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GEBIET
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Die
vorliegende Offenbarung betrifft Drehmomentübertragungseinrichtungen, und
insbesondere eine Drehmomentübertragungseinrichtung
mit mehreren Kupplungen.
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HINTERGRUND
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Die
Angaben in diesem Abschnitt stellen nur Hintergrundinformationen
bezüglich
der vorliegenden Offenbarung bereit und stellen nicht unbedingt den
Stand der Technik dar.
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Es
gibt viele in der Technik bekannte Einrichtungen zur Übertragung
von Drehmoment. Beispiele umfassen hydraulisch betätigte Kupplungsplatten, von
Schaltgabeln betätigte
Klauenkupplungen und Einwege-Kupplungen. Diese Einrichtungen sind
zur Übertragung
von Drehmoment zwischen zwei separaten Komponenten in der Lage,
und jede ist für
ihren beabsichtigten Zweck nützlich.
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Die
Einwege-Kupplung ist eine kompakte Konstruktion, die bei vielen
Anwendungen zum Übertragen
von Drehmoment in eine Drehrichtung verwendet wird. Eine typische
Einwege-Kupplung umfasst einen inneren Ring, der in einem äußeren Ring angeordnet
ist. Zwischen den Ringen liegt ein Verbindungselement zur selektiven Übertragung
von Drehmoment zwischen den Ringen. Das Verbindungselement kann
verschiedene Formen annehmen, zum Beispiel einen Freilauf, eine
Rolle oder eine Dio de. Das Verbindungselement wirkt, indem es mit
den Ringen in Eingriff tritt, um ein Drehmoment zu übertragen,
wenn einer der Ringe in eine erste Richtung gedreht wird. Wenn die
Ringe in eine entgegengesetzte Richtung gedreht werden, tritt das
Verbindungselement mit den Ringen nicht in Eingriff und es wird
kein Drehmoment durch die Einwege-Kupplung übertragen. Auf diese Weise
bewirkt die Einwege-Kupplung eine Übertragung von Drehmoment zwischen
zwei Komponenten.
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Eine
bekannte Einschränkung
bei einer Einwege-Kupplung ist jedoch, dass man verschiedene Drehmomenteinstellungen
nicht wählen
kann. Obwohl in der Vergangenheit verschiedene Lösungen bereitgestellt wurden,
ist in der Technik noch Platz für eine
Verbesserung beim Bereitstellen einer wählbaren Kupplungsbaugruppe,
die eine gewünschte
Flexibilität
bei der Baugröße, Vorteile
bei der Komponentengröße, der
Steuerungskomplexität
und verringerte Drehmomentverluste umfasst.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, der Technik eine Einrichtung
zur Übertragung von
Drehmoment zwischen einer ersten Komponente und einer zweiten Komponente
bereitzustellen.
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Bei
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Einrichtung
einen mit der ersten Komponente gekoppelten ersten Laufring, einen
mit der zweiten Komponente gekoppelten zweiten Laufring, wobei der
zweite Laufring konzentrisch mit dem ersten Laufring angeordnet
ist, einen ersten Kipphebel, der mit dem ersten Laufring drehbar
verbunden ist, wobei der erste Kipphebel bewegbar ist, um den ersten
Laufring an dem zweiten Laufring zur Übertragung von Drehmoment dazwischen
drehbar zu befestigen, einen zweiten Kipphebel, der mit dem ersten
Laufring drehbar ver bunden ist, wobei der zweite Kipphebel axial
benachbart zu dem ersten Kipphebel angeordnet ist und der zweite
Kipphebel bewegbar ist, um den ersten Laufring an dem zweiten Laufring zur Übertragung
von Drehmoment dazwischen drehbar zu befestigen, und einen Auswahlring,
der zwischen dem ersten Laufring und dem zweiten Laufring angeordnet
ist, wobei der Auswahlring bewegbar ist, um mit dem ersten Kipphebel
in Eingriff zu treten, um zu verhindern, dass der erste Kipphebel
mit dem zweiten Laufring in Eingriff tritt.
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Bei
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung tritt der erste
Kipphebel mit dem zweiten Laufring in Eingriff, wenn er in eine
erste Richtung gedreht ist.
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Bei
noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung tritt der
zweite Kipphebel mit dem zweiten Laufring in Eingriff, wenn er in
eine zweite Richtung gedreht ist.
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Bei
noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der
zweite Laufring eine innere Oberfläche auf, die mindestens eine
Ausnehmung ausbildet, und der erste Kipphebel und der zweite Kipphebel
sind bewegbar, um mit der ersten Ausnehmung zur Übertragung von Drehmoment zwischen
dem ersten Laufring und dem zweiten Laufring in Eingriff zu treten.
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Bei
noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der zweite
Laufring eine innere Oberfläche
auf, die eine erste Ausnehmung radial benachbart zu einer zweiten
Ausnehmung ausbildet, und der erste Kipphebel ist bewegbar, um mit der
ersten Ausnehmung in Eingriff zu treten und der zweite Kipphebel
ist bewegbar, um mit der zweiten Ausnehmung in Eingriff zu treten.
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Bei
noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der
erste Kipphebel einen ersten sich erstreckenden Arm auf, der in
die erste Richtung zum Drehen zu dem zweiten Laufring hin vorgespannt
ist, wobei der erste sich erstreckende Arm mit der ersten Ausnehmung
in Eingriff tritt, um den ersten Laufring an dem zweiten Laufring
zur Übertragung
von Drehmoment dazwischen drehbar zu befestigen.
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Bei
noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung bewegt sich
der erste sich erstreckende Arm aus der ersten Ausnehmung heraus, wenn
der erste sich erstreckende Arm in die zweite Richtung gedreht wird,
wobei kein Drehmoment zwischen dem ersten Laufring und dem zweiten
Laufring übertragen
wird.
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Bei
noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der
zweite Kipphebel einen zweiten sich erstreckenden Arm auf, der in
die zweite Richtung zum Drehen zu dem zweiten Laufring hin vorgespannt
ist, wobei der zweite sich erstreckende Arm mit der zweiten Ausnehmung
in Eingriff tritt, um den ersten Laufring an dem zweiten Laufring
zur Übertragung
von Drehmoment dazwischen drehbar zu befestigen.
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Bei
noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung bewegt sich
der zweite sich erstreckende Arm aus der zweiten Ausnehmung heraus, wenn
der zweite sich erstreckende Arm in die zweite Richtung gedreht
wird, wobei kein Drehmoment zwischen dem ersten Laufring und dem
zweiten Laufring übertragen
wird.
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Bei
noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der
erste Laufring einen ersten inneren Abschnitt und einen zweiten
inneren Abschnitt, wobei der erste innere Abschnitt den ersten Kipphebel
aufweist und der zweite innere Abschnitt den zweiten Kipphebel aufweist.
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Bei
noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der
zweite Laufring einen ersten äußeren Abschnitt
und einen zweiten äußeren Abschnitt,
wobei der erste äußere Abschnitt
die darauf ausgebildete erste Ausnehmung aufweist und der zweite äußere Abschnitt
die darauf ausgebildete zweite Ausnehmung aufweist.
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Bei
noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der erste
innere Abschnitt mit dem zweiten inneren Abschnitt durch mindestens
einen Verbinder verbunden.
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Bei
noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der erste
innere Abschnitt mit dem zweiten äußeren Abschnitt durch mindestens
einen Verbinder verbunden.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, der Technik eine zweite
Einrichtung zur Übertragung
von Drehmoment zwischen einer ersten Komponente und einer zweiten
Komponente bereitzustellen.
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Bei
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Einrichtung
einen ersten Laufring, einen zweiten Laufring, der radial außerhalb
des ersten Laufrings angeordnet ist, wobei der zweite Laufring eine
erste Ausnehmung aufweist, einen dritten Laufring, der radial außerhalb
des zweiten Laufrings angeordnet ist, wobei der dritte Laufring
eine zweite Ausnehmung aufweist, einen mit dem ersten Laufring drehbar
verbundenen ersten Kipphebel, wobei der erste Kipphebel bewegbar
ist, um mit der ersten Ausnehmung in Eingriff zu treten, um den
ersten Laufring an dem zweiten Laufring zur Übertragung von Drehmoment zwischen
der ersten Komponente und der zweiten Komponente drehbar zu befestigen,
einen mit dem zweiten Laufring drehbar verbundenen zweiten Kipphebel,
wobei der zweite Kipphebel bewegbar ist, um mit der zweiten Ausnehmung
in Eingriff zu treten, um den zweiten Laufring an dem dritten Laufring zur Übertragung
von Drehmoment zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente
drehbar zu befestigen, und einen Auswahlring, der zwischen dem zweiten
Laufring und dem dritten Laufring angeordnet ist, wobei der Auswahlring
bewegbar ist, um mit dem zweiten Kipphebel in Eingriff zu treten, um
zu verhindern, dass der zweite Kipphebel mit der zweiten Ausnehmung
in Eingriff tritt.
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Weitere
Anwendungsgebiete werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung
ersichtlich. Es ist zu verstehen, dass die Beschreibung und spezielle
Beispiele nur zu Veranschaulichungszwecken gedacht sind und nicht
dazu gedacht sind, den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung
zu beschränken.
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ZEICHNUNGEN
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Die
hierin beschriebenen Zeichnungen sind nur zu Veranschaulichungszwecken
und sind nicht dazu gedacht, den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung
in irgendeiner Weise einzuschränken.
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1A ist
eine schematische Ansicht einer Einwege-Kipphebelkuppel gemäß den Prinzipien der vorliegenden
Erfindung;
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1B ist
eine schematische Ansicht einer wählbaren Einwege-Kipphebelkupplung
gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine schematische Ansicht einer dualen Kupplungsbaugruppe gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
eine schematische Ansicht einer dualen Kupplungsbaugruppe gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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4 ist
eine schematische Ansicht einer dualen Kupplungsbaugruppe gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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GENAUE BESCHREIBUNG
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Die
folgende Beschreibung ist rein beispielhafter Natur und ist nicht
dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendungen
zu beschränken.
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Um
eine klare Beschreibung der vorliegenden Erfindung bereitzustellen,
werden zuerst zwei in 1A und 1B veranschaulichte
Kupplungen beschrieben. Diese zwei Kupplungen werden bei den verschiedenen
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung verwendet.
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Mit
Bezug auf 1A ist eine Einwege-Kipphebelkupplung 10 oder
Kupplung 10, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet
wird, veranschaulicht. Die Kupplung 10 umfasst einen ersten
Laufring 12. Der erste Laufring 12 ist von ringförmiger Gestalt und
umfasst eine äußere Oberfläche 14.
Eine Vielzahl von Einbuchtungen 16 ist in der äußeren Oberfläche 14 ausgebildet
und ist ringförmig
um den Innenumfang des ersten Laufrings 12 herum beabstandet.
Eine Vielzahl von Nischen 18 ist ebenso an der äußeren Oberfläche 14 ausgebildet
und die Nischen 18 sind ringförmig um den inneren Umfang
des ersten Laufrings 12 herum beabstandet. Die Nischen 18 sind
benachbart zu den Einbuchtungen 16 angeordnet.
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Die
Kupplung 10 umfasst ferner eine Vielzahl von Kipphebeln 20.
Die Kipphebel 20 umfassen einen Körper 22 und einen
Arm 24. Der Arm 24 erstreckt sich von dem Körper 22 weg.
Die Kipphebel 20 sind mit der äußeren Oberfläche 14 des
ersten Laufrings 12 derart drehbar verbunden, dass bei
jedem Kipphebel 20 der Körper 22 in eine Einbuchtung 16 passt
und sich der Arm 24 über
eine benachbarte Nische 18 erstreckt. Wie nachstehend genauer
beschrieben ist, sind die Kipphebel 20 zur selektiven Übertragung
von Drehmoment durch die Kupplung 10 konstruiert.
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Eine
Vielzahl von Vorspannungselementen 26 ist in den Nischen 18 angeordnet.
Bei dem vorliegenden Beispiel sind die Vorspannungselemente 26 Schraubenfedern,
aber es ist festzustellen, dass verschiedene andere Typen von Vorspannungselementen
verwendet werden können.
Die Vorspannungselemente 26 stehen in Eingriff mit dem
Arm 24 und drängen
den Kipphebel 20 zur Drehung in eine erste Richtung A.
Bei dem vorliegenden Beispiel ist die erste Richtung A als eine
Drehung im Uhrzeigersinn veranschaulicht, aber es ist festzustellen,
dass die Kipphebel 20, die Nischen 18 und die
Vorspannungselemente 26 in eine entgegengesetzte Richtung
derart ausgerichtet sein können,
dass die Drehung in die erste Richtung A gegen den Uhrzeigersinn
verläuft.
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Die
Kupplung 10 umfasst auch einen zweiten Laufring 30.
Der zweite Laufring 30 ist radial außerhalb des ersten Laufrings 12 derart
angeordnet, dass die Kipphebel 20 zwischen dem ersten Laufring 12 und
dem zweiten Laufring 30 angeordnet sind. Der zweite Laufring 30 ist
konzen trisch mit dem ersten Laufring 12. Der zweite Laufring 30 ist
allgemein von ringförmiger
Gestalt und umfasst eine innere Oberfläche 32. Eine Vielzahl
von Ausnehmungen 34 ist an der inneren Oberfläche 32 ausgebildet
und ist ringförmig
um den inneren Umfang des zweiten Laufrings 30 herum beabstandet.
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Ein
Drehmoment wird durch die Kupplung 10 übertragen, wenn der erste Laufring 12 durch
eine Drehung der Kipphebel 20 im Uhrzeigersinn an dem zweiten
Laufring 30 drehbar befestigt ist. Insbesondere tritt ein
Eingriff der Kipphebel 20 mit dem zweiten Laufring 30 auf,
wenn sich der erste Laufring 12 in eine Richtung X dreht,
wie in 1A angezeigt ist, oder wenn
sich der zweite Laufring 30 in eine Richtung Y dreht, wie
in 1A angezeigt ist. Insbesondere sind die Kipphebel 20 zur
Drehung in die erste Richtung A derart vorgespannt, dass die Arme 24 mit den
Ausnehmungen 34 des zweiten Laufrings 30 in Eingriff
treten. Dieser Eingriff durch die Kipphebel 20 befestigt
den ersten Laufring 12 und den zweiten Laufring 30 drehbar
aneinander. Ein Lösen
des Eingriffs der Kipphebel 20 mit dem zweiten Laufring 30 tritt
auf, wenn sich der erste Laufring 12 in die Richtung Y,
oder wenn sich der zweite Laufring 30 in die Richtung X
dreht. Die innere Oberfläche 32 des
zweiten Laufrings 30 drangt die Kipphebel 20 zu
einer Drehung in eine Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung
A, und die Arme 24 bewegen sich aus den Ausnehmungen 34 des
zweiten Laufrings 30 heraus. Dieses Lösen des Eingriffs der Kipphebel 20 ermöglicht es
dem ersten Laufring 12 und dem zweiten Laufring 30,
sich mit Bezug zueinander frei zu drehen.
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1B veranschaulicht
eine wählbare
Einwege-Kipphebelkupplung 50 oder wählbare Kupplung 50.
Die wählbare
Kupplung 50 ist im Wesentlichen identisch wie die Kupplung 10,
jedoch sind die Kipphebel 20 und die Nischen 18 im
Vergleich zu den Kipphebeln 20 und den Nischen 18 in
der Kupplung 10 in eine entgegengesetzte Richtung ausgerichtet. Insbesondere
steht das Vorspannungselement 26 in Eingriff mit dem Arm 24 und
drängt
den Kipphebel zu einer Drehung in eine zweite Richtung B. Die zweite Richtung
B ist eine der ersten Richtung A entgegengesetzt gerichtete Drehung.
Bei dem vorliegenden Beispiel ist die zweite Richtung B als eine
Drehung gegen den Uhrzeigersinn dargestellt, aber es ist festzustellen,
dass die Kipphebel 20, die Nischen 18 und die
Vorspannungselemente 26 in eine entgegengesetzte Richtung
derart ausgerichtet sein können, dass
die Drehung der zweiten Richtung A im Uhrzeigersinn verläuft, insofern
als die Kipphebel 20, die Nischen 18 und die Vorspannungselemente 26 der Kupplung 10 auf ähnliche
Weise derart umorientiert sind, dass die Kipphebel 20 der
Kupplung 10 in eine Richtung vorgespannt sind, die entgegengesetzt
zu der Richtung der Kipphebel 20 der wählbaren Kupplung 50 verläuft.
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Die
wählbare
Kupplung 50 umfasst ferner einen Auswahlring 54.
Der Auswahlring 54 ist zwischen dem ersten Laufring 12 und
dem zweiten Laufring 30 angeordnet und ist konzentrisch
mit dem ersten Laufring 12. Der Auswahlring 54 umfasst
eine Vielzahl von Zungen 56, die sich in eine axiale Richtung
relativ zu der wählbaren
Kupplung 50 erstrecken. Der Auswahlring 54 ist
durch einen (nicht gezeigten) Aktuator zwischen einer ersten Position
und einer zweiten Position drehbar bewegbar. Wenn sich der Auswahlring 54 in
der ersten Position befindet, stehen die Zungen 56 in Eingriff
mit den Kipphebeln 20 und verhindern, dass sich die Kipphebel 20 in
die Ausnehmungen 34 drehen. Die erste Position ist in 1B veranschaulicht.
Wenn sich der Auswahlring 54 in der zweiten Position befindet,
stehen die Zungen 56 mit den Kipphebeln 20 nicht
in Eingriff und die Kipphebel 20 können sich ungehindert drehen.
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Ein
Drehmoment wird durch die wählbare Kupplung 50 auf
eine Weise übertragen,
die derjenigen der Kupplung 10 ähnelt. Ein Eingriff der Kipphebel 20 mit
dem zweiten Laufring 30 tritt auf, wenn sich der erste
Laufring 12 in die Richtung Y dreht oder wenn sich der
zweite Laufring 30 in die Richtung X dreht. Insbesondere,
wenn die Kipphebel 20 zur Drehung in die zweite Richtung
B derart vorgespannt sind, dass die Arme 24 mit den Ausnehmungen 34 des
zweiten Laufrings 30 in Eingriff treten. Dieser Eingriff
durch die Kipphebel 20 befestigt den ersten Laufring 12 und
den zweiten Laufring 30 drehbar aneinander. Ein Lösen des
Eingriffs der Kipphebel 20 mit dem zweiten Laufring 30 tritt
auf, wenn sich der erste Laufring 12 in die Richtung X
dreht oder wenn sich der zweite Laufring 30 in die Richtung
Y dreht. Die innere Oberfläche 32 des
zweiten Laufrings 30 drängt
die Kipphebel 20 zu einer Drehung in eine Richtung entgegengesetzt
zu der zweiten Richtung B, und die Arme 24 bewegen sich
aus den Ausnehmungen 34 des zweiten Laufrings 30 heraus.
Dieses Lösen
des Eingriffs der Kipphebel 20 ermöglicht es dem ersten Laufring 12 und
dem zweiten Laufring 30, sich mit Bezug zueinander frei
zu drehen. Wenn der Auswahlring 54 in die erste Position
bewegt wird, wie voranstehend angemerkt, verhindern die Zungen 56, dass
sich die Kipphebel 20 drehen, um mit dem zweiten Laufring 30 in
Eingriff zu treten. Dadurch verhindert der Auswahlring 54 eine Übertragung
von Drehmoment durch die wählbare
Kupplung 50 unabhängig
von den Relativbewegungen zwischen dem ersten Laufring 12 und
dem zweiten Laufring 30, was es im Wesentlichen ermöglicht,
dass sich der erste Laufring 12 und der zweite Laufring 30 relativ
zueinander ungehindert drehen können.
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Nun
auf 2 Bezug nehmend ist eine erste Kupplungsbaugruppe 100 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, welche die Kupplung 10 und
die wählbare
Kupplung 50 verwendet. Die Kupplung 10 ist zu
der wählbaren
Kupplung 50 axial benachbart an geordnet. Der erste Laufring 12 der
Kupplung 10 ist an dem ersten Laufring 12 der
wählbaren
Kupplung 50 drehbar befestigt, wodurch ein innerer Laufring 102 ausgebildet ist.
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Der
zweite Laufring 30 der Kupplung 10 ist an dem
zweiten Laufring 30 der wählbaren Kupplung 50 drehbar
befestigt, sodass ein äußerer Laufring 104 ausgebildet
ist. Der innere Laufring 102 ist mit einer ersten Komponente 106 gekoppelt,
und der äußere Laufring 104 ist
mit einer zweiten Komponente 108 gekoppelt. Die Kupplung 10 und
die wählbare Kupplung 50 sind
in der ersten Kupplungsbaugruppe 100 derart ausgerichtet,
dass die Kipphebel 20 der Kupplung 10 entgegengesetzt
zu den Kipphebeln 20 der wählbaren Kupplung 50 ausgerichtet
sind. Insbesondere entsprechen die Pfeile 1A-1A und 1B-1B den Ansichten
in 1A bzw. 1B.
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Die
Kipphebel 20 der Kupplung 10 sind axial benachbart
zu den Kipphebeln 20 der wählbaren Kupplung 50 angeordnet.
Bei dem bereitgestellten Beispiel sind die Kipphebel 20 der
Kupplung 10 und die Kipphebel 20 der wählbaren
Kupplung 50 axial miteinander ausgerichtet, es ist jedoch
festzustellen, dass die Kipphebel 20 nicht axial miteinander
ausgerichtet angeordnet sein können.
Zudem können
die Ausnehmungen 34 der Kupplung 10 und die Ausnehmungen 34 der
wählbaren
Kupplung 50 ausgerichtet sein, um eine einzige Ausnehmung 110 auszubilden, oder
alternativ diskrete separate Ausnehmungen bleiben.
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Während eines
Betriebs der ersten Kupplungsbaugruppe 100 sind die erste
Komponente 106 und/oder die zweite Komponente 108 drehbar.
Zusätzlich
kann die erste Komponente 106 oder die zweite Komponente 108 gegen
eine Drehung befestigt sein. Ein Drehmoment wird zwischen der ersten Komponente 106 und
der zweiten Komponente 108 übertragen, wenn die Kipphebel 20 der
Kupplung 10 den inneren Laufring 12 mit dem äußeren Laufring 30 koppeln
(wie in 1A gezeigt und beschrieben ist), und
wenn die Kipphebel 20 der wählbaren Kupplung 50 den
inneren Laufring 12 mit dem äußeren Laufring 30 koppeln
(wie in 1B gezeigt und beschrieben ist).
Dies wiederum koppelt den inneren Laufring 102 mit dem äußeren Laufring 104.
Zwischen der ersten Komponente 106 und der zweiten Komponente 108 wird
kein Drehmoment übertragen,
wenn sich der Auswahlring 54 in der ersten Position befindet
und verhindert, dass die Kipphebel 20 der wählbaren Kupplung 50 mit
dem äußeren Laufring 104 in
Eingriff treten. Es ist festzustellen, dass die Ausrichtungen der
Kupplung 10 und der wählbaren
Kupplung 50 umgedreht sein können, um spezielle Richtungen
für eine
Drehmomentübertragung
und eine freie Bewegung zu er möglichen.
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3 veranschaulicht
eine zweite Kupplungsbaugruppe 200 gemäß den Prinzipien der vorliegenden
Erfindung. Die zweite Kupplungsbaugruppe 200 ist der in 2 gezeigten
ersten Kupplungsbaugruppe 100 insofern ähnlich, als die zweite Kupplungsbaugruppe 200 die
mit der wählbaren
Kupplung 50 gekoppelte Kupplung 10 umfasst. Bei
der zweiten Kupplungsbaugruppe 200 ist jedoch die Kupplung 10 zu
der wählbaren
Kupplung 50 versetzt. Insbesondere ist die Kupplung 10 zu
der wählbaren
Kupplung 50 in eine axiale Richtung und in eine radiale
Richtung versetzt, obwohl festzustellen ist, dass eine beliebige Ausgestaltung
des Versatzes verwendet werden kann.
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Der
erste Laufring 12 der Kupplung 10 ist mit dem
ersten Laufring 12 der wählbaren Kupplung 50 durch
ein Koppelelement 210 gekoppelt. Das Koppelelement 210 kann
eine beliebige Anordnung sein, die zum Übertragen von Drehmoment zwischen
der Kupplung 10 und der wählbaren Kupplung 50 dient, wie
zum Beispiel ein Getriebe mit Ritzeln oder Kegelrädern. Der
zweite Laufring 30 der Kupplung 10 ist mit einer
ersten Kom ponente 212 gekoppelt, welche vorzugsweise eine
Welle ist. Der zweite Laufring 30 der wählbaren Kupplung 50 ist
mit einer zweiten Komponente 214 gekoppelt. Die erste und
die zweite Komponente 212, 214 sind beide vorzugsweise
Wellen, obwohl verschiedene andere Einrichtungen verwendet werden
können.
Zusätzlich
können
die erste Komponente 212 und die zweite Komponente 214 entweder
drehbar oder feststehend sein. Ein Drehmoment wird durch die zweite
Kupplungsbaugruppe 200 auf eine Weise übertragen, die im Wesentlichen ähnlich zu
derjenigen der ersten Kupplungsbaugruppe 100 in 2 ist.
Alternative Ausführungsformen der
zweiten Kupplungsbaugruppe 200, welche die Verbindungen
zwischen den Laufringen 12, 30 der Kupplungen 10, 50 variieren,
können
verwendet werden, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung
abzuweichen. Zum Beispiel kann die erste Komponente 212 mit
dem ersten Laufring 12 der Kupplung 10 gekoppelt
sein, oder die zweite Komponente 214 kann mit dem ersten
Laufring 12 der wählbaren
Kupplung 50 gekoppelt sein. Zusätzlich kann sich das Koppelelement 210 zwischen
dem zweiten Laufring 30 der Kupplung 10 und dem
zweiten Laufring 30 der wählbaren Kupplung 50 erstrecken
oder sich zwischen einem der Laufringe 12 der Kupplungen 10, 50 und
einem der Laufringe 30 der Kupplungen 10, 50 erstrecken.
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4 veranschaulicht
eine dritte Kupplungsbaugruppe 300 gemäß den Prinzipien der vorliegenden
Erfindung. Die dritte Kupplungsbaugruppe 300 umfasst einen
ersten Laufring 302, einen zweiten Laufring 304 und
einen dritten Laufring 306, der im Wesentlichen dem zweiten
Laufring 30 der in 1A dargestellten
Kupplung 10 ähnelt.
Der zweite Laufring 304 ist radial außerhalb des ersten Laufrings 302 angeordnet
und ist konzentrisch mit dem ersten Laufring 302. Der dritte
Laufring 306 ist radial außerhalb des zweiten Laufrings 304 angeordnet
und ist auch konzentrisch mit dem ersten Laufring 302.
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Der
erste Laufring 302 ähnelt
im Wesentlichen dem ersten Laufring 12 der in 1A veranschaulichten
Kupplung 10 und umfasst eine äußere Oberfläche 303, eine Vielzahl
von Einbuchtungen 305, die in der äußeren Oberfläche 303 ausgebildet sind,
und eine Vielzahl von Nischen 307, die an der äußeren Oberfläche 303 ausgebildet
sind und benachbart zu den Einbuchtungen 305 angeordnet sind.
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Der
zweite Laufring 304 umfasst eine innere Oberfläche 308 und
eine äußere Oberfläche 310. Eine
Vielzahl von Ausnehmungen 312 ist an der inneren Oberfläche 308 ausgebildet
und ist ringförmig
um den inneren Umfang des zweiten Laufrings 304 herum beabstandet.
Eine Vielzahl von Einbuchtungen 314 ist an der äußeren Oberfläche 310 ausgebildet und
ist ringförmig
um den äußeren Umfang
des zweiten Laufrings 304 herum beabstandet. Eine Vielzahl von
Nischen 316 ist auch in der äußeren Oberfläche 310 ausgebildet
und ist ringförmig
um den äußeren Umfang
des zweiten Laufrings 304 herum beabstandet. Die Nischen 316 sind
benachbart zu den Einbuchtungen 314 angeordnet.
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Der
dritte Laufring 306 ähnelt
im Wesentlichen dem zweiten Laufring 30 der in 1A veranschaulichten
Kupplung 10 und umfasst eine innere Oberfläche 317.
Eine Vielzahl von Ausnehmungen 319 ist an der inneren Oberfläche 317 ausgebildet und
ist ringförmig
um den inneren Umfang des dritten Laufrings 306 herum beabstandet.
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Die
dritte Kupplungsbaugruppe 300 umfasst ferner eine Vielzahl
von ersten Kipphebeln 318. Die ersten Kipphebel 318 ähneln im
Wesentlichen den Kipphebeln 20 der Kupplung 10 und
der wählbaren Kupplung 50,
die in 1A und 1B veranschaulicht
sind. Die ersten Kipphebel 318 umfassen einen Körper 321 und
einen Arm 323. Die ersten Kipphebel 318 sind mit
der äußeren Oberfläche 303 des
ersten Laufrings 302 derart drehbar verbunden, dass bei
jedem ersten Kipphebel 318 der Körper 321 in eine Einbuchtung 305 passt
und sich der Arm 323 über eine
benachbarte Nische 307 erstreckt. Wie nachstehend genauer
beschrieben wird, sind die Kipphebel 318 so konstruiert,
dass sie mit dem zweiten Laufring 304 selektiv in Eingriff
treten und sich aus dem Eingriff lösen, um ein Drehmoment durch
die dritte Kupplungsbaugruppe 300 zu übertragen.
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Eine
Vielzahl erster Vorspannungselemente 320 ist in den Nischen 307 angeordnet.
Die Vorspannungselemente 320 ähneln im Wesentlichen den Vorspannungselementen 26 der
Kupplung 10 in 1A. Die
Vorspannungselemente 320 stehen in Eingriff mit dem Arm 323 und
drängen
den Kipphebel 318 zu einer Drehung in eine erste Richtung
C. Bei dem vorliegenden Beispiel ist die erste Richtung C als eine
Drehung im Uhrzeigersinn veranschaulicht, aber es ist festzustellen,
dass die Kipphebel 318, die Nischen 307 und die
Vorspannungselemente 320 in eine entgegengesetzte Richtung
derart ausgerichtet sein können,
dass die Drehung der ersten Richtung C gegen den Uhrzeigersinn verläuft.
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Die
dritte Kupplungsbaugruppe 300 umfasst ferner eine Vielzahl
von zweiten Kipphebeln 324. Die Vielzahl von zweiten Kipphebeln 324 ähnelt im
Wesentlichen den Kipphebeln 20 der Kupplung 10 und der
wählbaren
Kupplung 50 in 1A und 1B. Die
zweiten Kipphebel 324 umfassen einen Körper 325 und einen
Arm 327. Die zweiten Kipphebel 324 sind mit der äußeren Oberfläche 310 des
zweiten Laufrings 304 derart drehbar verbunden, dass bei
jedem zweiten Kipphebel 324 der Körper 325 in eine Einbuchtung 314 passt
und sich der Arm 327 über eine
benachbarte Nische 316 erstreckt. Die zweiten Kipphebel 324 sind
in eine zu den ersten Kipphebeln 318 entgegengesetzte Richtung
ausgerichtet. Wie nachstehend genauer beschrieben wird, sind die zweiten
Kipphebel 324 so konstruiert, dass sie selektiv mit dem
dritten Laufring 306 in Eingriff treten und sich aus dem
Eingriff lösen,
um ein Drehmoment durch die dritte Kupplungsbaugruppe 300 zu übertragen.
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Eine
Vielzahl von zweiten Vorspannungselementen 326 ist in den
Nischen 316 angeordnet. Die Vorspannungselemente 326 ähneln im
Wesentlichen den Vorspannungselementen 26 der Kupplung 10 in 1A.
Die Vorspannungselemente 326 stehen in Eingriff mit dem
Arm 327 und drängen
den zweiten Kipphebel 324 zu einer Drehung in eine zweite
Richtung D. Bei dem vorliegenden Beispiel ist die zweite Richtung
D als eine Drehung gegen den Uhrzeigersinn veranschaulicht, aber
es ist festzustellen, dass die zweiten Kipphebel 324, die
Nischen 316, und die Vorspannungselemente 326 in
eine entgegengesetzte Richtung derart ausgerichtet sein können, dass
die Drehung der zweiten Richtung im Uhrzeigersinn verläuft, sofern
die zweiten Kipphebel 324, die Nischen 316 und
die Vorspannungselemente 326 entgegengesetzt zu den ersten
Kipphebeln 318, den Nischen 18, und den Vorspannungselementen 320 ausgerichtet
sind.
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Die
dritte Kupplungsbaugruppe 300 umfasst ferner einen Auswahlring 330.
Der Auswahlring 330 ähnelt
im Wesentlichen dem Auswahlring 54 der wählbaren
Kupplung 50 in 1B. Der
Auswahlring 330 ist zwischen dem zweiten Laufring 304 und
dem dritten Laufring 306 angeordnet und ist konzentrisch mit
dem ersten Laufring 302. Der Auswahlring 330 umfasst
eine Vielzahl von Zungen 332, die sich relativ zu der dritten
Kupplungsbaugruppe 300 in eine axiale Richtung erstrecken.
Der Auswahlring 330 ist durch einen (nicht gezeigten) Aktuator
zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position drehbar
bewegbar. Wenn sich der Auswahlring 330 in der ersten Position
befindet, sind die Zungen 332 zwischen den Armen 327 und
dem dritten Laufring 306 angeordnet und verhindern dadurch,
dass sich die zweiten Kipphebel 324 drehen und mit den
Einbuchtungen 319 in dem dritten Laufring 306 in
Eingriff treten. Wenn sich der Auswahlring 330 in der zweiten Position
befindet, befinden sich die Zungen 332 nicht zwischen den
Armen 327 und dem dritten Laufring 306 und daher
ist es den zweiten Kipphebeln 324 möglich, sich ungehindert zu
bewegen. Die zweite Position des Auswahlrings 330 ist in 4 veranschaulicht.
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Ein
Drehmoment wird durch die dritte Kupplungsbaugruppe 300 übertragen,
wenn der erste Laufring 302 und der zweite Laufring 304 durch
die ersten Kipphebel 318 drehbar aneinander befestigt sind.
Ein Eingriff der ersten Kipphebel 318 mit dem zweiten Laufring 304 tritt
auf, wenn sich der erste Laufring 302 in die Richtung X
dreht oder wenn sich der zweite Laufring 304 in die Richtung
Y dreht oder stationär
bleibt. Insbesondere sind die ersten Kipphebel 318 so vorgespannt,
dass sie sich derart in die erste Richtung C drehen, dass die Arme 323 mit
den Ausnehmungen 312 des zweiten Laufrings 304 in Eingriff
treten. Dieser Eingriff durch die ersten Kipphebel 318 befestigt
den ersten Laufring 302 und den zweiten Laufring 304 drehbar.
Ein Lösen
des Eingriffs der ersten Kipphebel 318 mit dem zweiten
Laufring 304 tritt auf, wenn sich der erste Laufring 302 in
die Richtung Y dreht oder wenn sich der zweite Laufring 304 in
die Richtung X dreht. Die innere Oberfläche 308 des zweiten
Laufrings 304 drangt die ersten Kipphebel 318 zu
einer Drehung in eine Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung
C, und die Arme 323 bewegen sich aus den Ausnehmungen 312 des
zweiten Laufrings 304 heraus. Dieses Lösen des Eingriffs durch die
ersten Kipphebel 318 ermöglicht es dem ersten Laufring 302 und
dem zweiten Laufring 304, sich mit Bezug zueinander frei
zu drehen.
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Ein
Drehmoment wird auch durch die dritte Kupplungsbaugruppe 300 übertragen,
wenn der zweite Laufring 304 und der dritte Laufring 306 durch die
zweiten Kipphebel 324 drehbar aneinander befestigt sind.
Ein Eingriff der zweiten Kipphebel 324 mit dem dritten
Laufring 306 tritt auf, wenn sich der zweite Laufring 304 in
die Richtung Y dreht oder wenn sich der dritte Laufring 306 in
die Richtung X dreht. Insbesondere sind die zweiten Kipphebel 324 so
vorgespannt, dass sie sich in die zweite Richtung D derart drehen,
dass die Arme 327 mit den Ausnehmungen 319 des
dritten Laufrings 306 in Eingriff treten. Dieser Eingriff
durch die zweiten Kipphebel 324 befestigt den zweiten Laufring 304 und
den dritten Laufring 306 drehbar aneinander. Ein Lösen des
Eingriffs der zweiten Kipphebel 324 mit dem dritten Laufring 306 tritt
auf, wenn sich der zweite Laufring 304 in die Richtung
X dreht oder wenn sich der dritte Laufring 306 in die Richtung
Y dreht. Insbesondere drängt die
innere Oberfläche 319 des
dritten Laufrings die zweiten Kipphebel 324 zu einer Drehung
in eine Richtung entgegengesetzt der zweiten Richtung D derart,
dass sich die Arme 327 aus den Ausnehmungen 319 des
dritten Laufrings 306 herausbewegen. Dieses Lösen des
Eingriffs durch die zweiten Kipphebel 324 ermöglicht es
dem zweiten Laufring 304 und dem dritten Laufring 306,
sich mit Bezug zueinander frei zu drehen. Wenn der Auswahlring 330 in
die erste Position bewegt wird, wie voranstehend angemerkt ist,
verhindern die Zungen 332, dass sich die zweiten Kipphebel 324 drehen,
um in Eingriff mit dem dritten Laufring 306 zu treten.
Dadurch verhindert der Auswahlring 330 eine Übertragung
von Drehmoment zwischen dem zweiten Laufring 304 und dem
dritten Laufring 306.
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Die
dritte Kupplungsbaugruppe 300 ermöglicht, dass ein Drehmoment
selektiv an eine (nicht gezeigte) erste Komponente, eine (nicht
gezeigte) zweite Komponente oder eine (nicht gezeigte) dritte Komponente übertragen
wird. Diese Komponenten können
mit dem ersten Laufring 302, dem zweiten Laufring 304 und/oder
dem dritten Laufring 306 in einer beliebigen Kombination
gekoppelt sein. Diese (nicht gezeigten) Komponenten können drehbar
oder feststehend sein. Zum Beispiel kann eine erste Welle mit dem
ersten Laufring 302 gekoppelt sein und eine zweite Welle
mit dem zweiten Laufring 304 gekoppelt sein und eine dritte
Welle mit dem dritten Laufring 306 gekoppelt sein. Ein
Drehmoment ist zwischen der ersten und der zweiten Welle und zwischen
der zweiten und der dritten Welle unter Verwendung der dritten Kupplungsbaugruppe 300 übertragbar.
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Die
Beschreibung der Erfindung ist rein beispielhafter Natur und es
ist beabsichtigt, dass Variationen, die nicht von dem Geist der
Erfindung abweichen, in dem Schutzumfang der Erfindung liegen. Derartige
Variationen werden nicht als eine Abweichung von dem Geist und Schutzumfang
der Erfindung betrachtet.