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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft im Allgemeinen eine elektrohydraulische Kupplung
und spezieller eine elektrohydraulische Kupplung mit einem elektrischen Motor,
einem hydraulischen Flüssigkeitskreis
und einem mit einer Mehrzahl von Platten ausgestatteten Reibungskupplungspaket.
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Kupplungen,
die durch elektromagnetische Spulen aktiviert oder mit Energie versorgt
werden, sind überaus
normale Komponenten in drehenden Energieübertragungssystemen sowohl
in stationären Anwendungen
als auch in Kraftfahrzeugen. Derartige elektromagnetische Kupplungen
können
ganz allgemein dadurch charakterisiert werden, ob sie eine An-Aus-Energieübertragung
oder eine modulierte Energieübertragung
bereitstellen. Im vorderen Fall werden Klauenkupplungen verwendet,
die beliebig synchronisierende Vorrichtungen aufweisen, während im
letzteren Fall Reibungskupplungspakete mit einer Mehrzahl von verschachtelten
Reibscheiben oder Platten verwendet werden. In beiden Fällen aktiviert
ein elektromagnetischer Betätiger,
der die Komponenten der Kupplung über eine Erregung verschiebt
oder komprimiert, die Kupplung und deaktiviert oder entspannt die
Kupplung über
ein Aberregen oder ein Abschalten der Stromquelle.
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Eine
der Konstruktions- und Betriebscharakteristika von elektromagnetischen
Kupplungen, der bedeutende ingenieurtechnische Aufmerksamkeit zukommt,
ist der Energieverbrauch. Es ist insbesonders in Kraftfahrzeugen
wünschenswert,
eine Kupplung mit einem niedrigen Energieverbrauch zu konstruieren
und zu verwenden. Ein niedriger Energieverbrauch ist schon aus sich
heraus wünschenswert, aber
er reduziert ebenfalls die Wärme,
die durch die Spule erzeugt wird, und daher kann ein niedrigerer Energieverbrauch
die Notwendigkeit für
die Kühlung der
Spule reduzieren, die Standzeit der Spule verbessern und ist daher
insgesamt ein wünschenswertes
Konstruktionsziel.
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Eine
andere Konstruktionsbetrachtung kann allgemein als Steuerung charakterisiert
werden. Es ist für
Kupplungen der Antriebslinie von Kraftfahr zeugen wünschenswert,
dass sie sowohl weich bzw. ruhig und bevorzugt nicht wahrnehmbar
eingreifen als auch genau proportional zu dem Steuersignal regulieren,
d.h. eine enge Entsprechung zwischen der Größe des elektrischen Antriebssignals
(die das gewünschte
Verhältnis
des Kupplungseingriffs repräsentiert)
und dem tatsächlichen
Kupplungseingriff zeigt.
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Die
vorliegende Erfindung ist auf diese Konstruktionsziele gerichtet,
während
die Erfindung selbst in den unabhängigen Ansprüchen definiert
ist und sich Weiterentwicklungen, Modifikationen und bevorzugte
Ausführungsformen
aus der nun folgenden Beschreibung und den abhängigen Ansprüchen ergeben.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine
elektrohydraulische Kupplung umfasst einen in zwei Richtungen drehbaren
elektrischen Motor, einen Hydraulikkreis und ein mit einer Mehrzahl von
Platten ausgestattetes Reibungskupplungspaket. Der elektrische Motor
treibt eine Kugelumlaufspindel über
eine Geschwindigkeitsreduzierungsanordnung mit mehreren Zahnrädern an.
Der Ausgang der Kugelumlaufspindel verschiebt einen Hauptkolben
des Hydraulikkreises, der umgekehrt einen ringförmigen Nebenkolben vorwärts bewegt
oder zurück zieht,
der angrenzend an das Reibungskupplungspaket angeordnet ist. Daher
verschiebt eine Betätigung des
elektrischen Motors hydraulische Flüssigkeit und komprimiert oder
entspannt das Reibungskupplungspaket. Eine Anti-Rückdreh-Anordnung,
die zwischen dem Motor und der Reduktionsgetriebeanordnung angeordnet
ist, umfasst eine Schlingfeder, die zwischen zwei Buchsen angeordnet
und innerhalb einer zylindrischen Öffnung oder eines Gehäuses gehalten ist.
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Es
ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine elektrohydraulisch
betätigte
Reibungskupplung bereitzustellen.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine elektrohydraulische
Kupplung mit einer Reibungskupplungsanordnung mit einer Mehrzahl von
Platten bereitzustellen.
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Es
ist noch ein weiteres Ziel der Erfindung, eine elektrohydraulische
Kupplung mit einem elektrischen Motor und einer Anti-Rückdreh-Anordnung
bereitzustellen.
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Es
ist ein noch weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine elektrohydraulische
Kupplung zur Verwendung in Verteilergetrieben, Hinterachsen oder anderen
Komponenten von Antriebslinien von Kraftfahrzeugen bereitzustellen.
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Weitere
Ziele und Vorteile der Erfindung werden durch Bezugnahme auf die
folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform und der anhängenden
Zeichnungen offensichtlich werden, in denen sich gleiche Bezugszeichen
auf die gleichen Komponenten, Elemente oder Merkmale beziehen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Ansicht eines Antriebsstrangs eines Vier-Rad-getriebenen Kraftfahrzeugs
mit einer elektrohydraulischen Kupplungsanordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung, die in Verbindung mit einem hinteren Differential verwendet wird;
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2 ist
eine vollständige
Schnittansicht einer elektrohydraulischen Kupplungsanordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung, die entlang der Linie 2-2 aus 1 aufgenommen
ist, und
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3 ist
eine vollständige
Schnittansicht einer elektrohydraulischen Kupplungsanordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung, die entlang der Linie 3-3 aus 1 aufgenommen
ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Nun
bezugnehmend auf 1 ist schematisch ein Antriebszug
eines Vier-Rad-Kraftfahrzeugs mit der vorliegenden Erfindung dargestellt
und durch das Bezugszeichen 10 bezeichnet. Der Antriebszug 10 des
Vier-Rad-Kraftfahrzeugs umfasst eine Antriebsmaschine 12,
wie beispielsweise einen Gas- oder Dieselverbrennungsmotor oder
einen Hybridantrieb, der gekoppelt ist an und direkt einen Kardanantrieb 14 antreibt.
Der Ausgang des Kardanantriebs 14 treibt einen Kegelrad-
oder einen Spiralkegelradsatz 16 an, der Bewegungsenergie
für eine
erste oder vordere Antriebslinie 20 mit einer vorderen
oder ersten Antriebswelle 22, einer vorderen oder ersten
Differentialanordnung 24, einem Paar von vorderen Antriebsachsen 26 und
einem entsprechenden Paar von vorderen oder ersten Reifen und Radanordnungen 28 bereitstellt.
Man sollte erkennen, dass das vordere oder erste Differential 24 konventioneller
Natur ist.
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Der
Kegelrad- oder Spiralkegelradsatz 16 stellt ebenfalls Bewegungsenergie
für eine
zweite oder hintere Antriebslinie 30 mit einer zweiten
Antriebswelle 32 mit geeigneten Universalgelenken 34, einer
hinteren oder zweiten Differentialanordnung 36, einem Paar
von zweiten oder hinteren Antriebsachsen 38 und einem entsprechenden
Paar von zweiten oder hinteren Reifen und Radanordnungen 40 bereit.
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Die
vorhergehende Beschreibung betrifft ein Kraftfahrzeug, in dem die
Hauptantriebslinie 20 im Vorderteil des Kraftfahrzeugs
angeordnet ist und entsprechend die Nebenantriebslinie 30 im
hinteren Teil des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, wie beispielsweise
ein Fahrzeug, auf das im Allgemeinen als ein vorderradgetriebenes
Kraftfahrzeug oder ein umstellbares vorderradgetriebenes Kraftfahrzeug
Bezug genommen wird. Die Bezeichnungen „Haupt" bzw. „erste" und „Neben" bzw. „zweite", die hierin verwendet werden, beziehen
sich auf Antriebslinien, die ständig ein
Drehmoment bereitstellen, und auf Antriebslinien, die jeweils Ergänzungs-
oder intermittierende Drehmomente bereitstellen. Diese Bezeichnungen (Haupt-
und Neben-) werden hierin sogar eher als „Vorder" und „Hinter" verwendet, insofern als die hierin
offenbarte und beanspruchte Erfindung ohne weiteres in Kraftfahrzeugen
verwendet werden kann, in denen die Hauptantriebslinie 20 im
hinteren Teil des Kraftfahrzeugs angeordnet ist und die Nebenantriebslinie 30 und
Komponenten innerhalb der Nebendifferentialanordnung 36 an
der Vorderseite des Kraftfahrzeugs angeordnet sind.
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Daher
sollte die Darstellung der 1, in der die
Hauptantriebslinie 20 an der Vorderseite des Kraftfahrzeugs
angeordnet ist, derart verstanden werden, dass sie eher illustrierend
als limitierend ist und dass die Komponenten und die allgemeine
Anordnung der dargestellten Komponenten in gleicher Weise für ein Kraftfahrzeug
mit einem Haupthinterradantrieb geeignet und darin verwendbar ist.
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Dem
Antriebsstrang 10 des Kraftfahrzeugs ist eine Regeleinrichtung
oder ein Mikroprozessor 50 zugeordnet, die/der von einer
Mehrzahl von Sensoren Signale empfängt und eine Regelung bereitstellt, d.h.
ein Betätigungssignal
für eine
elektrohydraulische Kupplungsanordnung 70, die betriebsfähig vor der
zweiten Differentialanordnung 36 angeordnet ist. Ein erster
Sensor, wie beispielsweise ein Halleffektsensor oder ein variabler
Reluktanzsensor 52, erfassen eigens die Drehgeschwindigkeit
der linken Haupt (vorderen)-Reifen- und -Radanordnung 28 und liefern
ein geeignetes Signal an den Mikroprozessor 50. In ähnlicher
Weise erfasst ein zweiter variabler Halleffektsensor oder ein variabler
Sensor 54 die Drehgeschwindigkeit der rechten Haupt (vorderen)
-Reifen und -Radanordnung 28 und liefert ein Signal an den
Mikroprozessor 50. Ein dritter Halleffektsensor oder ein
variabler Reluktanzsensor 56 erfasst die Drehgeschwindigkeit
der linken Neben (hinteren) -Reifen- und -Radanordnung 40 und
liefert ein Signal an den Mikroprozessor 50. Abschließend erfasst
ein vierter Halleffektsensor oder variabler Reluktanzsensor 58,
der der rechten Neben (hinteren) -Reifen- und -Radanordnung 40 zugeordnet
ist, ihre Geschwindigkeit und liefert ein Signal an den Mikroprozessor 50. Man
sollte verstehen, dass die Geschwindigkeitssensoren 52, 54, 56 und 58 unabhängige Sensoren,
d.h. festgeschaltete Sensoren, sein können oder es können jene
Sensoren sein, die im Kraftfahrzeug für das Antiblockiersystem (ABS)
befestigt sind oder die anderen Traktionssteuer- oder Stabilitätssystemen
dienen. Man sollte ebenfalls verstehen, dass ein geeignetes oder
konventionelles Zähl – oder Einstimmungsrad
jedem der Geschwindigkeitssensoren 52, 54, 56 und 58 zugeordnet
ist, obwohl sie nicht in 1 dargestellt sind.
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Die
Regeleinrichtung oder der Mikroprozessor 50 können ebenfalls
Informationen von anderen Sensoren im Hinblick auf Betriebsgrößen und
-bedingungen des Kraftfahrzeugs empfangen. Beispielsweise kann ein
Motorgeschwindigkeitssensor 62 verwendet werden, um ein
Echtzeitsignal für
den Mikroprozessor 50 im Hinblick auf die Geschwindigkeit
des Motors 12 bereitzustellen. Zusätzlich kann ein Gaspedalpositionssensor 64 enthalten
sein, um ein Echtzeitsignal im Hinblick auf den Grad oder das Ausmaß der Aktivierung
des Beschleunigungspedals dem Mikroprozessor 50 bereitzustellen.
Weiterhin kann ein Steuerwinkelsensor 66 verwendet werden,
um dem Mikroprozessor 50 im Hinblick auf die Winkelposition der
Lenksäule,
der seitlichen Position der Zahnstange oder der Winkelposition der
vorderen Reifen- und Radanordnungen 28 Echtzeitdaten zu
liefern. Die Regeleinrichtung oder der Mikroprozessor 50 umfasst
Software, die die Signale von den Sensoren 52, 54, 56 und 58 sowie
den optionalen Sensoren 62, 64 und 66 empfängt und
aufbereitet, einen korrigierenden Vorgang bestimmt, um die Stabilität des Fahrzeugs
zu verbessern, die Kontrolle des Fahrzeugs aufrechtzuerhalten und/oder
ein Schleudern oder eine andere anormale Betriebsbedingung zu korrigieren
oder zu kompensieren, und die ein Ausgangssignal für die elektrohydraulische
Kupplungsanordnung 70 bereitstellt.
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Nun
bezugnehmend auf 2 umfasst die elektrohydraulische
Kupplungsanordnung 70 bevorzugt ein Metallgehäuse 72 mit
verschiedenen Bohrungen, Anschlüssen,
Schlitzen, Seiten und Durchgängen
und dergleichen, das verschiedene Komponenten der Kupplungsanordnung 70 aufnimmt.
Eine erste Endplatte 74 ist speziell ausgebildet, um verschiedene
Wellen aufzunehmen, und sie sitzt nahe an einer Endseite des Gehäuses 72 und
ist dort durch eine Mehrzahl von Befestigungselementen (nicht dargestellt)
befestigt. Eine zweite Endplatte 76 ist an der anderen
Endseite des Gehäuses 72 durch eine
Mehrzahl von Befestigungselementen 78 befestigt. Innerhalb
eines der Größe nach
geeignet angepassten Bereichs des Gehäuses 72 ist ein bidirektionaler
elektrischer Kleinmotor 80 angeordnet. Der elektrische
Motor 80 umfasst eine Abtriebswelle 82, die über geeignete
Lager 84 unterstützt
wird, und eine An triebsbuchse 86 mit einem gegenüberliegenden
Stellglied. Ein angetriebenes Ritzel 88, das frei drehbar
auf der Abtriebswelle 82 angeordnet ist, umfasst zwei sich
axial erstreckende Ansätze 90.
Die Ansätze 90 gelangen
mit gegenüberliegenden
Seiten oder Flächen
der verstellten Antriebsbuchse 86 in Eingriff, wodurch
sie eine begrenzte relative Winkeldrehung (ungefähr 150° bis 160°) zwischen der verstellten Antriebsbuchse 86 und
dem Ritzel 88 gestatten. Eine Schlingfeder 92 ist
um die verstellte Antriebsbuchse 86 gewickelt und erstreckt
sich zwischen der verstellten Antriebsbuchse 86 und den
Ansätzen 90 und
dem Ritzel 88.
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Die
Schlingfeder 92 ist innerhalb einer relativ knapp passenden
zylindrischen Öffnung
oder eines Durchgangs 94 aufgenommen, der in dem Gehäuse 72 ausgebildet
sein kann oder als eine Bohrung oder Kanal in einem stationären Rand
bzw. Bund oder einer ähnlichen
Komponente ausgebildet ist. Die Schlingfeder 92, die zugeordnete
Antriebsbuchse 86 und das Ritzel 88 wirken zusammen,
um den bidirektionalen Antrieb des Ritzels 88 durch den
Motor 80 in Übereinstimmung
zu bringen bzw. anzupassen, wenn die Ansätze 90 in Eingriff
gelangen und daher einen direkten Antrieb des Ritzels 88 durch
die verstellte Antriebsbuchse 86 erzielen. Wenn jedoch
die elektrische Energieversorgung zu dem elektrischen Motor 80 beendet
wird und Kräfte
versuchen, den elektrischen Motor 80 zurück zu drehen,
wird die Schlingfeder 92 durch die Drehung des Ritzels 88 abgewickelt.
Wenn sich die Schlingfeder 92 abwickelt und ausdehnt, gelangt
sie mit der Oberfläche
oder Wand der Öffnung
oder des Kanals 94 in Eingriff und verhindert dadurch eine
weitere Rückwärtsdrehung des
Ritzels 88.
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Das
Ritzel 88 ist mit einem ersten Stirnrad 96 in
konstantem Eingriff. Das erste Stirnrad 96 wird über eine
erste Welle 98 unterstützt
und ist mit einem zweiten Ritzel 100 kleineren Durchmessers
gekoppelt oder integral ausgebildet, das in ständigem Eingriff mit einem zweiten
Stirnrad 102 vorgesehen ist. Das zweite Stirnrad 102 ist
ebenso drehbar über
eine zweite Flanschwelle 104 unterstützt. Das zweite Stirnrad 102 ist
mit einem dritten Ritzel 106 gekoppelt oder bevorzugt mit
diesem integral ausgebildet. Das dritte Ritzel 106 befindet
sich in konstantem Eingriff mit einem dritten Stirnrad 108 und
treibt dieses an, das an einer Antriebswelle 110 befestigt
ist.
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Die
Antriebswelle 110 wird bevorzugt durch ein Paar Wälzlager,
wie beispielsweise Kugellageranordnungen 112, unterstützt. Die
Antriebswelle 110 umfasst einen Kugelumlaufspindelbereich 114.
Zwischen der Antriebswelle 110 und dem Kugelumlaufspindelbereich 114 sind
eine Mehrzahl von Tellerfedern oder Unterlegscheiben 116 befestigt,
die als ein federnder Anschlag arbeiten. Um den Kugelumlaufspindelbereich 114 ist
eine Kugelumlaufmutter 122 angeordnet. Die Kugelumlaufmutter 122 umfasst eine
Mehrzahl von Kugel- oder Wälzlagern 124,
die um die komplementär
konfigurierten Vertiefungen oder Rillen in der Kugelumlaufspindel 114 laufen
und daher eine Verbindung mit geringer Reibung zwischen der Kugelumlaufspindel 114 und
der Mutter 122 bereitstellen. Wenn sich die Welle 110 in
Abhängigkeit
von der bidirektionalen Drehung der Antriebswelle 84 des
elektrischen Motors 80 bidirektional dreht, verschiebt
sich die Kugelumlaufmutter 122 nach links und rechts. Die
Kugelumlaufspindel 114 und die Kugelumlaufmutter 122 arbeiten
daher als ein Wandler von einer Drehbewegung in eine lineare Bewegung.
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Die
Kugelumlaufmutter 122 ist an einen Hauptkolben 130 gekoppelt,
der sich axial innerhalb eines verlängerten Zylinders 132 verschiebt,
der ebenfalls den Verstellschraubenspindelbereich 114 umfasst.
Der Hauptkolben 130 weist ein Paar O-Ringdichtungen 134 auf,
die innerhalb geeignet konfigurierter umfänglicher Vertiefungen bzw.
Rillen 136 nahe jedes Endes des Kolbens 130 aufgenommen
sind. Der Hauptkolben 130 ist in 2 in seiner vollständig vorwärts bewegten
oder ausgefahrenen Position gezeigt. Wenn der Hauptkolben 130 durch die
Drehung der Kugelumlaufspindel zurückgezogen wird, passiert er
einen Anschluss 138, der mit einem Flüssigkeitsreservoir 140 in
Verbindung steht. Das Flüssigkeitsreservoir 140 wird
bevorzugt im Wesentlichen voll mit hydraulischer Flüssigkeit 142 gehalten derart,
dass der Zylinder 132 vollständig mit hydraulischer Flüssigkeit
gefüllt
werden kann, wenn der Zylinder 130 zurückgezogen ist. Eine flexible
Dichtung 144 nimmt Änderungen
im Volumen der hydraulischen Flüssigkeit 142 auf
und eine Metallplatte oder Kappe 146 sichert die flexible
Dichtung 144 und hält eine
flüssigkeitsdichte
Abdichtung dort herum aufrecht. Der Zylinder 130 wird schmaler
zu einem ersten Flüssigkeitsdurchgang
oder -kanal 150, der als Verbindung und dem Fluss der hydraulischen
Flüssigkeit 142 zu
den angetriebenen Komponenten der elektrohydraulischen Kupplungsanordnung 70 dient.
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Wenden
wir uns nun der 3 zu, umfasst die elektrohydraulische
Kupplungsanordnung 70 eine Antriebswelle 170,
die bevorzugt einen Satz von externen oder männlichen Keilen oder Zahnradzähnen 172 und
eine Gewinderegion 174 kleineren Durchmessers aufweist.
Die männlichen
oder externen Keile oder Zahnradzähne 172 sind im Eingriff
mit komplementär
konfigurierten weiblichen Keilen oder Zahnradzähnen 176, die im Inneren
einer zylindrischen Region 178 eines Flansches 180 ausgebildet sind.
Der Flansch 180 umfasst bevorzugt eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 182,
die Befestigungselemente mit Gewinde oder anderer Komponenten (nicht
dargestellt) in Verbindung mit einer Antriebskomponente zu der elektrohydraulischen
Kupplungsanordnung 70, wie beispielsweise ein Universalgelenk 34,
das in 1 dargestellt ist, aufnehmen können. Eine Haltemutter 134 sowie
eine oder mehrere flache Unterlegscheiben 186 können dazu
verwendet werden, den Flansch 180 mit der Antriebswelle 170 im
Formschluss zu halten. Eine kegelförmige Rollenlageranordnung 188 unterstützt drehbar
die Eingangswelle 170 innerhalb des Gehäuses 72 der elektrohydraulischen
Kupplungsanordnung 70.
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Die
elektrohydraulische Kupplungsanordnung 70 weist ebenfalls
eine Reibungskupplungspaketanordnung 190 mit mehreren Platten
auf. Zum Antreiben der Reibungskupplungspaketanordnung 190 sind
eine Mehrzahl von männlichen
oder externen Keilen oder Zähnen 192 an
der Antriebswelle 170 angeordnet, die mit komplementär konfigurierten
weiblichen Keilen 194 an einer ersten Mehrzahl von Reibungskupplungsplatten
oder Reibscheiben 196 mit geringerem Durchmesser in Eingriff
gelangen. Die erste Mehrzahl der Reibungskupplungsplatten oder Reibscheiben 196 ist
mit einer zweiten Mehrzahl von Reibungskupplungsplatten oder Reibscheiben 198 größeren Durchmessers verschachtelt.
Die Reibungskupplungsplatten oder Reibscheiben 196 oder 198 umfassen
geeignetes Kupplungspapier oder Reibungsmaterial in Übereinstimmung
mit der üblichen
Praxis. Jede der Platten oder Scheiben der zweiten Mehrzahl der
Reibungskupplungsplatten oder Reibscheiben 198 mit größerem Durchmesser umfasst
männliche
oder externe Keile 202, die in Eingriff gelangen mit und
komplementär
konfigurierte weibliche oder interne Keile 204 antreiben,
die an der Innenseite eines zylindrischen Bereichs 206 einer Abtriebswelle 210 ausgebildet
sind. Die Abtriebswelle 210 ist in ihrer Drehung von der
Antriebswelle 170 isoliert und innerhalb eines Bereichs
der Antriebswelle 170 durch eine Rollenlageranordnung 212 stabilisiert.
Eine Druck- bzw. Längslageranordnung 214 ist ebenfalls
zwischen der Antriebswelle 170 und der Abtriebswelle 210 angeordnet,
die weiterhin durch eine kegelförmige
Rollenlageranordnung 216 unterstützt wird. Geeignete Öldichtungen 218 verhindern das
Eindringen äußerer Materialien
und halten eine flüssigkeitsdichte
Abdichtung zwischen dem Gehäuse 72,
der Antriebswelle 170 und der Abtriebswelle 210 aufrecht.
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Die
Abtriebswelle 210 umfasst bevorzugt interne oder weibliche
Keile oder Zahnradzähne 222, die
komplementär
ausgebildet sind zu und im Eingriff sind mit geeignet konfigurierten
männlichen
Keilen oder Zahnradzähnen
(nicht gezeigt), die innerhalb der hinteren Differentialanordnung 36 angeordnet sind,
die das Drehmoment von der elektrohydraulischen Kupplungsanordnung 70 empfängt.
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Der
erste Flüssigkeitsdurchgang 150,
der in 2 dargestellt ist, ist mit einem Zylinder 128 verbunden,
der einen ringförmigen
Nebenkolben 230 aufnimmt. Ein erster äußerer O-Ring 232 und
ein zweiter innerer O-Ring 234, die innerhalb passender kreisförmiger Vertiefungen
angeordnet sind, stellen eine Flüssigkeitsabdichtung
gegen die Seitenwände des
ringförmigen
Nebenkolbens 230 bereit. Ein Registerbolzen 238 sitzt
in einer komplementär
konfigurierten Sacköffnung 242 in
dem ringförmigen
Nebenkolben 230 und verhindert die Drehung des ringförmigen Kolbens 230 innerhalb
des Zylinders 228. Der ringförmige Kolben 230 ist
im Eingriff mit einem Druck- bzw. Längslager 244, das
die relative Drehung zwischen dem ringförmigen Kolben 230 und
einer kreisförmigen
Aufbringplatte 246 gestattet. Die kreisförmige Aufbringplatte 246 überträgt eine
axiale Bewegung und Kraft, die durch den Kolben 230 erzeugt
worden ist, auf die Reibungskupplungspaketanordnung 190.
Die Aufbringplatte 246 umfasst weibliche oder interne Keile 248,
die komplementär
sind zu und im Eingriff sind mit den männlichen Keilen 192 an
der Antriebswelle 170. Daher dreht sich die Aufbringplatte 246 mit
der Antriebswelle 170.
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Ein
zweiter Flüssigkeitsdurchgang 252 stellt eine
Verbindung zwischen dem Zylinder 228 und einem Flüssigkeitsdrucksensor
oder Wandler 254 bereit. Der Flüssigkeitsdrucksensor oder Wandler 254 ist
bevorzugt eine piezoelektrische Vorrichtung, die ein Signal in einem
einzelnen oder mehreren Leiterkabeln 256 dem Mikroprozessor 50 im
Hinblick auf den hydraulischen Echtzeitflüssigkeitsdruck innerhalb des
Zylinders 228 bereitstellt. Die elektrische Energie wird
durch den elektrischen Motor 80 über ein einzelnes oder mehrere
Leiterkabel 258, die in den 1 und 2 dargestellt
sind, geliefert.
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Der
Betrieb der elektrohydraulischen Kupplungsanordnung 70 wird
nun unter Bezugnahme auf alle Figuren beschrieben. Wie bereits erwähnt worden
ist, werden Signale bevorzugt durch die Radgeschwindigkeitssensoren 52, 54, 56 und 58 und
die anderen Sensoren 62, 64 und 86 dem
Mikroprozessor 50 bereitgestellt. Der Mikroprozessor 50 liefert
ein Signal in dem Kabel 258 an den elektrischen Motor 80,
mit dem er anweist, in eine der zwei Richtungen zu drehen, um den
Druck der hydraulischen Flüssigkeit 142 und
dadurch das durch die Reibungskupplungspaketanordnung 190 übertragene
Drehmoment zu vergrößern oder
zu verkleinern. Wenn der Befehl des Mikroprozessors 50 darin
besteht, den Drehmomentdurchsatz zu vergrößern, dreht sich der elektrische
Motor 80 in eine Richtung, um die Kugelumlaufmutter 122 vorwärts zu bewegen
und den Hauptzylinder 130 innerhalb des länglichen
Zylinders 132 vorwärts
zu bewegen. Wenn sich der Hauptzylinder 130 verschiebt,
wird hydraulische Flüssigkeit 142 übertragen,
der Druck der hydraulischen Flüssigkeit
nimmt zu und der ringförmige
Nebenkolben 230 verschiebt sich und drückt die Reibungskupplungspaketanordnung 190 zusammen.
Ein Befehl von dem Mikroprozessor 50, das über die
Reibungskupplungspaketanordnung 190 übertragene Drehmoment zu reduzieren,
resultiert in den entgegengesetzten Vorgang.
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Wie
oben bemerkt worden ist, verhindert die Schlingfeder 92 ein
Rückwärtstreiben
des elektrischen Motors 80 durch den hydraulischen Druck,
der auf den Kolben 130 und den Verstellschraubenspindelbereich 114 aufgebracht
wird. Wie ebenfalls oben bemerkt worden ist, wird dies durch die
Ausdehnung der Schlingfeder 92 und das Gegendrücken oder
den Kontakt mit der Oberfläche
der zylindrischen Öffnung oder
des Kanals 94 erzielt, wenn sie in eine Richtung gedreht
wird, die sowohl die Feder abdreht als auch einem Zurückziehen
des Kolbens 130 entspricht. Das Verhindern eines Zurücktreibens
und daher das Aufrechterhalten eines gegebenen Drucks der hydraulischen
Flüssigkeit 142 und
entsprechend der Drehmomentlieferung durch die Reibungskupplungspaketanordnung 190 gestattet
es dem elektrischen Motor 80 zum Sparen von elektrischer
Energie abgeschaltet bzw. aberregt zu werden, nachdem er eine gewünschte Position
und einen gewünschten
Flüssigkeitsdruck
erreicht hat. In dieser Hinsicht sollte man ebenfalls erkennen,
dass der Druckwandler 254 dem Mikroprozessor 50 Informationen
im Hinblick auf den vorliegenden tatsächlichen Druck der hydraulischen
Flüssigkeit 142 liefert,
der einem Niveau des Drehmomentdurchsatzes entspricht. Derartige
Informationen können
durch den Mikroprozessor 50 verwendet werden, um in Echtzeit
die elektrische Energiezufuhr zu dem elektrischen Motor 80 einzustellen, um
einen gewünschten
Drehmomentdurchsatz zu erzielen.
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Abschließend sollte
man erkennen, dass die Konstruktion des Gehäuses 72 sowie die
Anordnung der Komponenten innerhalb der elektrohydraulischen Kupplungsanordnung 70 ein
passives Ölungs-
oder Schmierungssystem bereitstellt. Dadurch wird nicht nur die
Notwendigkeit für
spezifische Schmiermittel, wie beispielsweise eine Pumpe, eingespart,
sondern die Anordnung zeigt ebenfalls eine verbesserte Dauerhaftigkeit
und Standzeit.
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Die
vorangegangene Beschreibung ist die beste Ausführung, die durch die Erfinder
zum Umsetzen dieser Erfindung ausgearbeitet worden ist. Es ist jedoch
offensichtlich, dass Vorrichtungen, die Modifikationen und Variationen
enthalten, dem Fachmann offensichtlich sein werden. Insofern, dass
die vorangegangene Offenbarung durch die Erfinder als die beste
Weise zur Ausführung
der Erfindung erachtet wird und dazu gedacht ist, jeden Fachmann
in die Lage zu versetzen, diese Erfindung auszuführen, sollte die Offenbarung
nicht derart ausgelegt werden, dass sie dadurch beschränkt ist,
sondern sie sollte so ausgelegt werden, dass sie derartige zuvor
erwähnte naheliegende
Variationen umfasst und nur durch den Rahmen der folgenden Ansprüche beschränkt ist.