DE102006031748A1

DE102006031748A1 - Kupplungs-System

Info

Publication number: DE102006031748A1
Application number: DE200610031748
Authority: DE
Inventors: Kastriot Merlaku
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-07-10
Filing date: 2006-07-10
Publication date: 2008-01-31

Abstract

Das Kupplungs-System ist eine völlig neuartige Variante, die die Kraftübertragung zwischen dem Motor und dem Getriebe gewährleistet. Es handelt sich um ein System, das mit einer bisher unerreichten und nahezu absoluten Präzision steuerbar ist. Die Motorkraft wird beliebig proportioniert auf das Getrieb übertragen. Es besteht aus einer Taumelscheibe, die auch Steuerscheibe genannt werden kann, die nicht rechtwinklig, sondern etwas schräg mit der Motor-Drehachse gekoppelt ist. Die schräge Anordnung der Taumelscheibe trägt dazu bei, dass eine steuerbare Kraftübertragung machbar ist. Auf die freie Oberfläche der Taumelscheibe wird ein Teller gelegt, der mit Kugellager ausgestattet ist. Der Teller ist in der Mitte mit einem Gelenk ausgestattet, durch das er mit einer Welle gekoppelt ist. Die Welle wird dann mit dem Getriebe gekoppelt. Das Gelenk erlaubt eine Schwenkung des Tellers innerhalb eines Winkelbereichs in eine beliebige Richtung. Jedoch eine Drehung des Tellers wird direkt auf die Welle übertragen bzw. die Welle dreht dann auch sofort mit. Die Winkelneigung des Tellers gegenüber der Welle wird durch Kolben, Zylinder sowie Elektroventile gesteuert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung, die nahezu überall, wo eine herkömmliche Kupplung gebraucht wird, vorzugsweise in der Fahrzeugtechnik einsetzbar ist.
Die Kupplung ist eine sehr wichtige Vorrichtung, die bei jedem Fahrzeug eingebaut ist. Die Kupplung trennt den Triebstrang vom Motor. Dies ermöglicht das Anfahren und den Gangwechsel, sowie die Kraftunterbrechung und den Stillstand bei laufendem Motor (z.B. Kupplungsbetätigung beim Bremsen). Die Kupplung ermöglicht die Gangschaltung und sorgt dafür, dass die Motorkraft geregelt auf dem Getriebe übertragen wird. Es gibt zahlreiche Arten von Kupplungen und Kupplungs-Systeme (Fliehkraftkupplung, Scheibenkupplung/Trockenkupplung, Nasskupplung, Turbokupplung, Hydrodynamische Wandler, etc.), die in verschiedene Fahrzeugarten Verwendung finden.
Die Turbokupplung wird auch als Strömungskupplung, Flöttinger Kupplung, Hydrodynamische Kupplung, oder Flüssigkeitskupplung bezeichnet. Hier werden Flüssigkeiten, vorzugsweise Öl, zum übertragen der Antriebsenergie genutzt. Das Leistungsaufnehmende Teil ist das Pumpenrad, wobei das leistungsabgebende Teil, das Turbinenrad ist. Durch Flüssigkeitsverzögerung (sog. Schlupf) wird der Antrieb am Sekundärrad (Turbinenrad) ausgelöst. Dabei ist das Drehmoment von Primärrad und Sekundärrad stets gleich. Der Wirkungsgrad ist damit bei Antriebsdrehzahl und Abtriebsdrehzahl gleich. (Kunze, R. F.: Das Neue Traktorlexikon, Vogel-Verlag, 1993, S. 143).
Die Trockenkupplung und Nasskupplung haben eines Gemeinsam: sie beide weisen eine Kupplungsscheibe auf, die zwischen zwei Drehplatten gepresst wird, wobei abhängig von der Presskraft mehr oder weniger eine Verbindung entsteht und dadurch eine Kraftübertragung stattfindet. Bei der Nasskupplung wird die Kupplungsscheibe mit Öl überflutet. Das Funktionsprinzip und die Grundlage von Kupplungs-Systemen ist die Reibungskraft. Durch diese Kraft wird die Verbindung zwischen den Drehplatten geschafft. Anfangs, wenn die Kupplungsscheibe nur leicht gegen die Drehplatten gepresst wird, wird nur wenig Kraft auf dem Getriebe übertragen. Je stärker die Scheibe gepresst wird, desto hoher ist die übertragene Kraft. Jedoch sie steigt nicht genau proportional mit der Kupplungspedalbewegung. Besonders wenn das Fahrzeug einige Jahre alt wird, greift die Kupplung irgendwann rapide ein und das Fahrzeug kann gestartet werden. Gefühlsmäßig schafft ein geübter Fahrer (der mit dem Fahrzeug sich vertraut gemacht hat) das Fahrzeug trotzdem zufrieden stellend zu starten. Aber eine ruckelfreie Gangschalten gelingt nicht immer.
Die herkömmlichen Kupplungs-Systeme haben auch viele Nachteile. Die Nachteile der Turbokupplung sind folgende:

– ungünstiger Wirkungsgrad (Verluste 1–2%)
– keine Kraft-Formschlüssige Verbindung (1–2% Schlupf)
– hohe Kosten.

Bei den Scheibenkupplungen treten folgende Nachteile auf: die Kupplungs-Scheibe kann schnell zerstört werden,

– wenn das Fahrzeug oft viele Male hinter einander bergauf startet,
– langes Kupplungspedal-Teilbetätigung,
– Abschleppen von anderen Fahrzeugen oder Anhänger.

Ein weiterer Nachteil der Kupplungsscheiben ist auch die Tatsache, dass sie ungenau sind. Man kann nie genau die Kraftübertragung dosieren. Das erlaubt das Funktionsprinzip nicht. Die Kupplungsscheibe schleift ja gegen mindestens eine andere Drehplatte und wird dabei bei Belastung schnell erhitzt. Die Erhöhung der Temperatur ändert zumindest geringfügig die Eigenschaften der Kupplungs-Scheibe, was auch zu veränderte Griff-Kraft führt. Die Kupplungs-Scheibe verschleißt sich mit der Zeit und muss irgendwann erneuert werden. Ein Nachteil ist auch das Ruckeln wenn das Fahrzeug manuell geschaltet wird.
Es gibt zahlreiche Anmeldungen, die Kupplungen und Zusatzvorrichtungen beschreiben.
Sehr interessant ist die Idee einer Kupplungs-Steuerung, die mit einer Taumelscheibe funktioniert. Hier wird diese Scheibe eingebaut, um eine Steuerung einer Anpresskraft auf Reibungs-Tellern oder Lamellenkupplung zu ermöglichen. Die Steuerung erfolgt durch Ringkolbenpumpen und Arbeitskolben, die auf ein Lamellenpaket eine Anpresskraft ausüben. Die Taumelscheibe überträgt hier keine bedeutungsvolle hohe Kraft, sondern sie dient vielmehr lediglich als Steuerungs-Element, wobei ihre Kraftübertragung für eine Erzeugung einer Anpresskraft dient, durch die ein Lamellenkupplung angepresst wird, der dann die Übertragungskraft zwischen zwei Wellen ermöglicht. Einige solche Kupplungs-Systeme sind auch unter Namen Haldex-Kupplungen bekannt (siehe Internet-Suchmaschinen).
Taumelscheiben finden sehr oft Verwendung in Kompressoren, Pumpen, sowie Hubschraubern als Steuerung für den Rotor.
Die Anmeldung EP 0945616 beschreibt einen Taumelscheiben-Kompressor, bei dem der Gelenkmechanismus dazu dient, eine Antriebsmoment einer Welle auf die Taumelscheibe zu übertragen.
Die Anmeldung DE 10 2004 028 747 A1 beschreibt einen Hubkolbenkompressor, der mit mehreren parallel angeordneten Zylinder-Kolbeneinheiten, wobei die Triebwelle von einer mit ihr schwenkbar gekoppelten Taumelscheibe umschlossen ist, mit der die Kolben über eine gelenkige Gleitkupplung verbunden sind.
Ein ähnliches Gerät ist bekannt durch DE 41 39 186 . Bei diesem ist die Taumelscheibe auf einem von der Triebwelle getragenen Kugelkörper schwenkbar geführt und in radialem Abstand mit der Triebwelle gekoppelt.
Ein Kupplungs-System, wobei die Taumelscheibe als Kupplung für direkte Kraftübertragung zwischen Antrieb und Getriebe ist nicht bekannt.
Der in den Patentansprüchen 1 bis 59 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Kupplungs-System zu schaffen, das sehr komfortabel ist, das in der Lage ist, sehr genau die Kraft des Motors auf dem Getriebe zu dosieren und das ohne herkömmliche Scheiben-Reibungs-Effekt auskommt.
Dieses Problem wird mit den in den Patentansprüchen 1 bis 59 aufgeführten Merkmalen gelöst.
Vorteile der Erfindung sind:

– nahezu verschleißfreies Betrieb,
– sehr kleine Energieverluste und geringe Wärmeerzeugung,
– umweltschonend (durch die Energieersparung),
– sehr langlebig,
– exakt steuerbar,
– schonend für den Motor und das Getriebe,
– es vermittelt dem Fahrer ein bisher noch nie erlebtes Fahrgefühl,
– kein starkes Reibungseffekt und keine Erhitzung, wie bei herkömmlichen Kupplungen,
– nahezu ruckelfreies Umschalten zwischen den Gängen.

Die Erfindung sieht anfangs ähnlich wie der sog. Haldex-Kupplung aus, hat jedoch entscheidende Unterschiede und Vorteile gegenüber dieser Kupplung. Während Haldex-Kupplung tatsächlich eine Steuerung aufweist, die durch Taumelscheiben funktioniert, das Koppeln des Antriebs erfolgt jedoch auf herkömmliche Weise, nämlich durch Anpressen der Lamellen-Scheiben auf einander, wodurch eine mechanische Reibungskraft erzeugt wird. Die Erfindung benutzt dagegen den Strömungs-Widerstand für das Koppeln des Antriebs-Strangs. Sie ist auch nicht mit einer Turbokupplung vergleichbar. Während eine Turbokupplung die Flüssigkeit in widerstandsreichen Drehbewegung versetzt, wird relativ viel Energie verloren gehen, was diese Kupplungs-Bauart nicht die besten Noten erreichen kann. Die Kupplung, die in diese Erfindung hier beschrieben wird, ist nahezu eine perfekte Lösung für alle Probleme, die mit einem Kupplungs-System verbunden sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der 1 bis 19 erläutert. Es zeigen:
1 das neuartiges Kupplungs-System,
2 ein Schnecken-Getriebe, das das Ventil antreibt,
3 ein System mit Piezo-Ventil,
4 eine Variante, wobei die Taumelscheibe von beiden Seiten abgetastet wird,
5 ein Drei-Kolben-System,
6 ein Schrittmotor-Antrieb für das Ventil,
7 das Energie-Übertragungs-System mit Schleifkontakt für den Ventil und die Steuerung,
8 das berührungsloses Energie-Übertragungs-System,
9 die U- oder C-Förmig gebaute Druckkammer,
10 eine Variante, wobei anstatt von Kugeln, kleine abgestumpfte Konusse oder Kegel eingebaut sind,
11 ein System, wobei anstatt von Kolben, elastische Wände eingebaut sind,
12 eine Variante, wobei eine magnetorheologische Flüssigkeit statt Ventile Anwendung findet,
13 eine Variante, wobei eine elektrorheologische Flüssigkeit statt Ventile Anwendung findet,
14 das Kardan-Gelenk (Kreuzgelenk),
15 den Bewegungs-Ablauf der Elemente,
16 eine Variante mit einem gekapselten Gehäuse,
17 unterschiedliche Gelenk-Systeme (Kugelgelenk mit Rillen),
18 eine Variante, wobei der Teller in einem kugelförmigen Gehäuse/Hülle eingebaut ist
19 eine Variante wobei mehrere Drehscheiben/Taumelscheiben reihenweise eingebaut sind.
Das Kupplungs-System ist eine völlig neuartige Variante, die die Kraftübertragung zwischen dem Motor und dem Getriebe gewährleistet. Es handelt sich um ein System, das, mit einer bisher unerreichten und nahezu absoluten Präzision steuerbar ist. Die Motorkraft wird beliebig proportioniert auf das Getriebe übertragen. Ein großartiger Vorteil ist auch die Tatsache, dass das Kupplungs-System sehr lange ununterbrochen betätigt werden kann, ohne dass es zu Beschädigung kommt.
Das System ist relativ kompliziert gebaut, jedoch hier wird eine vereinfachte Form dargestellt. Es besteht aus einer Taumelscheibe 1, die auch Steuerscheibe genannt werden kann, die nicht rechtwinklig sondern etwas schräg mit der Motor-Drehachse 2 gekoppelt ist. Sie muss nicht unbedingt schräg sein, jedoch deren Kontaktfläche muss schräg oder winkelgeneigt gebaut sein. Diese Scheibe kann fest mit der Achse gekoppelt oder abnehmbar z.B. durch Schrauben oder Nieten befestigt. Am besten soll sie fest mit der Motordrehachse oder Kurbelwelle gekoppelt werden, bzw. eine Einheit bilden. Falls es doch mal zum Verschleiß kommen soll, dann kann sie zusätzlich vom Werk aus mit einer Zusatz-Platte 3 gekoppelt werden, die austauschbar ist. Die schräge Anordnung der Taumelscheibe oder zumindest deren Kontaktfläche trägt dazu bei, dass eine steuerbare Kraftübertragung machbar ist. Auf der freien Oberfläche 4 der Taumelscheibe wird ein Teller 5 gelegt, der mit Kugellager 6 ausgestattet ist. Anstatt des Tellers, kann auch ein stabil gebauter Ring verwendet werden, jedoch ein Teller hat seine Vorteile. Der Teller ist in der Mitte mit einem Gelenk 7 ausgestattet, durch den er mit einer Welle 8 gekoppelt ist. Die Welle wird dann mit dem Getriebe 9 gekoppelt. Das Gelenk erlaubt eine Schwenkung des Tellers innerhalb eines Winkelbereichs 10 in eine beliebige Richtung. Jedoch eine Drehung des Tellers wird direkt auf der Welle übertragen, bzw. die Welle dreht dann auch sofort mit. Bestens sind dafür Kardan-Gelenke 11 geeignet, die in beliebige Richtungen schwenkbar sind und die eine Drehung nahezu verlustfrei übertragen. Die Welle kann in einem Bereich aus einem Gummi-Teil 12 bestehen, der eventuelle Vibrationen dämpfen soll. Der Gummibereich 12 kann auch einer massiven Gummischeibe 13 bestehen, der sandwischartig zwischen zwei Platten 14 eingebaut ist. Mit dem Teller ist mindestens ein Kolben 15 verbunden. Am besten sind es mehrere Kolben, die an verschiedene Stellen mit dem Teller, vorzugsweise mit dem Teller-Rand gekoppelt sind. Die Verbindung erfolgt durch Hebel 16, die sowohl mit den Kolben auch mit dem Teller-Rand gelenkartig gekoppelt sind. Das Gelenk soll ein Kugelgelenk 17 sein, weil der Teller im Vergleich zu dem Kolben in beliebige Richtung schwenkt. Diese Schwenk-Bewegung soll durch das Gelenk nicht verhindert werden. Der Kolben ist in einem Druckkammer oder Druckzylinder/Arbeitszylinder 18 eingebaut. Die Druckzylinder 18 sind mit einander verbunden und die Flüssigkeit 19 kann von einem auf den anderen sich wandern. Die Druckzylinder und die Kolben können zweifach, dreifach oder mehr eingebaut werden. Die Befestigungspunkte an dem Teller-Rand müssen gleichmäßig verteilt sein. Wenn z.B. zwei Kolben eingebaut werden sollen, dann müssen die sie unter 180° mit dem Teller befestigt werden. Bei drei Kolben sind es dann 120°. Viel mehr Kolben sollten nicht eingebaut werden, weil das System dann komplizierter wird. Die Druckzylinder sind mit der Welle mechanisch gekoppelt und drehen auch mit. Durch einen Verbindungs-Kanal 20 sind sie auch mit einander gekoppelt, wobei die Flüssigkeit von einem auf den anderen wandern kann. An den Kanal oder Flüssigkeitswanderkanal 20 befindet sich ein Elektroventil 21. Das Elektroventil kann ein Elektromagnetventil oder ein Piezoventil sein und es steuert den Flüssigkeits-Strom in dem Flüssigkeitswanderkanal. Der Teller gleitet durch die Kugellager 6 auf der Oberfläche der Taumelscheibe 1. Um Unwucht zu vermeiden, wenn die Flüssigkeit von einem Kolben-Zylinder auf das andere wandert, wird die Masse der Taumelscheibe an „positiven Bereich" 22 vergrössert, und das exakt um die Masse der Flüssigkeits-Überschuss in den gegenüber der Drehachse liegenden Druckzylinder. Ein Bolzen 23 in der Mitte des Tellers wird in der Mitte der Taumelscheibe in einer Öffnung 24 eingeführt, wobei diese eine Unwucht komplett ausschließen werden, weil die beiden Teile, obwohl sie nicht fest mit einander gekoppelt sind, insgesamt wie ein fester Körper während der Drehung sich verhalten.
In der 1 ist eine einfache Variante dieses Systems dargestellt worden. Die Taumelscheibe 1 wird durch den Motor, bzw. dessen Kurbelwelle gedreht. Der gelagerte Teller 5 gleitet über die Oberfläche 4 der Taumelscheibe, ohne dass er sich dabei dreht. Durch die schräge Anordnung der Taumelscheibe, wird auf den nicht mitdrehend liegenden Teller eine Wellenbewegung erzeugt, die die Kolben, die mit dem Teller gekoppelt sind, hin und her schwenkt. Wenn der „positiver Bereich" in der nähe der Kolben kommt, dann schiebt er diese zurück. Der „negativer Bereich" 25 zieht den Kolben wieder in Richtung der Taumelscheibe. Der Teller ist in der Mitte mit einem Kardan-Gelenk 11 gekoppelt, der in beliebige Richtung innerhalb eines bestimmten Winkelbereichs schwenkbar ist. Der Teller dreht sich zwar nicht, aber er macht die „Wellen-Bewegung" mit. Die Kugellager sorgen für ein verlustfreies Gleiten auf der Taumelscheibe. Die Flüssigkeit in den Druckzylindern 18 wird durch die Kolbenbewegung ebenfalls in Bewegung gesetzt. Diese wandert von einem Zylinder auf den anderen, je nachdem welche Druckkraft auf den Kolben wirkt. Dadurch, dass die Befestigungspunkte der Hebel 16 der Kolben aus Kugelgelenke 17 bestehen, ist eine Schwenkung in energetischer Hinsicht nahezu verlustfrei. Ein Verbindungs-Kanal 20 verbindet die Zylinder mit einander. Egal wie viele Zylinder verwendet werden, alle Kanäle können in einem Bereich mit einander gekoppelt werden. In diesem Bereich ist ein Elektroventil eingebaut, das die Flüssigkeitsströmung steuern kann. Das Elektroventil ist so konstruiert, dass es nicht nur zwei Stellungen hat, nämlich nur auf- und zu, sondern es kann stufenlos eine beliebige Zwischenstellung nehmen und diese Position halten. Das Elektroventil kann auch ein mechanisches Ventil sein, das durch ein kleines Schneckengetriebe 26 hin und her gezogen werden kann (2).
Auf der Taumelscheibe können konzentrisch angeordnete Rillen 41 eingebaut werden, auf denen die Kugel sich bewegen können. Das Prinzip dieses Systems ist nicht zu kompliziert. Wenn das Elektroventil 21 offen ist, dann fliesst die Flüssigkeit durch die Kolbenbewegung von einem Zylinder 18 auf den anderen über den Flüssigkeitswanderkanal 20. Die Flüssigkeitsmenge kann sehr gering sein und die Kolben relativ klein gebaut werden. Je schneller der Motor angetrieben wird, desto schneller seine Kurbelwelle dreht und damit die Taumelscheibe. Die Kolben schwenken mit der Drehfrequenz hin und her. Jede Drehung verursacht eine vollständige hin und her Schwenkung der Kolben. Mit dieser Geschwindigkeit fliesst auch die Flüssigkeit in dem Verbindungs-Kanal hin und her. Der Innendurchmesser des Kanals kann so gewählt werden, dass er Flüssigkeitsströmungen bis 32000 UpM nicht verhindert. Dadurch kann das Kupplungs-System auch für extrem schnelle Fahrzeuge (wie z.B. Rennwagen) geeignet sein.
Sobald das Elektroventil die Flüssigkeitsströmung zu verhindern beginnt, dann erhöht sich die Widerstand in dem Verbindungs-Kanal und die Flüssigkeit kann nur durch Druckerhöhung durch den Kanal fließen. Das erzeugt eine Kraft auf dem Teller 5, der langsam sich zu drehen anfängt, wobei eine Kraftübertragung zwischen der Kurbelwelle 2 und der Welle 8, die mit dem Getriebe 9 gekoppelt ist, stattfindet. Die Kraftübertragung ist intensiver, je weiter das Ventil geschlossen wird, weil die Zeit immer länger wird, die notwendig ist, um die Flüssigkeit von einem Zylinder auf den anderen zu transferieren und der Druck für diese Transfer immer grösser werden muss. Wenn das Ventil zu ist, dann findet keine Flüssigkeitsströmung mehr statt und die Neigungswinkel des Tellers starr bleibt. Die Kolben erlauben nicht dass der Teller seine Winkel im Bezug auf Kolben ändert. Daher dreht der Teller komplett mit den Kolben, das Elektroventil, die Steuerung und der Welle mit. Eine stabiles Gehäuse 27 und zwei gelagerte Begrenzungs-Platten 28 verhindern zusätzlich, dass die Kupplungsteile auseinander gehen oder sie sich von einander entfernen. Durch die Erstarrung des Tellers, bzw. seine starre Haltung der Winkelneigung, wird der Teller gezwungen mit der Taumelscheibe 1 mit zu drehen. Das bedeutet eine vollständige und verlustfreie Drehmoment-Übertragung von dem Motor auf der Welle, bzw. Getriebe.
Das Kupplungs-System kann sowohl mit langsame als auch mit schnelleren Motoren verbunden werden. Bei langsamen Motoren (LKW, Schiff, Panzer oder andere schwere Fahrzeuge) kann die Winkelneigung der Drehplatte relativ schräg angeordnet sein. Je kleiner der Neigungswinkel, desto schnellere Motoren können mit diesem Kupplungs-System gekoppelt werden.
Auch schnelle Ventile können eingebaut werden, die durch Piezo-Technik angetrieben werden (3). In diesem Fall ein Signal-Generator 29 erzeugt elektrische Signale mit regelbare Frequenz und Amplitude, wobei das Piezoventil 30 gesteuert werden kann. Durch die hohe Frequenz des Signals, das auch als Impuls-Signal abgegeben werden kann, ist es möglich das Piezoventil so zu steuern, dass es in sehr kurzen oder längere Intervallen auf und zu macht. Dadurch werden proportionierte kleine Mengen der Flüssigkeit durch den Verbindungs-Kanal bei Kolben-Druckerzeugung strömen und eine Kraftübertragung zwischen dem Motor und der Welle ermöglichen. Das Prinzip kann man ähnlich wie bei elektrischen getakteten Schaltungen erklären. Diese Schaltungen sind auf Thyristor-Basis gebaut und können die Werte der Wechselströme im Ausgang ändern. Ähnlich wird hier die mechanische Kraft dosiert auf der Welle übertragen. Die Impuls-Frequenz kann von dem Kupplungs-Pedal 31 aus gesteuert werden. Vorteilhaft ist hier, dass das Ventil nicht einen Zwischenzustand aufweisen muss. Wenn man auskoppeln will, dann wird das Piezoventil einfach aufgemacht und die Flüssigkeit strömt ungehindert in dem Verbindungs-Kanal. Beim Koppeln wird das Piezoventil zu gemacht und die Flüssigkeit strömt nicht in dem Verbindungs-Kanal. Die Kolben werden erstarrt und eine vollständige Kraftübertragung findet statt. Für eine Kraftdosierung wird das Piezoventil mit einer hohen Frequenz auf- und zugemacht werden, sodass die Strömung der Flüssigkeit in dem Kanal geregelt werden kann. Je nachdem wie oft das Ventil aufgemacht oder zugemacht wird, kann man die Flüssigkeits-Strömung regeln. Z.B. wenn das Piezoventil 100-mal pro Sekunde auf- und zugemacht wird, wobei für ein vollständigen Zyklus (einmal komplett öffnen und schliessen des Piezoventils) 0,001 Sekunden gebraucht werden, dann wird die Kraftübertragung ca. 5% betragen. Praktisch ist dieser Wert noch niedriger, weil die Trägheit der Flüssigkeit und die Piezoventil-Verdrängungs-Wert nicht mitberechnet worden sind. Wenn das Piezoventil aber 500-mal pro Sekunde gesteuert wird, dann wird ca. 25% der Kraft des Motors auf der Welle übertragen. Je höher die Frequenz der Impulse ist, die das Piezoventil schliessen, desto höher ist die Kraftübertragung, weil die Flüssigkeit immer mehr gebremst wird.
Für den Aufbau des Systems können zwei Wege gewählt werden. Das System kann so konzipiert werden, dass unter Spannung das Ventil geschlossen wird. Bei fehlender Spannung, wird es geöffnet. In diesem Fall wäre der Motor bei fehlender Spannung ausgekoppelt. Die andere Möglichkeit wäre, dass das Ventil erst dann geschlossen wird, wenn es unter Spannung steht. Auf diese Weise wäre der Motor bei fehlender Spannung dauerhaft gekoppelt. Beide Variante können Vor- und Nachteile haben. Je nach Fahrzeugart oder Motorart, kann man die optimale Variante wählen.
In der 4 ist eine Variante dargestellt worden, wobei die Taumelscheibe von beiden Seiten abgetastet wird. Ein Kapsel-Gehäuse 32 umhüllt nahezu komplett die Taumelscheibe 1. In dem Gehäuse 32 ist eine Öffnung 33 eingebaut, durch den die Motor-Drehachse 2 eingeführt wird. Die andere Seite des Gehäuses ist fest oder abnehmbar z.B. durch Schrauben mit der Welle gekoppelt. Diese Welle 8 überträgt dann die Kraft an das Getriebe weiter. In dem Gehäuse ist das Kolben-System eingebaut. Es können z.B. zwei Kolben eingebaut werden, die jeweils einen Punkt auf der Taumelscheibe durch ein Kugellager 6 berühren. Am bestens sind System mit vier oder sechs Kolben geeignet. In letzen Fall wären jeweils drei Kolben unter 120°-Winkel auf jede Seite der Taumelscheibe verteilt (5). Sobald die Taumelscheibe sich dreht, dann schiebt sie die Kolben durch ihre winkelgeneigte Anordnung, mit jeder Umdrehung einmal hin und her. Je nachdem in welche Phase die Kolben sich befinden, wird auch die Flüssigkeit von einem Zylinder auf den anderen wandern. Beim geöffneten Ventil, findet keine Kraft-Übertragung statt, weil die Kolben sich frei bewegen und die Winkelneigungen der Taumelscheibe eine art „Wellen-Bewegungen" auf denen bewirkt. Wenn das Ventil anfängt den Flüssigkeits-Verbindungs-Kanal zu verengen, dann erschwert sich die Flüssigkeits-Wanderung von einem Zylinder auf den anderen. Dadurch erhöht sich die Kolben-Widerstand auf der Taumelscheibe und als Ergebnis wird immer mehr Kraft auf der Welle übertragen. Je weiter das Ventil geschlossen wird, desto stärker nimmt die Kraftübertragung zu. Wenn das Ventil ganz zu ist, dann ist die Kraftübertragung auf 100%. Durch eine feine Ventilsteuerung ist eine Regelung der Kraftübertragung von 0 bis 100% stufenlos und sehr genau dosierbar möglich. In einem Fahrzeug würde das exzellente Eigenschaften mitbringen. Die Kupplung geht nicht kaputt auch wenn er länger betätigt. Ruckelfreies Starten, Gangwechsel bei manuelle Schaltung sowie eine perfekte Kraftübertragung bei Automatikgetriebe, sind nur wenige der positiven Eigenschaften, die das System begleiten. Das Gefäss, in dem die Flüssigkeit sich befindet, kann U- oder C-Förmig gebaut, wobei die beiden Enden in der nähe der Taumelscheiben-Flächen (beidseitig) sich befinden (9). Die Druckkammer umschließt ein Teil des Teller-Rands ohne ihn zu berühren und bringt die Kolben an jede Seite der Scheibe in Kontakt mit den Taumelscheiben-Flächen.
Die 6 zeigt ein Antrieb für das Ventil, wobei ein kleiner Schrittmotor 35, der durch ein Mini-Getriebe 34 mit dem Ventil gekoppelt ist. Das Getriebe kann den Ventil hin und her bewegen und somit eine Verengung des Kanals verursachen. Die Position wird dabei auch gehalten, solange das Mini-Getriebe inaktiv bleibt. Das Ventil kann auch durch einen Elektromagnet oder einem Magnetostriktions-Element angetrieben werden.
In der 7 ist das Energie-Übertragungs-System für den Ventil und die Steuerung 36 dargestellt worden. Dadurch, dass das Kupplungs-System nicht starr sondern sich drehen kann, ist eine Stromleitung durch einfache Leiter nicht mehr möglich. Es müssen dabei andere Stromübertragungs-Systeme eingebaut werden. Es gibt zahlreiche elektrische Energie-Übertragungs-Systeme, durch die man elektrische Energie in dem System geleitet werden kann. Eine einfache Methode ist z.B. durch Schleifkontakte. In diesem Fall könnte man ähnlich wie bei einem Rotor eines Bürsten-Elektromotors, mit ein paar Schleifringen 37 und Bürsten 38 ein Strom dem drehenden System zu zufügen. Zuverlässiger und verschleißfrei wäre jedoch eine berührungslose Stromübertragung durch Spulen/Elektromagneten 39, die ähnlich wie bei einem Trafo den Strom von einer Spule auf eine andere durch Induktion übertragen (8).
Die 10 zeigt eine Variante, wobei anstatt von Kugeln in dem Lager, kleine Konusse 40, die abgestumpft sind, eingebaut sind. Die Lagerelemente, die die Form eines Kegels oder Kegelstumpfes aufweisen, sind radial auf der Taumelscheibe oder auf dem Teller eingebaut. Der Konus-Winkel sollte so gewählt werden, dass der Konus einen Kreis fährt, der kleiner oder genau so gross, wie die Taumelscheibe ist. Auch die Oberfläche/Kontaktfläche der Taumelscheibe und/oder die des Tellers sollten leicht konusartig geneigt gebaut werden. Dadurch wäre die Drehbewegung sehr stabil.
In der 11 ist eine andere Variante dargestellt worden, wobei anstatt der Kolben, elastische Wände oder Membranen 42 eingebaut sind, die mit Verstärkungs-Fasern 43 ausgestattet sind. Diese Wände schliessen die Zylinder-Öffnungen und werden durch den Druck, aufgrund der Bewegung der schrägen Drehplatte, die Flüssigkeit hin und her strömen lassen. Sobald das Elektroventil geschlossen wird, fliesst keine Flüssigkeit mehr und die Membranen halten die Stellung. Dadurch werden die Drehbewegungen der Taumelscheibe komplett auf das Kupplungs-System übertragen, wobei die Zylinder und der Teller mitdrehen werden und damit die Kraft auf der Welle übertragen. Die Lager können auf dem Teller oder auf der Taumelscheibe eingebaut werden. Das würde keine rolle spielen. Auch die Kolben und die Zylinder müssen nicht unbedingt auf der Seite eingebaut werden, wo die Welle zum Getriebe führt, sondern können direkt mit der Motorkurbelwelle gekoppelt werden und in die Getriebe-Richtung wirken.
In allen Varianten, die hier dargestellt worden sind, sind die Kräfte, die auf den Kolben wirken, stark abhängig von der Motorleistung, Winkelneigung der Taumelscheibe und deren Grösse. Die Vektor-Kräfte, die auf den Kolben, bzw. deren Hebel wirken, sind relativ genau orientiert. Auf den Kolben wirken keine Drehkräfte, sondern nur Schiebe-/Anziehungskräfte. Die Drehkräfte würden zerstörerisch auf den Kolben wirken, wenn diese nicht von dem Kardangelenk blockiert wären. Das Elektroventil kann so konzipiert werden, dass es nicht ganz den Verbindungs-Kanal schliesst, sodass eine sanfte Kraftübertragung auf das Getriebe stattfindet. Das würde bedeuten, dass anfangs das Getriebe nicht mit voller Motorkraft angetrieben wird, sondern die Kraft sanfter übertragen wird. Als Ventil kann auch ein einfaches Kanal-Schliess-System eingebaut werden, dass aus einem Schliesskörper besteht, der elektromagnetisch hin und her bewegbar ist, der ein Teil des Kanals schliessen kann. Als Sshliesskörper sind sehr gut z.B.: Kegel oder Kugel geeignet (ähnlich wie bei Kugel- oder Kegelventile).
In der 12 ist eine Variante dargestellt worden, wobei anstatt von Ventile eine magnetorheologische Flüssigkeit 44 in dem Zylinder und/oder in dem Verbindungs-Kanal befüllt ist. Elektromagneten 47, gesteuert durch eine Steuerung 48 erzeugen ein Magnetfeld, das den Flüssigkeits-Aggregatszustand blitzschnell von flüssig auf fest ändert, wobei die Kolben schwerer sich bewegen oder ganz gestoppt werden (je nach Zähigkeit der Flüssigkeit). Sobald das Magnetfeld abgeschaltet wird, wird die feste Materie wieder flüssig und die Kolben können sich wieder frei bewegen. Die Zähigkeit ist stufenlos einstellbar und abhängig von der Magnetfeld-Stärke.
Das gleiche funktioniert auch mit einer elektrorheologische Flüssigkeit 45, die von zwei oder mehrere Elektroden 46 gesteuert wird (13). Abhängig von der Spannung kann diese Flüssigkeit ebenfalls fest werden oder stufenlos ihre Festigkeit ändern. Die Geschwindigkeit, mit der diese Flüssigkeiten ihren Aggregats-Zustand ändern können ist erstaunlich hoch. Sie sind in der Lage heutzutage bis 1500-mal pro Sekunde ihren Zustand zu ändern, was mit sehr schnellen Ventilen mithalten kann. Wenn noch kleinere Lamellen 50 in dem Verbindungs-Kanal eingebaut werden, dann werden kleine Änderungen in den Aggregats-Zustand der Flüssigkeit sofort grosse Wirkung zeigen. Die zäh gewordene Flüssigkeit kann nicht mehr schnell hin und her fließen und damit bewirkt sie eine Bremsung oder komplette Blockierung der Kolben und dadurch eine Kraftübertragung auf das Getriebe. Der Aggregats-Zustand der Flüssigkeit ist analog (stufenlos) steuerbar, sodass eine sehr genaue Dosierung der Kraftübertragung machbar ist. Vorteilhaft gegenüber herkömmlichen Ventilen ist diese Methode, weil sie schnell wirkt und weil keine Verschleissteile vorhanden sind.
Die Zylinder/Druckkammer können mit einer Stütze 49 gekoppelt werden, die mit der Welle fest gekoppelt ist. Das erhöht die Stabilität. Die Druckkammer können so gebaut werden, dass nur wenig Flüssigkeit hin und her gepresst wird. Der Verbindungs-Kanal, der die Druckkammer verbindet, kann sehr breit sein, sodass die Flüssigkeit ungehindert hin und her wandern kann. Als Flüssigkeit kann z.B. ein hydraulisches Öl, möglichst leichtflüssig, verwendet werden.
In der 18 ist eine Variante, wobei der Teller 5 in einem kugelförmigen Gehäuse/Hülle 51 eingebaut ist, dargestellt worden. Hier ist der Teller-Rand verzahnt. Die Zähne 52 sind in den Rillen 41 der Hülle eingesteckt. Die Rillen sind breit genug, um den Zähnen eine Bewegungs-Raum zu ermöglichen. Der Teller kann dadurch in der kugelförmigen Hülle ein wenig hin und her schwenken. Bei einer Rotierung des Tellers würde automatisch auch die Hülle mitdrehen, weil die Rillen nur einen Schwenkbewegung des Tellers erlauben, aber keine Drehung. Wenn die Kolben die Taumelbewegung des Tellers nicht blockieren, dann taumelt der Teller zusammen mit der Taumelscheibe mit. Die Taumelscheibe rotiert aber, während sie taumelt. Der Teller dagegen gleitet auf der Scheibe und rotiert dabei nicht. Sobald der Kolben die Taumelbewegung teilweise verhindern oder diese komplett blockieren, dann beginnt der Teller mit zudrehen. Der Teller kann von der Taumelscheibe sich nicht entfernen, daher muss er mit rotieren. Die Rotationsbewegung wird auf der Hülle übertragen und diese bewirkt die Drehung der Gehäuse 27 und der Welle 8 am Ausgang. Auf diese Weise findet eine Kraftübertragung statt.
In der 19 ist eine Variante dargestellt worden, wobei mehrere Drehscheiben/Taumelscheiben reihenweise eingebaut sind. Dazwischen sind die Kugellager, Teller, Kolben- und Arbeitszylinder-Systeme eingebaut. Das System ist besser gegen Unwucht gesichert und bedarf keine weitere Zusatzgewichte, die die Gesamtmasse beim Drehen stabilisieren. Die Flüssigkeit fliesst hier nur waagerecht, bzw. in der Drehachsenrichtung, sodass keine Unwucht erzeugen kann. Es wird keine Massen-Änderung, bzw. Massen-Wanderung näher an der Achse 55 oder weiter von ihr stattfinden. Die Ventile sollen gleichzeitig arbeiten und mehrere Kanäle simultan schliessen oder öffnen.
Das Gehäuse kann mit einem Kugellager die Motordrehachse an einer Stelle fest im Griff bekommen, die hier als verengte Stelle 53 (Nut) bezeichnet wird. Die Druckkammer und die Kolben sind zwischen den Scheiben eingebaut und mit der Wand der Gehäuse befestigt. Die Flüssigkeit bewegt sich nun in Drehachsenrichtung und somit kann sie keine Unwucht bei der Rotation erzeugen. Die Masse wird nicht radial hin und her verlagert, sondern longitudinal entlang der Drehachse hin und her wandern. Der Druckkammer/Arbeitszylinder muss nicht unbedingt gerade gebaut sein, sondern er kann auch bogenförmig oder noch besser „S"-förmig (waagerecht gelegt) gebaut werden, wobei an jedem Ende ein Arbeitskolben und in der Mitte das Ventil eingebaut wird. Das Ventil kann dann so eingebaut werden, dass sein Weg waagerecht verläuft und damit unempfindlich gegen die Fliehkraft.
Das Kupplungs-System kann nahezu in jedem Fahrzeug eingebaut werden. Auch andere Maschinen oder Geräte können damit aufgerüstet werden. Sportgeräte, Motorräder, Gartengeräte (Rasenmäher, Rasentrimmer), Landwirtschaftsmaschinen (Mähdrescher, Traktoren), schwere Baufahrzeuge (Bagger, Bulldozer, schwere LKW-s, Züge, Elektrozüge, etc.), Industriemaschinen (Standbohrmaschinen, Fräse-Maschinen, Drehbänke, Roboter-Maschinen etc.), Wassertransport-Fahrzeuge, Schiffe etc. können mit diesem Kupplung ausgestattet werden. Um die Reibung zwischen dem Teller und der Taumelscheibe zu reduzieren, kann man einen Öl verwenden, der leichtflüssig sein sollte. Das gekapseltes Gehäuse kann teilweise oder komplett mit Öl befüllt werden. Auch feine Stoff-Streifen oder Öl-Spritzdüsen, die das Öl direkt in dem Teller-Lager spritzen, können in dem Gehäuse eingebaut werden.

1: Taumelscheibe/Steuerscheibe
2: Motor-Drehachse
3: Zusatz-Platte
4: Oberfläche der Taumelscheibe
5: Teller
6: Kugellager
7: Gelenk
8: Welle
9: Getriebe
10: Winkelbereich
11: Kardan-Gelenke
12: Gummi-Teil der Welle
13: Gummischeibe
14: Platten
15: Kolben
16: Hebel
17: Kugelgelenk
18: Druckkammer, Druckzylinder, Arbeitszylinder
19: Flüssigkeit
20: Verbindungs-Kanal
21: Elektroventil
22: „positiver Bereich" der Taumelscheibe
23: Bolzen
24: Öffnung in der Taumelscheibe
25: „negativer Bereich" der Taumelscheibe
26: Schneckengetriebe
27: Gehäuse
28: Begrenzungs-Platten
29: Signal-Generator
30: Piezoventil
31: Kupplungs-Pedal
32: Kapsel-Gehäuse
33: Gehäuse Öffnung
34: Mini-Getriebe
35: Schrittmotor
36: Steuerung
37: Schleifringen
38: Bürsten
39: Spulen/Elektromagneten
40: Konus
41: Rillen
42: elastische Wände oder Membranen
43: Verstärkungs-Fasern
44: magnetorheologische Flüssigkeit
45: elektrorheologische Flüssigkeit
46: Elektroden
47: Elektromagneten
48: Flüssigkeits-Steuerung
49: scheibenförmige Stütze
50: Lamellen
51: Kapsel-Hülle/Gelenk
52: Zähne am Teller-Rand
53: Verengte Stelle (Nut) an der Motor-Achse
54: Walzen (im Lager)
55: Drehachse

Claims

Kupplungs-System, das in Maschinen oder Fahrzeuge aller Art einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens – eine Dreh-/Steuer-Scheibe/Taumelscheibe (1), die mit der Motor-Drehachse (2) fest oder abnehmbar gekoppelt ist, die nicht rechtwinklig zu Drehachse (55), sondern schräg oder winkelgeneigt angeordnet ist, wobei ihre Kontakt-Oberfläche (4) glatt ist oder mit konzentrisch angeordneten Rillen (41) versehen ist, – einem Teller (5), der gelagert ist, der auf der Oberfläche der schrägen Taumelscheibe (1) liegt, wobei die Lager ein reibungsloses Gleiten des Tellers auf der Taumelscheibe ermöglichen, – einem oder mehreren Kolben (15), die mit dem Teller (5), vorzugsweise nah am Teller-Rand durch Hebel (16) gelenkartig gekoppelt sind, die nahezu parallel zu der Motordrehachse oder Drehachse (55) angeordnet sind und in diese Richtung bewegbar sind, – einem oder mehreren Druckkammern/Druckzylindern (18), an denen die Kolben angebracht sind, die mit einander durch einen Flüssigkeits-Leitkanal oder Verbindungs-Kanal (20) verbunden sind, die mit einer Flüssigkeit gefüllt sind, wobei die Flüssigkeit druckübertragend von einem Druckkammer/Druckzylinder (18) auf das andere wandern kann, – einem Ventil oder Elektroventil (21), das in dem Verbindungs-Kanal (20) eingebaut ist, das die Intensität der Flüssigkeitsströmung zwischen den Druckkammern/Druckzylindern stufenlos oder stufenweise steuern kann, und der diese Flüssigkeitsströmung beim Schliessen komplett unterbrechen kann, wobei dann die Kolben nicht mehr bewegen können und der Teller nicht mehr die Taumelbewegung der Taumelscheibe durch Gleiten auf ihre Oberfläche nachmacht, sondern eine feste Winkelneigung beibehält und dadurch die Drehkraft von der Taumelscheibe direkt aufnimmt und mit der Taumelscheibe mitdreht, – eine Steuerung (36), die mit dem Elektroventil gekoppelt ist, – eine Welle (8), die den Motorantrieb weitergeben soll, die mit dem gelagerten Teller gelenkartig und mit den Druckkammern/Druckzylindern fest oder abnehmbar gekoppelt ist, aufweist oder aus diesen Teilen besteht (1, 4, 7).
Kupplungs-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens dass es in einem Gehäuse (27) angebracht ist, das auch die Motor-Drehachse und Kupplungs-Welle teilweise umschließt.
Kupplungs-System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle mit dem gelagerten Teller durch ein Gelenk gekoppelt ist, das eine Schwenkung in eine beliebige Richtung innerhalb bestimmten Neigungs-Parametern erlaubt, jedoch die Drehkraft oder die Drehbewegung des gelagerten Tellers komplett auf die Welle überträgt.
Kupplungs-System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk mindestens zwei rechtwinklig angeordneten Achsen aufweist, wobei eine Schwenkung in eine beliebige Richtung innerhalb eines Winkelbereichs möglich ist.
Kupplungs-System, das als Antriebsverbindung in Maschinen oder Fahrzeuge aller Art einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens – eine Dreh-/Steuer-Scheibe/Taumelscheibe (1), die mit der Motor-Drehachse (2) fest oder abnehmbar gekoppelt ist, die nicht rechtwinklig zu der Motor-Drehachse, sondern schräg oder winkelgeneigt angeordnet ist, wobei ihre Kontakt-Oberfläche glatt ist oder mit konzentrisch angeordneten Rillen versehen ist, – einem Gehäuse (33), das die Dreh-/Steuer-Scheibe/Taumelscheibe zumindest teilweise umschließt, die nicht berührt wird, das mit einer Öffnung versehen ist, durch die die Motor-Drehachse eingeführt wird, – einem oder mehreren Druckkammern/Druckzylindern (18), die mit einer Flüssigkeit gefüllt sind, die mit dem Gehäuse gekoppelt sind, an denen Kolben (15) angebracht sind, wobei die Flüssigkeit druckübertragend von einem Druckkammer/Druckzylinder auf das andere oder einem teil der Druckammer/Druckzylinder auf das andere über einem Flüssigkeits-Leitkanal oder Verbindungs-Kanal (20) wandern kann, – einem oder mehreren Kolben, die mit Kugel-Lager, vorzugsweise bestehend aus einem oder mehreren Kugeln, ausgestattet sind, durch die sie die Dreh-/Steuer-Scheibe/Taumelscheibe berühren, – einem Ventil oder Elektroventil (21), das in dem Verbindungs-Kanal eingebaut ist, das die Intensität der Flüssigkeitsströmung zwischen den Druckkammern/Druckzylindern oder deren Teile stufenlos oder stufenweise steuern kann, und der diese Flüssigkeitsströmung beim Schliessen komplett unterbrechen kann, – eine Steuerung, die mit dem Elektroventil gekoppelt ist, – eine Welle (8), die den Motorantrieb weitergeben soll, die mit dem Gehäuse fest oder abnehmbar gekoppelt ist, aufweist oder aus diesen Teilen besteht.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Steuerung und/oder für das Elektroventil notwendige elektrische Energie, durch ein Schleifkontakt-Energie-Übertragungs-System zugefügt wird.
Kupplungs-System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Steuerung und/oder für das Elektroventil notwendige elektrische Energie, durch ein eingebautes berührungsloses Energie-Übertragungs-System zugefügt wird.
Kupplungs-System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das berührungsloses Energie-Übertragungs-System aus Elektromagneten oder Induktions-Spulen, die elektrische Energie berührungslos in kleinen Distanzen übertragen können, besteht.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektroventil präzise gebaut ist wobei – bei vollständig aktiviertem Elektroventil die Kolben frei hin und her schwenken können, wobei keine Drehkraft-Übertragung zwischen der Motor-Drehachse und der Welle (8) stattfindet, – bei teils aktiviertem Elektroventil, dementsprechend eine unvollständige Drehkraft-Übertragung zwischen der Motor-Drehachse und der Welle stattfindet, – bei inaktivem Elektroventil eine vollständige Drehkraft-Übertragung zwischen der Motor-Drehachse und der Welle stattfindet.
Kupplungs-System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektroventil präzise gebaut ist wobei – bei nicht aktiviertem Elektroventil die Kolben frei hin und her schwenken können, wobei keine Drehkraft-Übertragung zwischen der Motor-Drehachse und der Welle (8) stattfindet, – bei teils aktiviertem Elektroventil, dementsprechend unvollständige Drehkraft-Übertragung zwischen der Motor-Drehachse und der Welle stattfindet, – bei aktiviertem Elektroventil eine vollständige Drehkraft-Übertragung zwischen der Motor-Drehachse und der Welle stattfindet.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk ein Kardan-Gelenk ist, das eine Schwenkung in eine beliebige Richtung innerhalb von bestimmten Winkel-Neigungen erlaubt, jedoch eine Drehkraft 1:1 oder eine vollständige Drehmoment/Drehbewegung überträgt.
Kupplungs-System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk aus einem massiven Gummi-Teil besteht, das eine Schwenkung in eine beliebige Richtung innerhalb bestimmten Parametern erlaubt, jedoch eine Drehung des gelagerten Teller direkt auf der Welle überträgt.
Kupplungs-System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gummi-Teil die Form einer dicken Scheibe aufweist.
Kupplungs-System nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenstruktur des Gummi-Teils mit Verstärkungs-Fasern verstärkt ist.
Kupplungs-System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungs-Fasern parallel und rechtwinklig die beiden Enden der Scheibe verbinden.
Kupplungs-System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungs-Fasern etwas schräg angeordnet sind und die beiden Enden der Scheibe verbinden.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk, das die Hebel der Kolben mit dem Teller verbindet, ein Kugelgelenk ist.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben mit dem Hebel mit Hilfe eines Kugelgelenks gekoppelt ist.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben und der Druckkammer/Druckzylinder jeweils einen Arbeitszylinder bilden, die miteinander verbunden sind, sodass die Flüssigkeit von einem Arbeitszylinder auf den anderen wandern kann.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die drehenden Teile ausgewuchtet sind.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektroventil ein schnelles Ventil ist.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektroventil ein Elektromagnetventil, oder ein Magnetostriktions-Ventil oder ein Piezo-Ventil ist.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung mit einem getakteten System ausgestattet ist.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung mit einem regelbaren Signal-Generator gekoppelt ist, der einstellbare elektrische Impulse oder Wechselströme erzeugt, wodurch elektrisch steuerbare Elemente, vorzugsweise das Elektroventil gesteuert wird.
Kupplungs-System nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangs-Signal des Signal-Generators so steuerbar ist, dass die Frequenz und/oder die Amplitude regelbar ist.
Kupplungs-System nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektroventil so gesteuert wird, dass er sehr schnell und mit einen durch die Steuerung oder Signal-Generator erzeugten Frequenz auf und zu macht.
Kupplungs-System nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Signal-Frequenz und/oder die Amplitude durch das Kupplungspedal des Fahrzeugs, bei manueller Gangschaltung, oder durch eine Automatik-Getriebe-Steuerung regelbar ist.
Kupplungs-System nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben durch das Elektroventil gesteuert, mit hoher Frequenz die Winkelneigung des gelagerten Tellers auf der Taumelscheibe nicht kontinuierlich sondern in kurzen Abständen sehr oft starr machen, wobei lediglich während der starren Zustands eine Kraftübertragung stattfindet.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle in einem Bereich aus einem Massiven Gummiteil besteht.
Kupplungs-System nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventil-Weg durch einen Hebel, vorzugsweise durch das Kupplungs-Pedal des Fahrzeugs steuerbar ist.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Taumelscheibe nicht rund sondern vielmehr oval oder ihre Kontakt-Oberfläche hügelig gebaut ist.
Kupplungs-System nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Taumelscheibe so gebaut ist, das eine diametrale Anordnung von wechselweise Hügeln und Tälern auf der Oberfläche sich befindet.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Taumelscheibe oder das ganze Kupplungs-System durch Zusatzgewicht oder Gewichtsverlagerung ausgewuchtet ist.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektroventil mit einem Signal mit hoher Frequenz gesteuert wird.
Kupplungs-System nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz des Signals mindestens mehrere Hz oder KHz beträgt.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mehrere Dreh-/Steuer-Scheiben/Taumelscheiben (1), die hintereinander reihenweise mit der Motor-Drehachse (2) fest oder abnehmbar gekoppelt sind, wobei dementsprechende Druckzylinder und Kolben zwischen den Scheiben eingebaut sind, die in Drehachsen-Richtung bewegbar sind, aufweist (19).
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator eine oder mehrere Oszillator-Schaltungen aufweist, wobei sowohl die Frequenz als auch die Amplitude der Schwingungen regelbar ist.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Taumelscheibe mit einer austauschbaren Platte, die an der Oberfläche befestigt ist, ausgestattet ist.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Taumelscheibe und/oder der gelagerte Teller und/oder das Gehäuse aus sehr harten Material hergestellt sind.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Systeme mit mehreren Kolben, die gelenkartige Befestigungspunkte der Kolben-Hebel mit dem Teller-Rand gleichmäßig verteilt sind oder unter einem Winkel auf dem Tellerrand angeordnet sind, der eine Winkelgrösse von 360° geteilt durch den Kolbenanzahl darstellt.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gelagerte Teller mit einem Bolzen ausgestattet ist, der in einer Öffnung in der Mitte der Taumelscheibe eingeführt ist, der eine Unwucht verhindern soll.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektroventil nicht nur auf- und zu Stellungen nehmen und halten kann sondern beliebige Zwischenstellungen.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt eines Elektroventils oder Piezoventils ein mechanisches Ventil ist, das mit einem kleinen elektrisch angetriebenem Getriebe, vorzugsweise einem Schnecken-Getriebe gekoppelt ist, das das Ventil in eine beliebige Zwischenstellung bringen und halten kann.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil durch einen Schrittmotor angetrieben wird.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil einen längeren Weg aufweist.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkammer/Druckzylinder U- oder C-Förmig gebaut ist, wobei an beiden Enden jeweils ein Kolben angebracht ist (9).
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugellager, vorzugsweise die, die zwischen der Taumelscheibe und dem Teller eingebaut sind, anstatt Kugeln, mit Walzen oder mit Lagerelemente, die die Form eines Kegels oder Kegelstumpfes aufweisen, wobei diese radial auf dem Teller oder Taumelscheibe angeordnet sind und mit der schmalen Ende in Drehachsenrichtung (55) zeigen, ausgestattet sind.
Kupplungs-System nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche der Taumelscheibe und/oder des Tellers, auf der die Konuslager/Kegellager berühren, leicht konusartig gebaut ist.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer/Druckzylinder auf einer Stütze (49), die mit der Welle oder einem Gehäuse gekoppelt ist, befestigt sind.
Kupplungs-System nach einem der Ansprüche 36 bis 49, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit zwischen den Taumelscheiben in den Druckkammern longitudinal zu der Drehachse (55) sich hin und her bewegt, wobei eine Unwucht während der Gesamtrotation ausgeschlossen ist (19).
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben anstatt durch Hebel direkt mit Kugellager gekoppelt sind, die auf der Taumelscheibe gleitend berühren und von der die Schwenkbewegung aufnehmen, die dann die Flüssigkeit in Bewegung setzt (19).
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventil- oder Elektroventil-Weg longitudinal zu der Drehachse (55) angeordnet ist und auf dieser Weise er durch die Fliehkräfte nicht beeinflusst wird (1, 4, 7, 8, 9, 10 oder 18).
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass pro Zylinder jeweils zwei Kolben an jedem Ende eingebaut sind, wobei das Ventil, das hin- und her fliessen der Flüssigkeit mehr oder weniger verhindern kann.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt von Kolben, elastische Membranen oder Gummi-Wände oder elastische Wände an der Stellen wo sich der Kolben sein müssten, eingebaut sind (11).
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil oder Elektroventil so gesteuert oder gebaut ist, dass es den Verbindungs-Kanal (20) nicht ganz schliessen kann, wobei eine sanfte Kraftübertragung oder Getriebesteuerung ermöglicht wird.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Teller (5) in einem kugelförmigen Hülle (51), die mit einem Gehäuse (27), das mit der Welle (8) verbunden ist, gekoppelt ist, die mit Rillen (41) an die Innen-Fläche der Wand ausgestattet ist, die in Drehachsenrichtung angeordnet sind, an denen der Teller-Rand berührt, der ebenfalls mit Zähnen (52) ausgestattet ist, der an den Rillen entlang ungehindert schwenken/bewegen kann, aber eine Drehung des Tellers die Hülle (51) und damit das Gehäuse (27) und die Welle (8) mitdrehen würde, eingebaut ist (18).
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motor-Drehachse (2) eine verengte Stelle (53) aufweist, an der das Kapsel-Gehäuse (32) durch ein Lager (6) befestigt ist (1)
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es anstatt des Ventils oder Elektroventils mindestens – eine elektrorheologische Flüssigkeit, die den Zylinder/Druckkammer oder zumindest den Verbindungs-Kanal befüllt, – ein oder mehrere Elektroden, die die Aggregatszustand der Flüssigkeit durch elektrische Spannung von Flüssig auf Fest und umgekehrt steuern können, – eine Steuerung, die mit der Elektroden gekoppelt ist, aufweist (13).
Kupplungs-System nach einem der Ansprüche 1 bis 57, dadurch gekennzeichnet, dass es anstatt des Ventils oder Elektroventils mindestens – eine magnetorheologische Flüssigkeit, die den Zylinder/Druckkammer oder zumindest den Verbindungs-Kanal befüllt, – ein oder mehrere Elektromagneten, die den Aggregatszustand der Flüssigkeit durch Magnetfeld von Flüssig auf Fest und umgekehrt steuern können, – eine Steuerung, die mit den Elektromagneten gekoppelt ist, aufweist (14).