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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 Diode. 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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Die Druckschrift
US 2006/0 278 487 A1 offenbart eine Einrichtung zur Übertragung von Drehmoment zwischen einer ersten Komponente und einer zweiten Komponente nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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In der Druckschrift
US 2006/0 185 957 A1 ist eine Einwege-Kupplung mit zwei Betriebsmodi offenbart, die drei zueinander konzentrische Laufringe offenbart. Der mittlere Laufring weist Kipphebel auf, die in Vertiefungen eingreifen können, die im inneren Laufring ausgebildet sind. Der äußere Laufring weist Kipphebel auf, die in Vertiefungen eingreifen können, die im mittleren Laufring ausgebildet sind. Die Kipphebel des äußeren Laufrings werden jeweils durch Aktoren betätigt.
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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 verbunden 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 erwischen 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 drangen 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 konzentrisch 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 drängt 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 drangt 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 angeordnet. 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 Komponente 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 drangen 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 18. 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 K 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.
