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Hintergrund der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Reibungskupplungspaket mit
einem Kugel-Rampen-Stellglied und spezieller betrifft sie ein Reibungskupplungspaket
mit einem Kugel-Rampen-Stellglied, das durch einen drehrichtungsumkehrbaren
elektrischen Motor betätigt
wird.
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Ungeachtet
der bedeutenden Verkäufe
von Lastkraftwagen kleiner und mittlerer Leistung liegt die Betonung
weiterhin auf einer verbesserten Fahrzeugleistung und eines verbesserten
spezifischen Kraftstoffverbrauchs. Innerhalb des Gebiets ingenieurtechnischer
Details nimmt diese Betonung verschiedene Formen an. Die erste ist
der offensichtliche Ansatz der Gewichtsreduktion. Von einer derartigen
Gewichtsreduktion ist praktisch kein Teil des Kraftfahrzeugs, wie
befreit: Motor, Antriebsstrang, Fahrzeugrahmen, Federung, Lenkgetriebekörper, Sitze,
Fenster und Sonderausstattung, befreit.
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Das
hohe Ziel des spezifischen Kraftstoffverbrauchs beeinflusst ebenfalls
die Gestaltung der elektrischen Komponenten, weil ein Reduzieren
des Stromverbrauchs eine entsprechende Wirkung auf den Kraftstoffverbrauch
hat. Diese Betonung hat die Verwendung von elektrischen Geräten unterstützt, die
einen verminderten Stromverbrauch zeigen. Komponenten, die sowohl
einen bedeutenden Stromverbrauch als auch einen bedeutenden Leistungszyklus
zeigen, wie beispielsweise elektrische Kupplungen, werden sorgfältig untersucht.
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Auf
eine derartige Klasse von Kupplungen wird mit der Bezeichnung Kugel-Rampen-Kupplungen
Bezug genommen. Diese Kupplungen umfassen in Ergänzung zu einem Reibscheibenpaket
oder zu einem Reibungskupplungspaket mit mehreren Platten bzw. Scheiben
ein Stellglied mit einem Paar von angrenzenden kreisförmigen Platten,
die eine Mehrzahl von gegenüberliegenden,
gebogenen rampenförmigen
Vertiefungen aufweisen, die jeweils ein Kugellager oder eine Kugellagerung
aufnehmen. Eine relative Drehung der kreisförmigen Platten bewirkt, dass
die Kugellager oder Kugeln die Rampen der Vertiefungen hinauflaufen
und die Platten trennen, wodurch die Kupplung in Eingriff gelangt.
Eine elektromagnetische Spule kann dazu verwendet werden, ein in
Bewegung bringen zu erzeugen, was ein relatives Drehen der Platten
bewirkt. In dieser Konstruktion bewirken das Geschwindigkeitsdifferential
und die Energie eines derartigen Geschwindigkeitsdifferentials den
Eingriff der Kupplung. D.h. die durch die elektromagnetische Spule
erzeugte elektromagnetische Kraft greift nicht direkt in die Kupplung
ein, sondern wirkt über
das Kugel-Rampen-Stellglied, welches umgekehrt mit der Kupplung
in Eingriff gelangt. Eine derart konfigurierte elektromgnetische
Spule kann bedeutend kleiner sein und weniger Strom verbrauchen
als eine direkt wirkende Kupplung. In Ergänzung zur Gewichtsreduktion
ist der Verlust in Wärme
ebenfalls ein nicht so wichtiger Punkt. Insgesamt kann daher eine
Kugel-Rampen-Kupplung
wesentlich kompakter als eine direkt wirkende elektromagnetische
Kupplung sein.
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Die
Betätigung
der Kupplung erfordert jedoch eine relative Drehung, d.h. eine Geschwindigkeitsdifferenz
zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb der Kupplung. Dies ist jedoch
selten ein betrieblicher Nachteil, da, wenn keine Geschwindigkeitsdifferenz vorhanden
ist, auch keine Notwendigkeit für
das in Eingriffbringen der Kupplung besteht und das in Eingriffbringen
tatsächlich
nur die kleinste Geschwindigkeitsänderung erfordert.
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Nichtsdestotrotz
wird die Fähigkeit,
den Kupplungseingriff unabhängig
von einer Wellengeschwindigkeitsänderung
bewirken zu können,
als ein Vorteil in bestimmten Betriebsbedingungen angesehen. Die
vorliegende Erfindung widmet sich diesem Wunsch.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung ist in den unabhängigen Ansprüchen definiert.
Vorteilhafte Ausgestaltungen, Ausführungsformen, Modifikationen
und Weiterentwicklungen der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung,
den Zeichnungen und den abhängigen
Ansprüchen
hervor.
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Eine
elektromagnetische Kupplung, die insbesondere auf die Verwendung
in Antriebssträngen von
Kraftfahrzeugen angepasst ist, umfasst ein Reibungskupplungspaket
mit mehreren Platten, auf das durch ein Kugel-Rampen-Stellglied eingewirkt
wird. Das Kugel-Rampen-Stellglied umfasst zwei angrenzende Platten
mit einer Mehrzahl von gegenüberliegenden
Paaren von gebogenen rampenförmigen Vertiefungen,
die ein Lastübertragungselement,
wie beispielsweise Kugeln, Rollen, Kugel- oder Rollenlager, aufnehmen.
Eine relative Drehung der Platten wird durch einen Schneckentrieb über einen
drehrichtungsumkehrbaren elektrischen Motor erzielt. Eine derartige
relative Drehung bewirkt eine Trennung der Platten und ein Zusammendrücken des
Reibungskupplungspakets, das das Drehmoment vom Antrieb zum Abtrieb
der elektromagnetischen Kupplung überträgt.
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Es
ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine elektromagnetische
Kupplung bereitzustellen, die insbesondere zur Verwendung in Antriebssträngen von
Kraftfahrzeugen angepasst ist.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine elektromagnetische
Kupplung bereitzustellen, die ein Reibungskupplungspaket mit mehreren
Platten aufweist, auf das durch ein Kugel-Rampen-Stellglied eingewirkt
wird.
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Es
ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine elektromagnetische
Kupplung bereitzustellen, die ein Reibungskupplungspaket mit mehreren
Platten aufweist, auf das durch ein Kugel-Rampen-Stellglied eingewirkt
wird, welches durch einen drehrichtungsumkehrbaren elektrischen
Motor betätigt
wird.
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Es
ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Reibungskupplungspaket
mit mehreren Platten bereitzustellen, auf das durch ein Kugel-Rampen-Stellglied,
betätigt
durch einen drehrichtungsumkehrbaren elektrischen Motor, eingewirkt wird,
das insbesondere zur Verwendung als eine Kupplung angepasst ist,
um ein Drehmoment an ein hinteres Differential und die Räder eines
hauptsächlich
Vorderrad-getriebenen Fahrzeugs zu liefern.
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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, während sich in den Zeichnungen
gleiche Bezugsziffern auf die gleiche Komponente, das gleiche Element
oder Merkmal beziehen.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Draufsicht eines Antriebsstrangs eines vierradgetriebenen
Fahrzeugs mit einer elektromagnetischen Kugel-Rampen-Kupplung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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2 ist
eine vollständige
Teilansicht einer elektromagnetischen Kupplung mit einem Reibungskupplungspaket
und einem Kugel-Rampen-Stellglied,
das durch einen drehrichtungsumkehrbaren elektrischen Motor angetrieben
ist.
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3 ist
eine flachgängige
Modellentwicklung des Kugel-Rampen-Stellglieds in einer elektromagnetischen
Kupplung gemäß der vorliegenden
Erfindung und aufgenommen entlang der Linie 3-3 aus 2.
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4 ist
eine bruchstückartige
vergrößerte Teilansicht
des Antriebs des Kugel-Rampen-Stellglieds in einer elektromagnetischen
Kupplung gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgenommen entlang der Linie 4-4 in 2.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
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Nun
bezugnehmend auf 1 ist ein Antriebsstrang eines
vierradgetriebenen Fahrzeugs mit der vorliegenden Erfindung schematisch
dargestellt und mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Der
Antriebsstrang 10 des vierradgetriebenen Fahrzeugs umfasst eine
Antriebsmaschine 12, die an ein Getriebe 14 gekoppelt
ist und dieses direkt antreibt. Der Abtrieb des Getriebes 14 treibt
einen Kegelrad- oder einen Spiralkegelradsatz 16 an, der
Bewegungsenergie für
eine Haupt- oder vorderer Antriebslinie 20 bereitstellt,
die eine vordere oder Hauptantriebswelle 22, ein vorderes
oder Hauptdifferential 24, ein Paar vordere Antriebsachsen 26 und
ein entsprechendes Paar von vorderen oder Haupt-Reifen- und Radanordnungen 28 aufweist.
Man sollte erkennen, dass das vordere oder Hauptdifferential 24 konventioneller
Art ist.
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Der
Kegelrad- oder Spiralkegelradsatz 16 stellt ebenfalls Bewegungsenergie
für eine
Neben- oder hintere Antriebslinie 30 bereit, die eine Nebenantriebswelle 32 mit
geeigneten Universalgelenken 34, eine hintere oder Nebendifferentialanordnung 36, ein
Paar von Neben- oder hinteren Antriebsachsen 38 und ein
entsprechendes Paar von Neben- oder hinteren Reifen- und Radanordnungen 40 aufweist.
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Die
vorhergehende Beschreibung bezieht sich auf ein Fahrzeug, in dem
die Hauptantriebslinie 20 an der Vorderseite des Fahrzeugs
angeordnet ist und entsprechend die Nebenantriebslinie 30 im
hinteren Teil des Fahrzeugs angeordnet ist, während auf ein derartiges Fahrzeug
im Allgemeinen als ein anpassbares frontgetriebenes Fahrzeug Bezug
genommen wird. Die Bezeichnungen „Haupt" und „Neben" beziehen sich auf eine Antriebslinie,
die ständig
ein Drehmoment bereitstellt, und auf eine Antriebslinie, die jeweils
ein ergänzendes
oder ein Zwischendrehmoment bereitstellt. Diese Bezeichnungen (Haupt und
Neben) werden hierin lieber als „vordere„ und „hintere„ verwendet, insofern da die
hierin offenbarte und beanspruchte Erfindung ohne weiteres in Fahrzeugen
verwendet werden kann, in denen die Hauptantriebslinie 20 im
hinteren Teil des Fahrzeugs und die Nebenantriebslinie 30 und
die Komponenten innerhalb der Nebendifferentialanordnung 36 im
vorderen Teil des Fahrzeugs angeordnet sind.
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Die
Darstellung der 1, in der die Hauptantriebslinie 20 im
vorderen Teil des Fahrzeugs angeordnet ist, sollte daher derart
verstanden werden, dass sie eher illustrierend als beschränkend ist
und dass die dargestellten Komponenten und deren allgemeine Anordnung
in einem anpassbaren hinterradgetriebenen Fahrzeug in gleicher Weise
geeignet und nutzbar ist. In einem derartigen Fahrzeug würde das
Hauptdifferential 24 die Nebendifferentialanordnung 36 im
hinteren Teil des Fahrzeugs ersetzen und die Nebendifferentialanordnung 36 würde in den
vorderen Teil des Fahrzeugs versetzt werden, um das Hauptdifferential 24 zu
ersetzen.
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Dem
Antriebsstrang 10 des Fahrzeugs ist eine Steuerung oder
ein Mikroprozessor 50 zugeordnet, der Signale von einer
Mehrzahl von Sensoren empfängt
und eine Regelung bereitstellt, d.h. Betätigungssignale einer elektromagnetischen
Kupplungsanordnung 70 bereitstellt, die betriebsbereit
vor der Nebendifferentialanordnung 36 angeordnet ist. Ein erster
Sensor, wie beispielsweise ein variabler Reluktanz- oder Hall-Effekt-Sensor 52,
erfasst die Drehgeschwindigkeit der rechten Haupt-Reifen- und Radanordnung 28 (der
vorderen Reifen- und Radanordnung) und liefert ein geeignetes Signal
an den Mikroprozessor 50. In gleicher Weise erfasst ein
zweiter variabler Reluktanz- oder
Hall-Effekt-Sensor 24 die Drehgeschwindigkeit der linken
Haupt-Reifen- und Radanordnung 28 (linke
vordere Reifen- und Radanordnung 28) und liefert ein Signal
an den Mikroprozessor 50. Ein dritter variabler Reluktanz-
oder Hall-Effekt-Sensor 56 erfasst die Drehgeschwindigkeit
der rechten Neben-Reifen- und -Radanordnung 40 (der rechten
Hinterreifen- und -radanordnung 40) und liefert ein Signal
an den Mikroprozessor 50. Abschließend erfasst ein vierter variabler
Reluktanz- oder Hall-Effekt-Sensor 58, der der linken Neben-Reifen- und -Radanordnung 40 (der
linken Hinterreifen- und -radanordnung 40) zugeordnet ist,
deren Geschwindigkeit und liefert ein Signal an den Mikroprozessor 50.
Man sollte verstehen, dass die Geschwindigkeitssensoren 52, 54, 56 und 58 unabhängige, d.h.
zugeordnete, Sensoren sein können
oder dass sie jene Sensoren sein können, die im Fahrzeug für das Antiblockiersystem
(Anti-Lock Brake
System = ABS) oder für
andere geschwindigkeitserfassende und traktionsüberwachende Ausstattung befestigt sein
können.
Man sollte ebenfalls verstehen, dass jedem Geschwindigkeitssensor 52, 54, 56 und 58 ein geeignetes
konventionelles Zähl-,
Abstimmungs- oder Geberrad zugeordnet ist, obwohl diese in 1 nicht
dargestellt sind.
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Die
Regeleinrichtung oder der Mikroprozessor 50 kann ebenfalls
Informationen im Hinblick auf die Abtriebsgeschwindigkeit des Getriebes 14 empfangen.
Dazu kann ein einem Geberrad 64 an der vorderen oder Hauptantriebswelle 22 zugeordneter variabler
Reluktanz- oder Hall-Effekt-Sensor 62 verwendet werden.
Alternativ dazu kann ebenfalls ein der Nebendifferential anordnung 36 zugeordneter und
angrenzend an ein Geberrad 68 an einer Antriebswelle der
Nebendifferentialanordnung 36 angeordneter variabler Reluktanz-
oder Hall-Effekt-Sensor 66 verwendet werden. Die Regeleinrichtung
oder der Mikroprozessor 50 umfasst eine Software, die die Signale
von den Sensoren 52, 54, 56 und 58 sowie entweder
des Sensors 62 oder des Sensors 66 empfängt und
aufbereitet, eine korrigierende Handlung bestimmt, um die Stabilität des Fahrzeugs
zu verbessern, die Kontrolle des Fahrzeugs aufrechtzuerhalten und/oder
ein Schleudern oder eine andere anormale Betriebsbedingung des Fahrzeugs
zu korrigieren oder zu kompensieren und um ein Ausgangssignal für die elektromagnetische
Kupplungsanordnung 70 bereitzustellen.
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Nun
bezugnehmend auf 2 umfasst die elektromagnetische
Kupplungsanordnung 70 ein bevorzugt formgegossenes zweiteiliges
Gehäuse 72, das
verschiedene Öffnungen,
Vertiefungen, Absätze und
dergleichen aufweist, die verschiedene Komponenten und Unteranordnungen
der elektromagnetischen Kupplungsanordnung 70 aufnehmen,
positionieren und unterstützen.
Eine Antriebswelle 74 umfasst einen Gewindebereich vergrößerten Durchmessers
mit äußeren oder
männlichen
Keilen 76, die komplementär zu an dem Innenbereich eines
Antriebsflansches 80 ausgebildeten internen weiblichen Keilen 78 geformt
und mit diesen im Eingriff sind. Der Antriebsflansch 80 umfasst
durchlaufende axiale Durchgänge
oder Kanäle 82,
die Befestigungselemente oder Komponenten wie beispielsweise des Universalgelenks 34,
das in 1 dargestellt ist, aufnehmen können. Der Antriebsflansch 80 wird über die
Antriebswelle 74 befestigt und mit Hilfe eines Gewindebefestigungselements,
wie beispielsweise eine Mutter 84 und eine flache Unterlegscheibe 86,
gehalten. Die Antriebswelle 74 und der Flansch 80 werden über ein
Wälzlager
positioniert und unterstützt,
wie beispielsweise eine Kugellageranordnung 88, die innerhalb
des Gehäuses
mit Hilfe eines Schnapprings 92 gehalten wird. Eine Öldichtung 94 erstreckt
sich zwischen der äußeren Oberfläche des
Antriebsflansches 80 und dem Gehäuse 72 und verhindert
das Hindurchdringen von Kupplungsflüssigkeit aus dem Inneren des
Gehäuses 72 und
von Verunreini gungen in das Gehäuse 72.
Die Antriebswelle 74 umfasst eine Mehrzahl von externen
oder männlichen
Keilen oder Zahnradzähnen 96.
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Die
Antriebswelle 94 umfasst ebenfalls eine Senkung 98,
die einen Bereich einer Abtriebswelle 100 aufnimmt. Ein
Bereich reduzierten Durchmessers der Abtriebswelle 100,
der innerhalb der Senkung 98 aufgenommen ist, unterstützt und
wird durch eine Rollenlageranordnung 102 unterstützt. Ein Wälzlager,
wie beispielsweise eine Rollenlageranordnung 104, unterstützt frei
drehbar die Abtriebswelle 100 innerhalb des Gehäuses 72.
Die Kugellageranordnung 104 und die Abtriebswelle 100 sind
axial positioniert und werden durch ein Paar Schnappringe 106 gehalten.
Die Abtriebswelle 100 umfasst einen Satz von internen oder
weiblichen Keilen 110, die mit Komponenten (nicht dargestellt)
innerhalb der in 1 dargestellten hinteren Differentialanordnung 36 in
Eingriff gelangen können
und diese antreiben.
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Die
Abtriebswelle 100 definiert einen Ansatz bzw. eine Schulter 112 zwischen
der Kugellageranordnung 104 und einem Bereich von externen
oder männlichen
Keilen oder Zahnradzähnen 114.
Ein Abtriebsglockengehäuse 120 umfasst
einen Bereich geringeren Durchmessers der internen oder weiblichen Keile 122,
die komplementär
zu den männlichen
Keilen 114 an der Abtriebswelle 100 ausgebildet
sind und mit diesen in Eingriff gelangen. Daher dreht sich das Abtriebsglockengehäuse 120 mit
der Abtriebswelle 100. Ein Schnappring 124 hält das Abtriebsglockengehäuse 120 in
einer geeigneten axialen Position auf der Abtriebswelle 100 angrenzend
an die Schulter 112 und im Eingriff mit den männlichen
Keilen 114.
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Die
elektromagnetische Kupplungsanordnung 70 umfasst ebenfalls
eine Reibungskupplungspaketanordnung 130 mit mehreren Platten.
Die Reibungskupplungspaketanordnung 130 umfasst eine erste
Mehrzahl von Reibungskupplungsplatten oder Reibscheiben 132 größeren Durchmessers
mit einer Mehrzahl von männlichen
oder externen Keilen 134, die komplementär zu den
internen oder weiblichen Keilen 136 an der inneren Oberfläche des
Abtriebsglockengehäuses 120 ausgebildet
sind und mit diesen in Eingriff gelangen. Die erste Mehrzahl von Kupplungsplatten
oder Reibscheiben 132 dreht sich daher zusammen mit dem
Abtriebsglockengehäuse 120 und
der Abtriebswelle 100. Verschachtelt mit der ersten Mehrzahl
von Kupplungsplatten 132 ist eine zweite Mehrzahl von Reibungskupplungsplatten
oder Reibscheiben 142 kleineren Durchmessers. Die zweite
Mehrzahl von Reibungskupplungsplatten oder Reibscheiben 142 kleineren
Durchmessers umfasst interne oder weibliche Keile 144,
die komplementär zu
den männlichen
Keilen 96 an der Antriebswelle 74 ausgebildet
sind und mit dieser in Eingriff gelangen. Daher rotiert die zweite
Mehrzahl der Kupplungsplatten oder Reibscheiben 142 mit
der Antriebswelle 74. Man wird erkennen, dass geeignete
angrenzende Oberflächen
der Reibungskupplungsplatten oder Reibscheiben 132 und 142 Kupplungspapier
oder Reibungsmaterial 146 aufweisen, die ein geeignetes Reibungskoppeln
zwischen den Kupplungsplatten oder -scheiben 132 und 142 bereitstellen,
wenn diese zusammengedrückt
werden.
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Eine
erste Rollenaxiallageranordnung 152 ist zwischen dem Abtriebsglockengehäuse 120 und dem
Gehäuse 72 angeordnet
und eine zweite Rollenaxiallageranordnung 154 ist zwischen
dem gegenüberliegenden
Ende des Reibungskupplungspakets 130 und einer Kugel-Rampen-Stellglied-Anordnung 160 angeordnet.
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Nun
bezugnehmend auf die 2, 3 und 4 umfasst
eine Kugel-Rampen-Stellglied-Anordnung 160 ein
erstes drehbares Element 162, das eine Mehrzahl – bevorzugt
drei – von
in einer Richtung rampenförmiger
Vertiefungen 164 aufweist, die ein tiefes ausgehöhltes Ende 168A und
ein flaches ausgehöhltes
Ende 168B definieren. Das erste drehbare Element 162 umfasst
ebenfalls eine Mehrzahl von bogenförmigen Schlitzen 170.
Angrenzend an das erste drehbare Element 152 ist ein zweites
nicht drehbares axial bewegliches Element 172 angeordnet.
Das zweite axial bewegliche Element 172 umfasst eine ähnliche
Mehrzahl – wieder
bevorzugt drei – in
einer Richtung rampenförmiger
Vertiefungen 174, die in ähnlicher Weise ein tiefes ausgehöhltes Ende 178A und
ein flaches ausgehöhltes Ende 178B aufweisen.
In der entspannten Position der Kupplungsanordnung 70 sind
jeweils die tief ausgehöhlten
Enden 168A und 178A des ersten Elements 162 und
des zweiten Ele ments 172 angrenzend aneinander angeordnet
und nehmen Lastübertragungselemente,
wie beispielsweise Kugeln oder Kugellager 176, auf. Die
ausgehöhlten
Enden 168A, 168B, 178A und 178B der
rampenförmigen
Vertiefungen 164 und 174 gewährleisten die Sicherung der Kugeln
oder Kugellagerungen 176.
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Das
zweite axial bewegliche Element 172 umfasst eine Mehrzahl
von Durchgangslöchern
oder -öffnungen 178,
die eine ähnliche
Mehrzahl von sich durch die bogenförmigen Schlitze 170 des
ersten Elements 162 erstreckenden Passstiften 180 aufnehmen.
Um die Passstifte 180 herum sind entlang ihrer Bereiche,
die sich über
das zweite Element 172 hinaus erstrecken, Kompressionsfedern 182 angeordnet,
die eine vorspannende oder zurückstellende Kraft
bereitstellen, die, wie es in 2 dargestellt
ist, das zweite Element 172 nach links zwingt, um die Kompression
der Reibungskupplungspaketanordnung 130 zu entspannen.
Die Enden der Passstifte werden innerhalb stationärer kreisförmiger Rahmen 184 und 186 aufgenommen
und gehalten. Die Passstifte 180 sind daher stationär und verhindern
eine Drehbewegung des zweiten beweglichen Elements 172,
während
sie seine axiale geradlinige Bewegung gestatten.
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Man
wird erkennen, dass die Vertiefungen 164 und 174 und
die Lastübertragungselemente 176 durch
andere analoge mechanische Elemente ersetzt werden können, die
eine axiale Verschiebung des zweiten beweglichen Elements 172 in
Abhängigkeit
von einer Relativdrehung zwischen ihnen bewirken. Beispielsweise
können
kegelförmige
Rollen verwendet werden, die in komplementär konfigurierten konischen
Schraubenlinien oder in gekämmten
Platten mit einer Mehrzahl von gegenüberliegenden komplementär geneigten
Oberflächen
angeordnet sind.
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Eine
wichtige Konstruktionsüberlegung
der Vertiefungen 164 und 174 und der Lastübertragungselemente 176 besteht
darin, dass ihre Geometrie und die Gesamtkonstruktion und das Spiel
bzw. die Spielräume
der Kugel-Rampen-Stellglied-Anordnung 160 sicherstellt,
dass sich die Kupplungsanordnung 70 nicht selbst in Eingriff
bringt. Die elektromagnetische Kupplungsanordnung 70 darf
sich nicht selbst in Eingriff bringen, sondern muss vielmehr zu
einer regulierenden Klemmung der Reibungskupplungspaketanordnung 130 in
direkter proportionaler Abhängigkeit von
dem durch die Regeleinrichtung oder den Mikroprozessor 50 bereitgestellten
Signal in der Lage sein.
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Nun
bezugnehmend auf die 2 und 4 umfasst
die äußere Begrenzungsfläche, wenn
dies das erste Element 162 ist, männliche oder externe Keile
oder Zahnradzähne 192,
die komplementär
zu internen oder weiblichen Keilen oder Zahnradzähnen 194 an einem
Antriebsring mit kreisförmigem
Querschnitt oder Kranz 196 ausgebildet sind und mit diesem
in Eingriff gelangen. Der Antriebsring mit kreisförmigem Querschnitt
oder Kranz 196 umfasst externe Zahnradzähne 198, die mit einem
Schneckenantrieb 200 in Eingriff gelangen und durch diesen
angetrieben sind. Der Schneckenantrieb 200 ist an einer Antriebswelle 202 befestigt,
die durch einen drehrichtungsumkehrbaren elektrischen Motor 204 angetrieben
ist, der umgekehrt an dem Gehäuse 72 durch eine
Mehrzahl von Befestigungselementen 206 mit Gewinde gesichert
ist. Der drehrichtungsumkehrbare elektrische Motor wird durch eine
Ausgabe des Mikroprozessors 50 angetrieben.
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Wenn
sich während
des Betriebs die Antriebswelle 202 des drehrichtungsumkehrbaren
elektrischen Motors 204 typischerweise auf einen Befehl des
Mikroprozessors 50 hin dreht, dreht sich das Hohlrad bzw.
Tellerrad 196 um seine Achse mit einer stark reduzierten
Geschwindigkeit. Wenn es sich dreht, dreht es das erste drehbare
Element 162, wodurch bewirkt wird, dass die Kugellager 176 die
Rampen 164 und 174 aufwärts rollen und sich das zweite Element 172 geradlinig
zu der Reibungskupplungspaketanordnung 130 bewegt. Die
geradlinige Bewegung des zweiten Elements 172 und das Zusammendrücken der
Reibungskupplungspaketanordnung 130 überträgt ein Drehmoment von der Antriebswelle 74 zu
der Abtriebswelle 100. Man wird erkennen, dass aufgrund
der Anti-Rückdreh-Charakteristik
des Schneckenantriebs 200 und der Zähne 198 des Hohlrads 196 ein
Wegfall der Bewegung des elektrischen Motors 204 in ein
Beibehalten des Zusammendrückens
des Reibungskupplungspakets 130 und in ein Beibehalten
des Niveaus des Drehmomentdurchgangs resultieren wird.
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Wenn
der elektrische Motor 204 durch den Mikroprozessor 50 oder
eine andere Regeleinrichtung angewiesen wird, sich in der entgegengesetzten Richtung
zu drehen, drehen sich das Hohlrad 96 und das erste Element 162 ebenso
in eine Richtung, die den Druck auf die Reibungskupplungspaketanordnung 130 löst bzw.
freigibt, während
eine derartige Druckfreigabe durch die Kompressionsfedern 182 unterstützt wird,
die das zweite Element 172 nach links in die entspannte
Position zwingt, die in den 2 und 3 dargestellt
ist.
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Die
vorhergehende Beschreibung ist die beste Betriebsweise, die durch
den Erfinder zum Umsetzen dieser Erfindung ausgearbeitet worden
ist. Es ist jedoch offensichtlich, dass Vorrichtungen mit Modifikationen
und Variationen dem Fachmann für
elektromagnetische Kugel-Rampen-Kupplungen offensichtlich sein werden.
Insofern, dass die vorhergehende Offenbarung dazu gedacht ist, den
Fachmann in die Lage zu versetzen, die vorliegende Erfindung umzusetzen,
sollte sie nicht dahingehend ausgelegt werden, dass sie dadurch
beschränkt
ist, sondern sie sollte derart ausgelegt werden, dass sie derartige
zuvor erwähnte
offensichtliche Variationen umfasst und nur durch den Rahmen der
folgenden Ansprüche
beschränkt
ist.