherspannung, die wiederum aus der MFEA-Analyse ermittelt wurde, an der axial gerichteten Mittellinie des Luftspalts fĆ¼r diesen Fall ist in
Wenn man die Ćbertragerposition von links nach rechts āabtastetā und die Feldlinien an jeder Position neu berechnet, erhƤlt man eine āDiashowā der Erzeugung von Magnetfeldlinien aufgrund der Ćbertragerposition. Wenn sich die Ćbertragerstruktur links von der Mitte oder der neutralen Position befindet, flieĆt der GroĆteil der Flusslinien radial nach oben und links von der Ćbertragerposition, so dass man eine nach links gerichtete Kraft auf den Ćbertragerkƶrper erwartet. Umgekehrt, wie ebenfalls in FIG.. 13 gezeigt, flieĆt der GroĆteil der Flusslinien radial nach oben und nach rechts, wenn sich die Ćbertragerstruktur rechts von der Mittelposition befindet, so dass eine nach rechts gerichtete Kraft auf den Ćbertragerkƶrper zu erwarten ist. Ein Diagramm der tatsƤchlichen axialen Gesamtkraft auf den Ćbertragerkƶrper als Funktion der Axialposition, angegeben in Newton, ist in
Axiale Translationskraft im Permanentmagnet-Linearmotor fĆ¼r den Fall eines Spulenstroms (entnommen aus US 7,435,387)Axial translational force in the permanent magnet linear motor in the event of a coil current (taken from US Pat. No. 7,435,387)
Betrachtet man nun dieselbe Maschinenstruktur wie in
- Die Lƶsung fĆ¼r die Magnetfeldlinien fĆ¼r diese Situation ist in
16 der oben erwƤhnten Anmeldung dargestellt. Es wird angenommen, dass ein gleichmƤĆiger Strom, der gleichmƤĆig Ć¼ber die Wicklungsquerschnitte verteilt ist, aus der Seite heraus in Richtung des Betrachters in den DrƤhten der Spule in der Nut auf der rechten Seite des Stators flieĆt. Die axiale Magnetisierungsrichtung des Ringmagneten spielte in der reinen Haftkraftsituation von FIG.. 13 keine Rolle, ist aber in dem Fall der ādoppeltenā magnetischen Erregung sehr wichtig. FĆ¼r den gezeigten Fall wird die axiale Magnetisierung des Magneten nach rechts, in positiver x-Richtung, festgelegt und daher ist die Richtung oder PolaritƤt der magnetischen Kraftlinien im geschlossenen āFlussā-Pfad durch den Magneten allein eine Drehung gegen den Uhrzeigersinn. Die PolaritƤtsrichtung der zirkulierenden magnetischen Kraftlinien aufgrund des elektrischen Stroms ist durch die āRechte-Hand-Regelā gegeben. Wenn der Daumen der rechten Hand in die Richtung des Stromflusses in einem Draht oder einer Drahtspule zeigt und die Finger den Querschnitt des Drahtes oder der Spule umschlieĆen, umschlieĆen die magnetischen Feldlinien oder Flusslinien ebenfalls den Querschnitt des Drahtes oder der Spule und haben eine Umlaufrichtung in der gleichen Richtung wie die eingerollten Finger.
- The solution for the magnetic field lines for this situation is in
16 of the above-mentioned application. It is assumed that an even current, which is evenly distributed over the winding cross-sections, flows out of the side towards the viewer in the wires of the coil in the slot on the right-hand side of the stator. The axial direction of magnetization of the ring magnet played no role in the pure holding force situation of FIG. 13, but is very important in the case of "double" magnetic excitation. For the case shown, the axial magnetization of the magnet is set to the right, in the positive x-direction, and therefore the direction or polarity of the magnetic lines of force in the closed āfluxā path through the magnet is only a counterclockwise rotation. The direction of polarity of the circulating magnetic lines of force due to the electric current is given by the āright-hand ruleā. If the thumb of the right hand points in the direction of the current flow in a wire or a wire coil and the fingers enclose the cross section of the wire or the coil, the magnetic field lines or lines of flux also enclose the cross section of the wire or the coil and have a direction of rotation in the same direction as the curled fingers.
In
Der Fluss der meisten Flusslinien, die durch den Ćbertrager-Magneten allein erzeugt werden, fĆ¼hrte zu einer Nettokraft auf den Ćbertrager nach rechts fĆ¼r die in
Eine Reihe von Diashow-Lƶsungen fĆ¼r die gesamten Magnetfeldlinien innerhalb der Linearmotorstruktur mit dem gleichen Spulenstromantrieb wie in dem in
SchlieĆlich sind die Lƶsungen fĆ¼r das Magnetfeld und die axiale Scherspannung fĆ¼r den Fall, dass der Spulenstrom den Antrieb unterstĆ¼tzt, d.h. den Antrieb in Richtung der Magnetverriegelungskraft, in den
In den
Die zweite AusfĆ¼hrungsform der freilaufenden, reibungsfreien Radialkupplung und der Steuerungsanordnung hat im Wesentlichen die gleichen Teile wie die erste AusfĆ¼hrungsform, mit Ausnahme der Teile mit einer einzigen Hauptbezeichnung. Die Anordnung beinhaltet vorzugsweise eine oder mehrere radiale, gelagerte Kupplungsanordnungen vom Typ Klaue.The second embodiment of the free-running, frictionless radial clutch and the control arrangement has essentially the same parts as the first embodiment, with the exception of the parts with a single main designation. The assembly preferably includes one or more radial, journal-type clutch assemblies.
Die Kupplungs- und Steuerungsanordnung der zweiten AusfĆ¼hrungsform beinhaltet das erste Kupplungsteil oder die erste Taschenplatte
Die Verriegelungsteile oder Klauen
Die oberen und unteren Drehzapfen
Der Schwerpunkt (d.h. die Schwerkraft) ist im Wesentlichen auf der Schwenkachse
Ein oder mehrere vorspannende Teile, wie z.B. Federn (nicht dargestellt), sind in Ausnehmungen
Mit der zunehmenden Akzeptanz von eCMDs als praktikable Technologie fĆ¼r Advanced Hybrids und EVs steigen die Spezifikationen und Anforderungen an die Kupplungen rapide an. E-Motoren zeichnen sich durch ein hohes Drehmoment bei Null-/Niedrigdrehzahl aus und kƶnnen sich dreimal schneller drehen als herkƶmmliche Verbrennungsmotoren. eCMDs mĆ¼ssen bei Drehzahlen von mindestens 15.000 U/min ein- und ausgeschaltet werden kƶnnen. Die Formel fĆ¼r die durch Rotation erzeugte Radialkraft lautet
Je kleiner der Wert von M ist, desto leichter kann der elektromechanische Bereich des eCMD das Verriegelungsteil drehen. Bei einer gegebenen Kupplungsgeschwindigkeit sind also die Parameter, die zur Verringerung des Moments manipuliert werden kƶnnen, die Masse des Verriegelungsteils, der Wert von Āµ und die LƤnge des Momentarms. Die folgende Beschreibung bezieht sich auf die in den
In den
Die dritte AusfĆ¼hrungsform der freilaufenden, reibungsfreien Radialkupplung und der Steuerungsanordnung hat im Wesentlichen die gleichen Teile wie die erste und zweite AusfĆ¼hrungsform, mit Ausnahme der Teile, die doppelt gestrichen sind. Die Anordnung beinhaltet vorzugsweise eine oder mehrere radiale Kupplungsanordnungen des Typs Klaue, die eine Lagerung aufweisen.The third embodiment of the freewheeling frictionless radial clutch and control assembly has essentially the same parts as the first and second embodiments, with the exception of the parts that are double-painted. The arrangement preferably includes one or more radial clutch assemblies of the pawl type having a bearing.
Die Kupplungs- und Steuerungsanordnung der dritten AusfĆ¼hrungsform beinhaltet das erste Kupplungsteil oder die erste Taschenplatte
Das Verriegelungsteil oder die Klaue
Das Design der
Die radiale Klaue
Der Grund dafĆ¼r, dass der Stift
Der untere Drehpunkt
Der Schwerpunkt (d.h. die Schwerkraft) ist im Wesentlichen auf der Schwenkachse
Indem der Schwerpunkt des Verriegelungsteils
Ein oder mehrere vorspannende Teile, wie z.B. Federn (nicht dargestellt), sind in der in der Tasche
In
Das Feder-StƶĆel-Aktuator-System der
Mit anderen Worten befinden sich der Schwerpunkt des Verriegelungsteils
Wenn die Kupplungsanordnung
Bezug nehmend auf die
Eine RĆ¼ckstellfeder
Infolgedessen ist nun eine grƶĆere āEINā-Kraft vom BetƤtigungssystem erforderlich, das in
Das System
Das Verriegelungsteil
- 1.) Seine Kugelpfannen-Konstruktion hƤlt den Kontakt zwischen dem Verriegelungsteil
423 und seiner Taschenplatte412 auf die Kugelpfannen-ZwischenflƤche beschrƤnkt, auĆer wenn das Verriegelungsteil423 in seiner verriegelten oder Eingriffs-Position ist, wie in9 gezeigt. Dadurch soll der Reibungsmomentarm (zwischen Kugel und Pfanne) klein gehalten werden, bis der volle Hub desBetƤtigungssystems 430 beim Ćbergang von AUS zu EIN erreicht ist. Dadurch wird die KontaktflƤche von der RĆ¼ckwand der Tasche ferngehalten, wƤhrend sie sich dreht, bis die EIN-Position erreicht ist. Dies reduziert den Axialkraftbedarf des Linearmotor-BetƤtigungssystems 430 der 11 beim Einschalten und unterstĆ¼tzt dieRĆ¼ckstellfeder 425 und das Fliehkraftmoment beim Ausschalten. - 2.) Die Umschlingung der Taschenplatte
412 (Buchse) um einenKugelbereich 421 des Verriegelungsteils423 ist weit genug, um das Verriegelungsteil423 in ihrer Tasche inder Taschenplatte 412 zu halten. Dies unterstĆ¼tzt die Funktion von Nr. 1 unmittelbar darĆ¼ber und hƤlt das Verriegelungsteil423 in der Tasche fest. - 3.) Der Schwerpunkt bildet einen Momentarm in der EIN-Position des Verriegelungsteils
423 , so dass:- (1)
der Momentenarm 419 seine maximale LƤnge 419 fĆ¼r den Drehbereich in der EIN-Stellung hat und - (2) in der AUS-Stellung die LƤnge des
Momentenarms 419 vom CG aus Null ist (in der Phantomstellung).
ein maximales Moment 419 in der AUS-Richtung, wenn das Verriegelungsteil423 vollstƤndig eingeschaltet ist (durchgezogene Linien) und kein AUS-Moment, wenn das Verriegelungsteil423 in der AUS-Position ist (unterbrochene Linien), was es dem Linearmotor desBetƤtigungssystems 430 erleichtert, das Verriegelungsteil423 beim Einschalten in Drehung zu versetzen. - (1)
- 4.) Die āwippenartigeā Form des Verriegelungsteils
423 unterscheidet sich in wichtigen Punkten von Wippen oder Verriegelungsteilen des Standes der Technik:- (1) Die Form ist speziell fĆ¼r eine radiale STEUERBARE Kupplung, wie hierin beschrieben, entworfen;
- (2) Das Verriegelungsteil
423 ist fĆ¼r eine 2-Wege-Kupplung und ist nicht passiv; - (3) Das Verriegelungsteil
423 lƤuft nicht Ć¼ber, es wird ausgeschaltet und bleibt ausgeschaltet, wenn es kein Drehmoment Ć¼bertrƤgt; und - (4) Das Verriegelungsteil
423 hat mehr UmhĆ¼llung um die Spitze (d.h. den Kugelbereich421 ) des Verriegelungsteils423 , um ein echtes Kugelgelenk zu schaffen.
- 1.) Its ball socket construction keeps the contact between the locking part
423 and itspocket plate 412 limited to the ball socket interface, except when the locking member423 is in its locked or engaged position, as in FIG9 shown. This is intended to keep the low friction torque (between the ball and socket) small until the actuation system has reached itsfull stroke 430 is reached during the transition from OFF to ON. This will keep the contact surface away from the back wall of the bag while it rotates until the ON position is reached. This reduces the axial force requirement of the linearmotor actuation system 430 the11 when switching on and supports thereturn spring 425 and the centrifugal force when switching off. - 2.) The wrapping of the pocket plate
412 (Socket) around aspherical area 421 of the locking part423 is far enough to the locking part423 in her pocket in thepocket plate 412 to keep. This assists the function of # 1 immediately above and holds the locking part423 stuck in the pocket. - 3.) The center of gravity forms a moment arm in the ON position of the locking part
423 , so that:- (1) the
moment arm 419 itsmaximum length 419 for the range of rotation in the ON position and - (2) in the OFF position, the length of the
moment arm 419 from the CG is zero (in the phantom position).
maximum moment 419 in the OFF direction when the locking part423 is fully switched on (solid lines) and no OFF moment when the locking part423 is in the OFF position (broken lines) what it is to the linear motor of theactuation system 430 facilitates the locking part423 to rotate when switched on. - (1) the
- 4.) The "rocker-like" shape of the locking part
423 differs in important points from rockers or locking parts of the state of the art:- (1) The shape is specifically designed for a radial STEERABLE coupling as described herein;
- (2) The locking part
423 is for a 2-way coupling and is not passive; - (3) The locking part
423 does not overflow, it turns off and stays off when it is not transmitting torque; and - (4) The locking part
423 has more wrap around the tip (i.e. the sphere area421 ) of the locking part423 to create a real ball joint.
Wie bereits erwƤhnt, hat das Verriegelungsteil
Das Verriegelungsteil
- - Die Stator-Unter-
Anordnung 135 bleibt nun lƤnger eingeschaltet, um denLaufringen oder Kupplungsteilen 412 und413 die nƶtige Zeit zu geben, sich in einen verriegelten Zustand zu drehen. - - FĆ¼r eine bestimmte Zeit, in der die Stator-Unter-
Anordnung 135 eingeschaltet ist, muss eine Mindest-Relativgeschwindigkeitzwischen den Laufringen 412 und413 vorhanden sein, damit sie sich aus der Zahn-auf-Zahn-Stellung in die verriegelte Position drehen kƶnnen. Der maximale Abstand (S=RO), den das Verriegelungsteil423 relativ zu denAussparungen der Aussparungsplatte 413 zurĆ¼cklegen muss, ist gleich demSpiel der Kupplung 411 in Radiant x Radius der Aussparungsplatte ID/OD. - - Die āFire and Forgetā-Funktion ist nicht mehr gegeben, so dass die
Notwendigkeit der StƶĆelfeder 194 entfƤllt. An dieser Stelle kommt der āmassive StƶĆelāaus 11 ins Spiel. - - Die Steuerstrategie wird komplizierter, wenn die āFire and Forgetā-Funktion entfƤllt.
- - Die StƶĆelhĆ¼lsen entfallen ebenfalls, da es keine Relativbewegung zwischen den StƶĆeln und dem Aktuator mehr gibt.
- - Die Anforderungen an die magnetische Einschaltverriegelung kƶnnen etwas reduziert werden, da sie den Aktuator nicht mehr aus der Zahn-auf-Zahn-Stellung EIN-schalten mĆ¼ssen. Die einzige Funktion der Verriegelung besteht darin, EIN und AUS zu halten.
- - The
stator sub-assembly 135 now remains switched on longer, around the races orcoupling parts 412 and413 to give the necessary time to rotate into a locked state. - - For a certain time in which the
stator sub-arrangement 135 is switched on, there must be a minimum relative speed between theraces 412 and413 be present so that they can rotate from the tooth-on-tooth position to the locked position. The maximum distance (S = RO) that the locking part423 relative to the recesses of therecess plate 413 has to travel is equal to the play of the clutch411 in radians x radius of the recess plate ID / OD. - - The "Fire and Forget" function is no longer available, so that the plunger spring is necessary
194 not applicable. This is where the āmassive ramā comes out11 in the game. - - The control strategy becomes more complicated if the "Fire and Forget" function is no longer available.
- - The plunger sleeves are also omitted since there is no longer any relative movement between the plungers and the actuator.
- - The requirements for the magnetic switch-on interlock can be reduced somewhat, as you no longer have to switch the actuator ON from the tooth-on-tooth position. The only function of the interlock is to hold ON and OFF.
WƤhrend oben beispielhafte AusfĆ¼hrungsformen beschrieben werden, ist es nicht beabsichtigt, dass diese AusfĆ¼hrungsformen alle mƶglichen Formen der Erfindung beschreiben. Vielmehr sind die in der Beschreibung verwendeten Worte eher beschreibend als einschrƤnkend und es versteht sich, dass verschiedene Ćnderungen vorgenommen werden kƶnnen, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. DarĆ¼ber hinaus kƶnnen die Merkmale verschiedener AusfĆ¼hrungsformen kombiniert werden, um weitere AusfĆ¼hrungsformen der Erfindung zu bilden.While exemplary embodiments are described above, it is not intended that these embodiments describe all possible forms of the invention. Rather, the words used in the description are rather descriptive than restrictive, and it is to be understood that various changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention. In addition, the features of different embodiments can be combined to form further embodiments of the invention.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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