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Hintergrund der Erfindung
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Die Erfindung betrifft im Allgemeinen eine elektromagnetisch betätigte Kupplungsanordnung und spezieller eine Kupplung mit einem mehrpoligen elektromagnetischen Stellglied.
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Die Mehrzahl der 4-Rad-getriebenen Kraftfahrzeuge und so gut wie jedes Geländefahrzeug bzw. SUV (sport utility vehicle) oder jeder Transporter mit offenem Kasten, die mit einem 4-Rad-Antrieb ausgestattet sind, nutzen ein Verteilergetriebe, das durch die Antriebswelle des Getriebes angetrieben ist, um das Antriebsdrehmoment auf die vordere und hintere Antriebslinie des Fahrzeugs zu verteilen. Diese Verteilergetriebe beinhalten viele unterschiedliche mechanische Vorrichtungen, die neben anderen Merkmalen einen Antriebsmodus niedriger Geschwindigkeit (niedriger Gang), einen interaxialen Geschwindigkeitsausgleich und ein manuelles oder automatisches Einkuppeln einer interaxialen Kupplung bereitstellen, um intermittierend die Geschwindigkeitsdifferenzen der Antriebswelle zu reduzieren oder um die vordere und hintere Antriebswelle positiv anzutreiben.
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Wesentliche Entwicklungen wurden im Hinblick auf die Systeme gemacht, die Unterschiede in den Radgeschwindigkeiten erfassen und interaxiale Kupplungen einkuppeln, um derartige Geschwindigkeitsunterschiede zu reduzieren. Ein automatisches Kupplungssystem ist beispielsweise in dem ebenfalls diesem Anmelder gehörenden
US-Patent mit der Nr. 5,407,024 offenbart.
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Ein Differential mit Schlupfbegrenzung ist in der
DE 101 41 862 A1 beschrieben. Das Differential umfasst eine Reibungskupplungseinrichtung, eine elektromagnetische Kupplung und eine Steuerkurveneinrichtung, die zwischen der Reibungskupplungseinrichtung und der elektromagnetischen Kupplung angeordnet ist. Die Steuerkurveneinrichtung wandelt die Scherkräfte in der elektromagnetischen Kupplung in eine Axialkraft um, welche zum Einrücken der Kupplungseinrichtung diese beaufschlagt. Die Steuerkurveneinrichtung umfasst ringförmige Scheiben, welche axial geneigt verlaufende rampenförmige Teile haben und ein Wälzlager zur Bewegung längs der rampenförmigen Teile, um einen sich verändernden Abstand zwischen den ringförmigen Scheiben zu bekommen, wobei der vergrößerte Abstand genutzt wird, um die Axialkraftbeaufschlagung vorzunehmen.
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Eine weitere Kupplung ist in der
DE 698 18 772 T2 (=
EP 0 899 475 B1 ) beschrieben. Die Ankereinheit der Kupplungsbetätigungseinheit besitzt eine Ringkammer zur Aufnahme des Rings der Rotoreinheit. Weiterhin sind Dichtungen zwischen der Ankereinheit und der Rotoreinheit zum Abdichten der Ringkammer angeordnet und in der Ringkammer befindet sich ein magneto-rheologisches Strömungsmittel.
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Eine elektromagnetische Kupplung ist in der
JP H 06 159 395 A beschrieben, ebenso wie in der
US 5 911 291 A .
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Eine Kugel-Rampen-Kupplung mit kraftverstärkender Konfiguration ist in der
US 2003/0094343 A1 beschrieben, während ein Kugel-Rampen-Betätiger mit Anzeigeplatten in der
US 2003/0209398 A1 beschrieben ist.
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In Ergänzung zu Entwicklungen, die auf das Verbessern der Flexibilität und des Betriebs derartiger Verteilergetriebe gerichtet sind, werden Entwicklungen darauf gerichtet, einen ruhigen, nahtlosen Betrieb der Komponenten des Verteilergetriebes, wie beispielsweise der interaxialen Kupplung, bereitzustellen sowie die Drehmomentkapazität einer derartigen Kupplung zu steigern. Die vorliegende Erfindung ist auf ein derartiges Merkmal gerichtet.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße elektromagnetisch betätigte Kupplungsanordnung ist im unabhängigen Anspruch 1 definiert. Vorteilhafte Weiterentwicklungen, Modifikationen und Ausführungsformen gehen aus der Beschreibung und den abhängigen Ansprüchen hervor.
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Eine Kupplung mit einem mehrpoligen elektromagnetischen Stellglied ist in Verbindung mit den Komponenten zur Kraftübertragung in einem Kraftfahrzeug nützlich, wie beispielsweise in Verbindung mit Hinterachsen mit Kardanwelle, Verteilergetrieben, Getrieben, Differentialen und dgl. Das elektromagnetische Stellglied umfasst eine stationäre Spule, einen rotierenden mehrpoligen Stator und einen rotierenden mehrpoligen Rotor, der mit dem Stator verbunden ist. Sowohl der Stator als auch der Rotor umfassen mehrere Spulen, die paarweise elektrisch verbunden sind. Eine Ansatz- oder Kugel-Rampen-Anordnung ist zwischen dem Rotor und einem Reibungskupplungspaket angeordnet. Die Energieversorgung der stationären Spule induziert einen Strom in den Spulen des Stators und den jeweiligen Spulen des Rotors. Der erzeugte magnetische Fluss und die Kraft drehen den Rotor im Verhältnis zum Stator, wodurch die Ansatz- oder Kugel-Rampen-Anordnung betätigt wird, die umgekehrt das Reibungskupplungspaket komprimiert.
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Es ist daher ein Ziel, ein Stellglied für eine elektromagnetische Kupplung bereitzustellen, das eine stationäre Spule, einen Stator, einen Rotor und eine Ansatz- oder Kugel-Rampen-Anordnung aufweist.
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Es ist ein weiteres Ziel, ein Verteilergetriebe mit einer elektromagnetisch betätigten Kupplung bereitzustellen.
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Es ist noch ein weiteres Ziel, ein Stellglied für eine elektromagnetische Kupplung mit einer stationären Spule, einem Stator mit mehreren Polen und einem Rotor mit mehreren Polen bereitzustellen, die jeweils mehrere elektrisch verbundene Spulen aufweisen.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine elektro-magnetisch betätigte Kupplung gemäß Anspruch 1 bereitzustellen, die eine elektromagnetische Spule, einen Stator mit einer Mehrzahl von Polen und Spulen gekoppelt mit einem Rotor mit einer ähnlichen Mehrzahl von Polen und Spulen, eine Ansatz- oder Kugel-Rampen-Anordnung und ein Reibungskupplungspaket aufweist.
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Weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform und die anhängenden Zeichnungen offensichtlich werden, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf die gleichen Komponenten, Elemente oder Merkmale beziehen. Zudem sind Modifikationen und Weiterentwicklungen der vorliegenden Erfindung in den anhängenden Ansprüchen definiert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine schematische Ansicht einer Kraftübertragung eines Kraftfahrzeugs mit einem Verteilergetriebe, das die vorliegende Erfindung umfasst.
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2 ist eine seitliche Draufsicht eines Teilabschnitts einer Kraftübertragung eines Kraftfahrzeugs, die die vorliegende Erfindung umfasst.
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3 ist eine vergrößerte Teilansicht eines Teilabschnitts einer elektromagnetischen Kupplung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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4 ist eine vollständige Teilansicht eines Stators einer elektromagnetischen Kupplung eines Verteilergetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung und aufgenommen entlang der Linie 4-4 in 3.
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5 ist eine vollständige Teilansicht eines Rotors einer elektromagnetischen Kupplung eines Verteilergetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung aufgenommen entlang der Linie 5-5 in 3.
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6 ist eine vollständige Teilansicht eines Rotors einer elektromagnetischen Kupplung eines Verteilergetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung aufgenommen entlang der Linie 6-6 in 3.
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7 ist eine vollständige Teilansicht eines Rotors einer elektromagnetischen Kupplung gemäß der vorliegenden Erfindung aufgenommen entlang der Linie 7-7 in 3.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Nun bezugnehmend auf 1 ist ein Antriebsstrang für ein 4-Rad-getriebenes Kraftfahrzeug, der die vorliegende Erfindung verwenden kann, schematisch dargestellt und mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Der Antriebsstrang 10 für das 4-Rad-getriebene Kraftfahrzeug umfasst einen Hauptantrieb 12, wie beispielsweise einen Verbrennungs- oder Dieselmotor, mit einem Ausgang, der an ein Getriebe 14 gekoppelt ist und dieses direkt antreibt. Der Ausgang des Getriebes 14 treibt direkt eine Verteilergetriebeanordnung 16 an, die Antriebsenergie für die Haupt- oder hintere Antriebslinie 20 umfassend eine Haupt- oder hintere Antriebswelle 22, ein Haupt- oder hinteres Differential 24, ein Paar Hauptantriebs- oder Hinterachsen 26 und ein entsprechendes Paar Haupt- oder Hinterreifen- und -radanordnungen 28 bereitstellt.
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Die Verteilergetriebeanordnung 16 stellt ebenfalls gezielt eine Energiequelle für eine Sekundär- oder vordere Antriebslinie 30 umfassend eine Neben- oder vordere Antriebslinie 32, ein Neben- oder vorderes Differential 34, ein Paar Nebenantriebs- oder vordere Achsen 36 und ein entsprechendes Paar Neben- oder Vorderreifen- und -radanordnungen 38 bereit. Die Vorderreifen- und -radanordnungen 38 können direkt mit der jeweiligen Vorderachse 36 verbunden sein oder, wenn es gewünscht ist, kann ein Paar manuell oder entfernt betätigbarer verriegelnder Radnaben 42 zwischen den Vorderachsen 36 und einer entsprechenden der Reifen und -radanordnungen 38 angeordnet sein, um dieselbigen gezielt zu verbinden. Abschließend kann sowohl die Hauptantriebslinie 20 als auch die Nebenantriebslinie 30 passende und geeignet angeordnete Universalgelenke 44 aufweisen, die in bekannter Weise funktionieren, um einen statischen und dynamischen Versatz und Fehlausrichtungen zwischen den verschiedenen Wellen und Komponenten zu gestatten.
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Ein Radgeschwindigkeitssensor 48 ist in erfassender Beziehung mit jeder der hinteren Reifen- und Radanordnungen 28 angeordnet. Bevorzugt können die Radgeschwindigkeitssensoren 48 die gleichen Sensoren sein, die beispielsweise in einem Antiblockiersystem (ABS) oder in anderen Fahrzeugsteuer- oder traktionsverbessernden Systemen verwendet werden. Alternativ kann ein einzelner Sensor verwendet werden, der zum Erfassen der Drehung der Haupt- oder hinteren Antriebswelle 22 angeordnet ist. Die Signale von den Sensoren 48 werden in den Leitungen 52 für einen Mikroprozessor 56 bereitgestellt. In ähnlicher Weise sind in erfassender Beziehung mit den vorderen Reifen- und Radanordnungen 38 jeweils Radgeschwindigkeitssensoren 58 angeordnet, die Signale für den Mikroprozessor 56 in den Leitungen 62 bereitstellen. Wiederum können die Sensoren 58 ein Teil eines Antiblockiersystems oder anderer traktionsverbessernder Systeme sein oder gemeinsam mit ihnen genutzt werden.
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Typischerweise kann ein durch den Fahrer wählbarer Schalter
64 verwendet werden und ist im Allgemeinen in Reichweite des Kraftfahrzeugfahrers im Fahrzeuginnenraum (nicht dargestellt) angeordnet. Der Schalter
64 kann angepasst sein, um verschiedene Betriebsarten auszuwählen, wie beispielsweise Zweiradantrieb und höchster Gang, Automatik, d. h. Betrieb auf Verlangen oder adaptiver Betrieb, Allradantrieb und höchster Gang oder Allradantrieb und erster Gang in Abhängigkeit von dem speziellen Fahrzeug und der Konfiguration der Verteilergetriebeanordnung
16. Ein derartiges System, das eine Drehmoment-Versorgung für die Nebenantriebslinie
30 in Form von Zunahme oder Verminderung in Antwort auf einen erfassten Radgeschwindigkeitsunterschied zwischen der Hauptantriebslinie
20 und der Nebenantriebslinie
30 bereitstellt, ist in dem
US-Patent mit der Nr. 5,407,024 offenbart.
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Nehmen wir nun Bezug auf die 1 und 2, umfasst die Verteilergetriebeanordnung 16 ein mehrteiliges Metallgussgehäuse 70 mit mehreren und unterschiedlichen Öffnungen, Löchern, Senkungen, Aussparungen, Rippen, Schlitzen, ebenen Oberflächen und anderen Merkmalen zum Aufnehmen von Dichtungen, Verschlüssen und verschiedenen festen oder rotierenden Komponenten der Verteilergetriebeanordnung 16, wie man ohne weiteres anerkennen wird. Unter diesen Komponenten ist eine Antriebswelle 72 mit einer Mehrzahl von weiblichen Nuten oder Rillen oder einer internen Getriebeverzahnung 74, die eine komplementär gerillte Abtriebswelle (nicht gezeigt) des in 1 dargestellten Getriebes 14 aufnimmt. Eine Öldichtung 76 stellt eine flüssigkeitsdichte Dichtung zwischen der Antriebswelle 72 und dem Gehäuse 70 bereit. Die Antriebswelle 72 wird drehbar über ein Wälzlager, wie beispielsweise eine Kugellageranordnung 78, gehalten.
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Die Verteilergetriebeanordnung 16 umfasst typischerweise ebenfalls eine geschwindigkeitsreduzierende Planetengetriebeanordnung 80. Die geschwindigkeitsreduzierende Planetengetriebeanordnung 80 ist in konventioneller Weise vorgesehen und umfasst ein Sonnenrad 82, das konstant in Eingriff ist mit und eine Mehrzahl von Planetenrädern 84 (eins davon ist in 2 dargestellt) antreibt, die drehbar innerhalb eines rotierenden Planetengetriebeträgers 86 befestigt sind und sich in konstantem Eingriff mit einem stationären Hohlrad 88 befinden. Eine Klauenkupplung oder ein Schaltring 90 können axial durch eine Schaltgabel 92 verschoben werden, um einen direkten Hochgeschwindigkeitsantrieb bereitzustellen, wenn sie/er in Eingriff mit der Antriebswelle 72 gelangt, und um eine reduzierte Geschwindigkeit und einen Antrieb im unteren Bereich bereitzustellen, wenn sie/er mit dem Planetengetriebeträger 86 in Eingriff gelangt. Die Schaltgabel 92 ist axial und bidirektional verschiebbar aufgrund der Wechselwirkung schraubenförmiger Nocken 94 und Kurvenrollern in Verbindung mit einer drehenden Schaltschiene 96, die durch eine bidirektionale elektrische Motorantriebsanordnung 98 angetrieben ist, die durch den von dem Fahrer wählbaren Schalter 64 steuerbar ist.
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Die Verteilergetriebeanordnung 16 umfasst ebenfalls eine elektromagnetische Kupplungsanordnung 100 mit einer elektromagnetischen Betätigungsanordnung 102, die mit einer Kugel-Rampen-Anordnung 104 zuzusammenwirkt, um eine Reibungskupplungspaketanordnung bzw. eine Reibscheibenkupplungsanordnung 106 zusammenzudrücken, die das Antriebsdrehmoment an eine Kettentriebanordnung 108 weitergibt.
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Die Verteilergetriebeanordnung 16 umfasst ebenfalls eine Hauptabtriebswelle 110, die bevorzugt und typischerweise koaxial mit der Antriebswelle 72 ausgerichtet ist. Ein Wälzlager, wie beispielsweise eine Kugellageranordnung 112, hält drehbar das Ende der Hauptabtriebswelle 110 gegenüber der Antriebswelle 72 und eine Öldichtung 114 stellt eine flüssigkeitsdichte Dichtung zwischen der Hauptabtriebswelle 110 und dem Gehäuse 70 bereit.
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Nun bezugnehmend auf die 2, 3 und 4 umfasst die elektromagnetische Betätigungsanordnung 102 eine ringförmige elektromagnetische Spule 122, die koaxial um die Ausgangswelle oder Abtriebswelle 110 angeordnet ist und die elektrische Energie über ein einzelnes oder mehrere leitende Kabel 124 aufnimmt. Teilweise umgebend und sich entlang orthogonaler Achsen ausgehend von der elektromagnetischen Spule 122 erstreckend ist ein metallischer, flusskonzentrierender Mantel 126 angeordnet. Der flusskonzentrierende Mantel 126 erstreckt sich sowohl axial als auch radial einwärts über die elektromagnetische Spule 122 hinaus, um einen Flusspfad bereitzustellen und den durch die elektromagnetische Spule 122 erzeugten magnetischen Fluss zu verstärken. Ein mehrpoliger Stator 130 ist im Allgemeinen angrenzend an die elektromagnetische Spule 122 sowie angrenzend an den flusskonzentrierenden Mantel 126 angeordnet. Der mehrpolige Stator 130 umfasst eine Mehrzahl von inneren oder weiblichen Rillen oder eine Getriebeverzahnung 132, die komplementär ausgebildet sind zu und in Eingriff gelangen mit männlichen oder externen Rillen oder einer externen Getriebeverzahnung 134 an der Hauptabtriebswelle 110.
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Wie in den 3 und 4 dargestellt ist, definiert der mehrpolige Stator 130 eine Mehrzahl von magnetischen Polen oder Polstücken 136 mit einer Speichenregion 136A reduzierten Durchmessers und einer vergrößerten umfänglichen Anschlussregion 136B. Der Stator 130 definiert bevorzugt sechs Pole oder Polstücke. Obwohl mehr oder weniger verwendet werden können, wenn dies gewünscht ist, wird man erkennen, dass mehr Pole oder Polstücke 136 die verfügbare relative Drehung zwischen dem Stator 130 und einem Rotor 150 steigern kann, aber die typischerweise anfänglich verfügbare Kraft reduzieren werden, wenn die Pole maximal voneinander entfernt sind. In umgekehrter Weise werden weniger Pole oder Polstücke 136 die verfügbare relative Drehung zwischen den Polstücken reduzieren, aber sie werden typischerweise eine gesteigerte magnetische Anziehung und Krafterzeugung bereitstellen. Um jede der Speichenregionen 136A herum ist eine elektromagnetische Spule 140 angeordnet. Jede der elektromagnetischen Spulen 140 endet in einem Paar flexibler elektrischer Leiter 142.
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Wie in den 3 und 5 dargestellt ist, ist ein mehrpoliger Rotor 150 angrenzend an den mehrpoligen Stator 130 angeordnet. Der mehrpolige Rotor 150 ist um die Hauptabtriebswelle 110 in einem Achslager 152 oder einem Wälzlager frei drehbar angeordnet, wie beispielsweise einer Nadellageranordnung (nicht dargestellt). Der mehrpolige Rotor 150 definiert die gleiche Anzahl von Polen oder Polstücken 156 wie der Stator 130 und jeder Pol oder jedes Polstück 156 definiert eine Speiche 156A reduzierten Durchmessers und eine vergrößerte umfängliche Anschlussregion 156B. Der mehrpolige Rotor 150 umfasst ebenfalls eine elektromagnetische Spule 158, die um jede der Speichen 156A angeordnet ist und die getrennt und jeweils elektrisch über die elektrischen Leiter 142 mit der ähnlichen Mehrzahl von elektromagnetischen Spulen 140 an dem Stator 130 verbunden ist. Die elektromagnetischen Spulen 140 und 158 sind zusammengeschlossen, so dass, wenn Elektrizität in den elektromagnetischen Spulen 140 und dann über die Drähte bzw. elektrische Leiter 142 in den elektromagnetischen Spulen 158 induziert wird, sich angrenzende Pole oder Polstücke 136 und 156 anziehen und eine relative Drehung zwischen dem Stator 130 und dem Rotor 150 bewirken.
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Eine kreisförmige Feder 160 mit Mehrfachwindungen, die sich axial erstreckende Ansätze oder Stege 162 umfasst, die innerhalb geeignet angeordneter, sich axial erstreckender Blindöffnungen 164 in dem Stator 130 und dem Rotor 150 sitzen, stellt eine vorspannende und zurückstellende Kraft bereit, um den Rotor 150 in eine entspannte oder bewegungslose erste Position im Verhältnis zu dem Stator 130 zu bewegen. Die erste Position ist durch einen axialen Registerbolzen 166 definiert, der innerhalb des Stators 130 sitzt und befestigt ist und in einem länglichen bogenförmigen Schlitz 168 aufgenommen wird, der in dem Rotor 150 ausgebildet ist. Die kreisförmige Feder 160, der Registerbolzen 166 und der bogenförmige Schlitz 168 wirken zusammen, um zuerst den Rotor 150 im Verhältnis zum Stator 130 in die erste entspannte oder bewegungslose Position während einer inaktiven Zeitspanne zu bewegen, d. h. wenn die elektromagnetische Spule 122 nicht erregt ist, und um die Drehung des Rotors 188 im Verhältnis zum Stator 130 auf die durch den bogenförmigen Schlitz 168 definierte Winkeldrehung zu begrenzen, wenn die elektromagnetische Spule 122 stromführend bzw. erregt ist. Ein Sprengring 170, der in einem komplementären umfänglichen Schlitz oder in einer Aussparung 172 in der Hauptabtriebswelle 110 sitzt, wirkt als ein Anhalter oder ein zurückhaltendes Element, um die axiale Bewegung des Rotors 150 nach rechts zu begrenzen, was man ohne weiteres erkennen wird.
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Wenden wir uns nun den 3, 6 und 7 zu, umfasst die Kugel-Rampen-Anordnung 104 eine Mehrzahl von gekrümmten bogenförmigen Vertiefungen 174, die an der Stirnseite des Rotors 150 gegenüber dem Stator 130 ausgebildet sind. Bevorzugt sind dort zumindest drei bogenförmige Vertiefungen 174 vorhanden. Wie in 6 dargestellt ist, können mehr Vertiefungen 174 verwendet werden. Tests und Experimente haben jedoch gezeigt, dass ungeachtet der Anzahl von Vertiefungen 174 nur typischerweise drei an dem mechanischen Betrieb der Anordnung 104 zu jeder beliebigen Zeit teilnehmen. Innerhalb jeder der bogenförmigen Vertiefungen 174 ist eine lastübertragende Kugel 176 angeordnet. Unmittelbar angrenzend an den Rotor 150 befindet sich ein kreisförmiges Element 180, das ebenfalls eine Mehrzahl von bogenförmigen Vertiefungen 182 aufweist, die ebenfalls die lastübertragenden Kugeln 176 aufnehmen und sich in entgegengesetzter umfänglicher Richtung erstrecken. Die lastübertragenden Kugeln 176 sind daher innerhalb der bogenförmigen Vertiefungen 174 und 182 und zwischen dem Rotor 150 und dem kreisförmigen Element 180 gefangen.
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Da sich der Rotor 180, wenn er aktiviert wird, nur in einer Richtung dreht, erstrecken sich die Vertiefungen 174 und 182 von einer Mitte in nur eine umfängliche Richtung und definieren eine gekrümmte Tränenform.
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Man wird erkennen, dass die Vertiefungen 174 und 182 und die lastübertragenden Kugeln 176 durch andere analoge mechanische Elemente ersetzt werden können, die eine axiale Verschiebung des kreisförmigen Elementes 180 in Abhängigkeit von einer relativen Drehung zwischen ihm und dem Rotor 150 bewirken. Z. B. können kegelförmige Rollen angeordnet in komplementär konfigurierten konischen Spiralen bzw. Schnecken oder gegenüberliegende gekämmte Elemente mit gegenüberliegenden geneigten Oberflächen verwendet werden.
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Eine wichtige Gestaltungsbetrachtung der Vertiefungen
174 und
182 und der lastübertragenden Kugel
176 besteht darin, dass die Geometrie ihrer Gestaltung und der gesamte Freiraum in der Kupplungsanordnung
106 sicherstellt, dass sie nicht selbständig in Eingriff gelangen. Die Reibungskupplungspaketanordnung
106 darf nicht selbsteingreifend sein, sondern muss vielmehr für ein modulierendes Klemmen der Kupplungsplatten innerhalb der Reibungskupplungspaketanordnung
106 und für die Drehmomentübertragung in direkter proportionaler Abhängigkeit von der elektrischen Einspeisung in die elektromagnetische Spule
122 geeignet sein. Zusätzliche Details dieses Mechanismus findet man in dem
US-Patent mit der Nr. 5,492,194 .
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Das kreisförmige Element 180 umfasst weibliche oder innere Rillen bzw. Aussparungen oder Zahnradzähne 184, die mit komplementär konfigurierten männlichen Rillen bzw. Aussparungen oder Zahnradzähnen 186 zusammenpassen, die in der Hauptabtriebswelle 110 ausgebildet sind. Über die relative Drehung des Rotors 150 und des kreisförmigen Elementes 180 bewegen sich die Lastübertragungskugeln 176 über die Wände der bogenförmigen Vertiefungen 174 und 182 und treiben das kreisförmige Element 180 und den Rotor 150 voneinander weg. Weil die nach rechts gerichtete axiale Bewegung des Rotors 150, wie in 3 dargestellt ist, durch den Sprengring 170 verhindert wird, wird sich das kreisförmige Element 180 durch die relative Drehung des Rotors 150 und des kreisförmigen Elementes 180 nach links bewegen. Eine ringförmige Andruckplatte 185 ist zwischen dem kreisförmigen Element 180 und der Reibungsplattenpaketanordnung 106 angeordnet und überträgt die axiale Bewegung und Kraft zwischen ihnen.
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Zurückkehrend zu den 2 und 3 umfasst die Reibungskupplungspaketanordnung 106 eine erste Mehrzahl von Kupplungsplatten oder Scheiben 188, die mit der Hauptabtriebswelle 110 über eine Keilnabe 190 verkeilt ist, und eine zweite Mehrzahl von verschachtelten Kupplungsplatten oder -scheiben 194, die in einem glockenförmigen Gehäuse 196 verkeilt ist, das treibend an ein erstes Kettenantriebsrad 200 der Kettentriebanordnung 108 durch ineinandergreifende Keile, Zahnradzähne oder Ansätze 198 gekoppelt ist. Das erste Kettenantriebsrad 200 greift in einen Kettentrieb 202 ein, der sich um ein zweites angetriebenes Kettenantriebsrad 204 erstreckt und dieses antreibt, das wiederum durch ineinandergreifende Keile 206 oder andere formschlüssige Verbindungsmittel mit einer Nebenabtriebswelle 210 verbunden ist. Die Nebenabtriebswelle 210 wird drehbar durch ein Paar Wälzlager gehalten, wie beispielsweise eine Kugellageranordnung 212, und die Nebenabtriebswelle 210 kann einen Flansch 214 aufweisen, der einen Bereich eines der in 1 dargestellten Universalgelenke 44 bilden kann. Eine Öldichtung 216 stellt eine passende flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen der Nebenabtriebswelle 210 und dem Gehäuse 70 des Verteilergetriebes bereit.
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Während des Betriebes stellt die elektromagnetische Kupplungsanordnung 100, die nun unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben wird, eine verbesserte Laufruhe und eine verbesserte Drehmomentdurchsatzkapazität bereit. Wenn der Mikroprozessor 56 über das einzelne oder mehrere Leitungskabel 124 ein elektrisches Signal an die elektromagnetische Spule 122 liefert, wird ein magnetischer Fluss erzeugt und durch den flusskonzentrierenden Mantel 126 konzentriert, und der magnetische Fluss wird auf den Stator 130 gerichtet, der im Allgemeinen wie die Hauptabtriebswelle 110 rotieren wird. Der durch den Stator 130 laufende magnetische Fluss wird einen elektrischen Strom in den elektromagnetischen Spulen 140 induzieren, die um jede der Speichenregionen 136A angeordnet sind. Wie man erkennt, sind die elektromagnetischen Spulen 140 an den Polstücken 136A durch die flexiblen elektrischen Leitungen 142 mit den elektromagnetischen Spulen 158 verbunden, die um die Polstücke 156A angeordnet sind, so dass die Anziehung zwischen den Polstücken 136 und 156 die Folge ist. Eine derartige Anziehung bewirkt die relative Drehung des Rotors 150 im Verhältnis zu dem Stator 130. Eine derartige relative Drehung versetzt die lastübertragenden Kugeln 176, die innerhalb der bogenförmigen Vertiefungen 174 und 182 angeordnet sind, was eine Kraft erzeugt und das kreisförmige Element 180 nach links treibt, wie es in den 2 und 3 dargestellt ist. Eine derartige linksgerichtete Translation versetzt entsprechend die Andrückplatte 185, die die Reibungskupplungspaketanordnung 106 mit der ersten Mehrzahl von Kupplungsscheiben 188 und der zweiten Mehrzahl von verschachtelten Kupplungsscheiben 194 zusammendrückt. Eine derartige Kompression überträgt dann das Drehmoment von der Hauptantriebswelle 110 über die Kettentriebanordnung 108 auf die Nebenabtriebswelle 210.
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Die vorhergehende Offenbarung ist die beste durch die Erfinder ausgearbeitete Art und Weise, um diese Erfindung umzusetzen. Es ist jedoch offensichtlich, dass Vorrichtungen, die Modifikationen und Variationen enthalten, für den Fachmann naheliegend sind, der sich auf dem Gebiet von Kupplungen für Verteilergetriebe, mit Kardanwellen kombinierte Achsen und ähnliche Vorrichtungen auskennt. Insofern, dass die vorhergehende Offenbarung dazu gedacht ist, dem Fachmann die Ausführung der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen, sollte sie nicht derart ausgelegt werden, dass sie die Erfindung dadurch beschränkt, sondern sie sollte derart ausgelegt werden, dass sie die zuvor erwähnten naheliegenden Variationen umfasst und nur durch den Rahmen der folgenden Ansprüche beschränkt ist.
