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Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftkupplung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Elektrofahrzeug gemäß der Merkmale des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
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Unterschiedlich ausgebildete Fliehkraftkupplungen für Fahrzeuge sind im Stand der Technik vielfach bereits bekannt. Fliehkraftkupplungen sind vorteilhafterweise als Schalt- oder Kupplungselemente im Bereich von Getrieben bei Kraftfahrzeugen einsetzbar. Die Fliehkraftkupplungen weisen hierzu eine Antriebsseite, insbesondere eine Antriebswelle, und mindestens eine Abtriebsseite, insbesondere eine Abtriebswelle, auf, wobei die Fliehkraftkupplungen dann ein Drehmoment von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle übertragen (oder auch umgekehrt), wenn die Fliehkraftkupplung geschlossen ist. Weiterhin weist die Fliehkraftkupplung ein erstes und eine zweites Reibelement, insbesondere ein erstes und zweites Lamellenpaket auf. Hierbei ist das erste Lamellenpaket mit der Antriebsseite, insbesondere mit der Antriebswelle, drehwirksam verbunden und das zweite Lamellenpaket mit der Abtriebsseite, insbesondere mit der Abtriebswelle drehwirksam verbunden. Die jeweiligen Lamellen der Lamellenpakete sind auf einem jeweiligen Lamellenträger angeordnet, der wiederum jeweils mit der jeweiligen Welle drehfest verbunden ist.
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Derartige Fliehkraftkupplungen weisen zumeist eine sogenannte „Kniehebelanordnung“ auf, wobei die Kniehebelanordnung mindestens ein erstes und ein zweites Kniehebelelement aufweist. Die Kniehebelanordnung ist funktional wirksam mit einem Betätigungskolben und mit einer Fliehmasse verbunden. Hierbei wird der Betätigungskolben mit Hilfe der Kniehebelanordnung im Wesentlichen in einer axialen ersten Richtung (insbesondere parallel versetzt zur Axialrichtung der Antriebsseite und/oder Abtriebsseite) zur Druckbeaufschlagung des ersten und zweiten Lamellenpaketes, nämlich zum Schließen der Fliehkraftkupplung bewegt oder in einer - zur axialen ersten Richtung im Wesentlichen entgegengesetzten - axialen zweiten Richtung zum Öffnen der Fliehkraftkupplung bewegt. Bei der Bewegung des Betätigungskolbens in die erste axiale Richtung wird ein erstes und zweites Reibelement, insbesondere das erste und zweite Lamellenpaket mit Hilfe des Betätigungskolbens aufeinander gepresst, wobei bei der Bewegung des Betätigungskolbens in die axiale zweite Richtung dann diese Druckbeaufschlagung des ersten und zweiten Reibelementes, insbesondere des ersten und zweiten Lamellenpaketes wieder aufgehoben wird.
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Die hier bereits bekannten Kniehebelanordnungen weisen ein erstes und ein zweites Kniehebelelement auf, wobei die Kniehebelelemente insbesondere an ihren jeweiligen Enden einen separaten Anlenkpunkt und einen gemeinsamen Verbindungs-Anlenkpunkt aufweisen. Hierbei ist mit dem Begriff „gemeinsamer Verbindungs-Anlenkpunkt“ gemeint, dass das erste und zweite Kniehebelelement über den gemeinsamen Verbindungs-Anlenkpunkt wirksam miteinander gelenkig verbunden sind, wobei mit dem Begriff „separater Anlenkpunkt“ gemeint ist, dass dann die jeweiligen anderen Enden der beiden Kniehebelelemente jeweils separat gelenkig bewegbar an anderen Komponenten angeordnet und/oder mit anderen Komponenten der Fliehkraftkupplung wirksam verbunden sind. Im Wesentlichen ist durch die beiden gelenkig miteinander verbundenen Kniehebelelemente eine V-förmige Kniehebelanordnung gebildet.
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So zeigt die
DE 10 2018 113 229 A1 , von der die Erfindung ausgeht, eine bereits im Stand der Technik bekannte Fliehkraftkupplung, die öffnet, wenn die Grenzdrehzahl einer Abtriebswelle überschritten wird. Es handelt es sich hierbei um eine sogenannte „invers wirkende“ Fliehkraftkupplung, da die Fliehkraftkupplung öffnet, wenn die entsprechende Grenzdrehzahl der zugeordneten jeweiligen Welle überschritten wird (bei einer nicht invers wirkenden Fliehkraftkupplung schließt diese jeweilige Fliehkraftkupplung, wenn eine bestimmte Grenzdrehzahl der zugeordneten jeweiligen Welle überschritten wird). In der
DE 10 2018 113 229 A1 wird nun ein Betätigungskolben der Fliehkraftkupplung über eine Kniehebelanordnung betätigt bzw. der Betätigungskolben im Wesentlichen in axialer Richtung verschoben bzw. betätigt. Hierbei weist die Kniehebelanordnung ein erstes und ein zweites Kniehebelelement auf, die jeweils einen separaten Anlenkpunkt und einen gemeinsamen Verbindungs-Anlenkpunkt aufweisen. Im Bereich des gemeinsamen Verbindungs-Anlenkpunktes der beiden Kniehebelelemente ist eine Fliehmasse angeordnet bzw. vorgesehen, so dass bei einer entsprechenden Drehzahl dann die Fliehmasse radial nach außen gedrückt wird und hierdurch die Kniehebelanordnung gespreizt wird. Da ein separater Anlenkpunkt eines Kniehebelelementes gehäusefest angeordnet ist und der andere separate Anlenkpunkt des anderen Kniehebelelementes bewegbar angeordnet und mit dem Betätigungskolben verbunden ist, wird über die entsprechende Spreizung der Kniehebelanordnung hier dann diese im Stand der Technik bekannte Fliehkraftkupplung geöffnet. Hierbei erfolgt die Bewegungsrichtung des bewegbar angeordneten separaten Anlenkpunktes des entsprechenden Kniehebelelementes im Wesentlichen in axialer Richtung, insbesondere parallel versetzt zu der Axialrichtung der jeweiligen Wellen. Der dadurch bei dieser Fliehkraftkupplung hier notwendige Bauraum ist relativ groß, insbesondere ist der radial notwendige Bauraum groß, da die Fliehmassen unterhalb der Lamellen angeordnet sind. Auch der konstruktionstechnische Aufwand ist hier erheblich, da einerseits der Betätigungskolben mit dem hier axial bewegbar angeordneten separaten Anlenkpunkt des jeweiligen Kniehebelelementes wirksam verbunden werden muss, andererseits dadurch auch der axiale Bauraum entsprechend groß dimensioniert werden muss. Zudem sind durch die hier bekannte Kniehebelanordnung auch die auf die Reibelemente, insbesondere die auf die Lamellenpakete, einwirkenden Kräfte noch nicht optimal ausgebildet.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte Fliehkraftkupplung für ein Fahrzeug, insbesondere für Elektrofahrzeug, nun derart auszugestalten und weiterzubilden, dass einerseits der notwendige Bauraum verringert ist, anderseits die auf die Reibelemente einwirkenden Betätigungskräfte optimiert sind.
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Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun zunächst durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
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Dadurch, dass nun die Kniehebelanordnung und/oder die beiden Kniehebelelemente so ausgebildet und/oder angeordnet ist bzw. sind, dass bei einer Vergrößerung und/oder bei einer Verringerung der Spreizung der Kniehebelanordnung mindestens ein separater Anlenkpunkt eines Kniehebelelementes im Wesentlichen in radialer Richtung und der gemeinsame Verbindungs-Anlenkpunkt der beiden Kniehebelelemente im Wesentlichen in axialer Richtung der Fliehkraftkupplung bewegbar ist, sind die eingangs genannten Nachteile vermieden. Nochmals anders ausgedrückt: Der jeweilige bewegbare separate Anlenkpunkt eines Kniehebelelementes bewegt sich nun beim Gegenstand der Anmeldung nicht mehr (wie bisher beim Stand der Technik) in axialer Richtung, also nicht in Axialrichtung der jeweiligen Antriebs- oder Abtriebsseite oder parallel versetzt dazu, sondern nun im Wesentlichen in radialer Richtung. Dadurch kann einerseits der axiale notwendige Bauraum für die Fliehkraftkupplung reduziert bzw. ein entsprechender Bauraum eingespart werden, andererseits können Kräfteverhältnisse optimiert werden. Hierbei ist insbesondere mit dem Ausdruck „im Wesentlichen“ gemeint, dass der entsprechende separate Anlenkpunkt eines Kniehebelelementes, der bewegbar angeordnet ist, sich in radialer Richtung der Fliehkraftkupplung bewegt, wobei insbesondere leichte Versetzungen aufgrund von Toleranzen der Kniehebelelemente oder der Gelenkverbindungen oder von Toleranzen die dem Kniehebelmechanismus inhärent sind, durch den Begriff „im Wesentlichen“ dann mit eingeschlossen sein sollen. Selbiges gilt auch für den Begriff „im Wesentlichen“ in Verbindung mit der Bewegungsrichtung des Betätigungskolbens, der sich mit Hilfe der Kniehebelanordnung in axialer Richtung bewegt. Auch hier sind die entsprechenden zuvor genannten Toleranzen bzw. die inhärenten Toleranzen / abweichenden Bewegungen einer Kniehebelanordnung durch diesen Begriff eingeschlossen, auch hierauf darf hingewiesen werden.
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Bei den bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Fliehkraftkupplungen sind diese durch eine Öffnungsbewegung und/oder durch eine Vergrößerung der Spreizung der Kniehebelanordnung öffnenbar und durch eine Schließbewegung und/oder Verringerung der Spreizung der Kniehebelanordnung ist die jeweilige Fliehkraftkupplung schließbar.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform ist dann der Betätigungskolben mit dem gemeinsamen Verbindungs-Anlenkpunkt der beiden Kniehebelelemente wirksam verbunden und/oder hieran direkt angeordnet. Dadurch, dass der Betätigungskolben mit dem gemeinsamen Verbindungs-Anlenkpunkt der beiden Kniehebelelemente direkt wirksam verbunden ist, kann eine optimale Kraftbeaufschlagung der beiden Reibelemente, insbesondere der beiden Lamellenpakete erfolgen.
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Weiterhin ist bei der bevorzugten Ausführungsform die Fliehmasse mit dem jeweiligen bewegbaren separaten Anlenkpunkt des ersten oder zweiten Kniehebelelementes wirksam verbunden und/oder hieran direkt angeordnet. Hierfür gibt es unterschiedliche Ausführungsformen, die im Folgenden noch näher erläutert werden dürfen, insbesondere auch in Abhängigkeit davon, ob es sich um eine zuvor genannte invers wirkende Fliehkraftkupplung handelt oder um eine nicht invers wirkende Fliehkraftkupplung.
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Zur Lagerung und/oder Führung einer radialen Bewegung der Fliehmasse ist mindestens ein Führungselement vorhanden und/oder ausgebildet, insbesondere sind hierfür Führungsschienen und/oder Führungsnuten vorgesehen.
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Weiterhin weist die jeweilige Kniehebelanordnung mindestens ein Federelement auf, insbesondere eine Zugfeder oder eine Druckfeder (auch hierauf darf im Folgenden noch näher eingegangen werden).
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Die Komponenten der Kniehebelanordnung, insbesondere also die beiden Kniehebelelemente, der Betätigungskolben, die Fliehmasse sowie das Federelement sind der Antriebsseite, insbesondere der Antriebswelle, oder der Abtriebsseite, insbesondere der Abtriebswelle bzw. dem Losrad einer Gangstufe, zugeordnet. Anders ausgedrückt: Die jeweiligen zuvor genannten Komponenten der jeweiligen Kniehebelanordnung sind ausschließlich mit der Antriebsseite oder ausschließlich mit der Abtriebsseite wirksam verbunden.
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Es gibt nun unterschiedliche Ausführungsformen bzw. Möglichkeiten zur Realisierung einer in üblicherweise wirkenden Fliehkraftkupplung und einer invers wirkenden Fliehkraftkupplung.
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Zunächst kann die Kniehebelanordnung und/oder die beiden Kniehebelelemente und/oder die Fliehmasse und/oder das Federelement so angeordnet und/oder ausgebildet sein, dass wenn die Drehzahl der diesen Komponenten zugeordneten jeweiligen Antriebs oder Abtriebsseite eine bestimmte Grenzdrehzahl überschreitet dann die Spreizung der Kniehebelanordnung verringerbar ist und die Fliehkraftkupplung dadurch schließbar ist. Anders ausgedrückt: Wird die Spreizung der Kniehebelandordnung verringert, also die beiden Kniehebelelemente aufeinander zugedrückt, wird dadurch dann der Betätigungskolben so verfahren, dass die Reibelemente, insbesondere das erste und zweite Lamellenpaket aufeinander gedrückt werden und dadurch die Fliehkraftkupplung geschlossen wird und ein Drehmoment überträgt.
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Bei der invers wirkenden Fliehkraftkupplung ist die Kniehebelanordnung und/oder sind die beiden Kniehebelelemente und/oder die Fliehmasse und/oder das Federelement so angeordnet und/oder ausgebildet, dass wenn die Drehzahl der diesen Komponenten zugeordneten jeweiligen Antriebs- oder Abtriebsseite eine bestimmte Grenzdrehzahl überschreitet dann die Spreizung der Kniehebelanordnung vergrößerbar ist und hierdurch dann die Fliehkraftkupplung öffnenbar ist. Nochmal anders ausgedrückt: Durch eine Vergrößerung der Spreizung der Kniehebelanordnung, also so, dass die beiden Kniehebelelemente voneinander weg bewegt werden, wird der Betätigungskolben so verfahren, dass die Reibelemente druckentlastet werden bzw. nicht mehr mit einer Betätigungskraft beaufschlagt werden, hierdurch kann dann die Fliehkraftkupplung öffnen und es wird kein Drehmoment übertragen.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform kann nun durch die Dimensionierung der Federkraft und/oder durch die Dimensionierung der Fliehmasse die jeweilige Grenzdrehzahl eingestellt werden. Das Öffnen oder das Schließen der Fliehkraftkupplung erfolgt automatisch, insbesondere ohne zusätzlichen äußeren Steuerungsaufwand und/oder ohne eine zusätzlich von außen aufgebrachte Hilfsenergie. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Fliehkraftkupplungen lassen sich daher insbesondere passive Schaltelemente in Getrieben von Kraftfahrzeugen, insbesondere bei 2-Gang-Getrieben für Elektrofahrzeuge realisieren, wobei die Fliehkraftkupplungen selbsttätig automatisch in Abhängigkeit bestimmter Drehzahlen bzw. Grenzdrehzahlen schalten, sich öffnen oder schließen. Weiterhin sind die Kraftverhältnisse bei einer derartigen erfindungsgemäßen Fliehkraftkupplung optimiert, da insbesondere mit Hilfe des beschriebenen Kniehebelmechanismus eine Kraftverstärkung der Fliehkraft als Betätigungskraft für den Betätigungskolben verwendet wird. Mit der hier und im Folgenden noch weiter beschriebenen Kniehebelanordnung bzw. dem entsprechenden Kniehebelmechanismus wird die Fliehkraft quasi in eine Normalkraft umgeleitet, die vom Betätigungskolben als Betätigungskraft verwendet wird bzw. dann einsetzbar ist.
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Im Ergebnis sind die eingangs genannten Nachteile vermieden und entsprechende Vorteile erzielt.
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Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Fliehkraftkupplung in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden dürfen mehrere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt:
- 1 in schematischer Darstellung, teils geschnitten von der Seite und in hälftiger Darstellung eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fliehkraftkupplung,
- 2 in schematischer Darstellung, teils geschnitten von der Seite und in hälftiger Darstellung eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fliehkraftkupplung,
- 3 in schematischer Darstellung, teils geschnitten von der Seite und in hälftiger Darstellung eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fliehkraftkupplung,
- 4 in schematischer Darstellung, teils geschnitten von der Seite und in hälftiger Darstellung eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fliehkraftkupplung,
- 5 in schematischer Darstellung, teils geschnitten von der Seite und in hälftiger Darstellung eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fliehkraftkupplung,
- 6 in schematischer Darstellung, teils geschnitten von der Seite und in hälftiger Darstellung eine sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fliehkraftkupplung,
- 7 in schematischer Darstellung, teils geschnitten von der Seite und in hälftiger Darstellung eine siebte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fliehkraftkupplung,
- 8 in schematischer Darstellung, teils geschnitten von der Seite und in hälftiger Darstellung eine achte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fliehkraftkupplung,
- 9 in schematischer Darstellung, teils geschnitten von der Seite und in hälftiger Darstellung eine neunte Ausführungsform der erfindungsgemäßen invers wirkenden Fliehkraftkupplung,
- 10 in schematischer Darstellung, teils geschnitten von der Seite und in hälftiger Darstellung eine zehnte Ausführungsform der erfindungsgemäßen invers wirkenden Fliehkraftkupplung,
- 11 in schematischer Darstellung, teils geschnitten von der Seite und in hälftiger Darstellung eine elfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen invers wirkenden Fliehkraftkupplung,
- 12 in schematischer Darstellung, teils geschnitten von der Seite und in hälftiger Darstellung eine zwölfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen invers wirkenden Fliehkraftkupplung,
- 13 in schematischer Darstellung, teils geschnitten von der Seite und in hälftiger Darstellung eine dreizehnte Ausführungsform der erfindungsgemäßen invers wirkenden Fliehkraftkupplung,
- 14 in schematischer Darstellung, teils geschnitten von der Seite und in hälftiger Darstellung eine vierzehnte Ausführungsform der erfindungsgemäßen invers wirkenden Fliehkraftkupplung,
- 15 in schematischer Darstellung, teils geschnitten von der Seite und in hälftiger Darstellung eine fünfzehnte Ausführungsform der erfindungsgemäßen invers wirkenden Fliehkraftkupplung, sowie
- 16 in schematischer Darstellung, teils geschnitten von der Seite und in hälftiger Darstellung eine sechzehnte Ausführungsform der erfindungsgemäßen invers wirkenden Fliehkraftkupplung,
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Die 1 bis 16 zeigen nun verschiedene bevorzugte Ausführungsformen für eine Fliehkraftkupplung 1 für ein hier nicht näher dargestelltes Fahrzeug, insbesondere für ein nicht näher dargestelltes Elektrofahrzeug.
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Die entsprechenden bevorzugten Ausführungsformen der hier dargestellten Fliehkraftkupplungen 1 sind schematisch und jeweils hälftig im Schnitt dargestellt, hierauf darf hingewiesen werden.
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Die in den 1 bis 16 dargestellten Fliehkraftkupplungen 1 weisen mindestens eine Antriebsseite 2, insbesondere eine Antriebswelle 2a, und mindestens eine Abtriebsseite 3, insbesondere eine Abtriebswelle bzw. ein Losrad 3a auf. Hierbei kann die Abtriebsseite 3 auch als Bestandteil eines Losrades bzw. als Losrad einer Gangstufe ausgebildet sein. Weiterhin weisen die Fliehkraftkupplungen 1 mindestens ein erstes Reibelement 4, insbesondere ein erstes Lamellenpaket 4a auf, wobei das erste Reibelement 4 bzw. das erste Lamellenpaket 4a mit der Antriebsseite 2, insbesondere mit der Antriebswelle 2a drehwirksam verbunden ist. Insbesondere sind die Lamellen des ersten Lamellenpaketes 4a auf einem Lamellenträger 4b angeordnet, wobei der Lamellenträger 4b drehfest mit der Antriebsseite 2 verbunden ist. Weiterhin ist ein zweites Reibelement 5, insbesondere ein zweites Lamellenpaket 5a vorgesehen bzw. vorhanden, wobei das zweite Reibelement 5 bzw. das zweite Lamellenpaket 5a drehwirksam verbunden ist mit der Abtriebsseite 3. Hierfür ist insbesondere ein zweiter Lamellenträger 5b vorgesehen, der mit der Abtriebsseite 3 drehfest verbunden ist.
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Die in den 1 bis 16 dargestellte Antriebsseite 2 und Abtriebsseite 3 sind koaxial zueinander angeordnet, insbesondere ist hier die Antriebswelle 2a als innere Welle und/oder Vollwelle und die Abtriebswelle 3a als eine Hohlwelle ausgebildet bzw. die Abtriebsseite 3 als Losrad einer Gangstufe ausgebildet.
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Weiterhin weisen die in 1 bis 16 dargestellten bevorzugten Ausführungsformen der Fliehkraftkupplung 1 jeweils mindestens eine Kniehebelanordnung 6 auf. Die Kniehebelanordnung 6 weist mindestens ein erstes und ein zweites Kniehebelelement 6a und 6b auf. Weiterhin ist die Kniehebelanordnung 6 mit mindestens einem Betätigungskolben 7 und mit mindestens einer Fliehmasse 8 funktional wirksam verbunden. Die jeweilige Fliehkraftkupplung 1 kann mehrere Kniehebelanordnungen 6 bzw. mehrere erste und zweite Kniehebelelemente 6a, 6b und auch entsprechend mehrere Betätigungshebel 7 bzw. mehrere Fliehmassen 8, insbesondere gleichmäßig über den Umfang verteilt aufweisen. Auch hierauf darf an dieser Stelle hingewiesen werden.
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Der Betätigungskolben 7 ist mit Hilfe der Kniehebelanordnung 6 im Wesentlichen in einer axialen ersten Richtung zur Druckbeaufschlagung des ersten und zweiten Reibelementes 4 und 5, insbesondere zur Druckbeaufschlagung des ersten und zweiten Lamellenpaketes 4a und 5a zum Schließen der jeweiligen Fliehkraftkupplung 1 bewegbar. Dies geschieht, wenn der in den 1 bis 16 dargestellte Betätigungshebel 7 hier nach rechts in axialer erster Richtung bewegt wird, dann wird das erste und zweite Lamellenpaket 4a und 5a gegeneinander gedrückt und die Fliehkraftkupplung wird geschlossen, so dass ein Drehmoment zwischen der Antriebs- und Abtriebsseite 2 und 3 übertragen wird.
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Weiterhin ist der Betätigungshebel 7 in einer - zur axialen ersten Richtung im Wesentlichen entgegengesetzten - axialen zweiten Richtung, nämlich zum Öffnen der Fliehkraftkupplung 1 bewegbar. Dies ist der Fall, wenn der in den 1 bis 16 dargestellte Betätigungshebel 7 in den 1 bis 16 nach links axial bewegt wird. Denn dann wird das erste und zweite Lamellenpaket 4a und 5a druckentlastet und die jeweilige Fliehkraftkupplung 1 öffnet, so dass kein Drehmoment zwischen der Antriebsseite 2 und der Abtriebsseite 3 mehr übertragen wird.
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Die Kniehebelelemente 6a und 6b weisen insbesondere an ihren jeweiligen Enden eine separaten Anlenkpunkt AL und einen gemeinsamen Verbindungs-Anlenkpunkt VAL auf. Wie die 1 bis 16 deutlich machen, sind das erste und das zweite Kniehebelelement 6a und 6b über den gemeinsamen Verbindungs-Anlenkpunkt VAL wirksam miteinander gelenkig verbunden. Bei der hier in die 1 bis 16 dargestellten Anordnung werden dann durch die beiden Kniehebelelemente 6a und 6b eine im wesentlichen V-förmige Kniehebelanordnung 6 gebildet.
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Allen in den 1 bis 16 dargestellten Ausführungsformen der jeweilige Fliehkraftkupplung 1 ist nun zunächst weiterhin gemeinsam, dass die Kniehebelanordnung 6 und/oder die beiden Kniehebelelemente 6a und 6b so ausgebildet und/oder angeordnet ist bzw. sind, dass bei einer Vergrößerung oder bei einer Verringerung der Spreizung der Kniehebelanordnung 6 mindestens ein separater Anlenkpunkt AL eines Kniehebelelementes 6a oder 6b im Wesentlichen in radialer Richtung und der gemeinsame Verbindungs-Anlenkpunkt VAL der beiden Kniehebelelemente 6a und 6b im Wesentlichen in axialer Richtung der jeweiligen Fliehkraftkupplung 1 bewegbar ist bzw. sind. Hierdurch sind insbesondere die eingangs genannten Nachteile vermieden und entsprechende Vorteile erzielt. Insbesondere ist der Bauraumbedarf für eine derartige Fliehkraftkupplung 1 optimiert, nämlich verringert und die Kräfteverhältnisse, insbesondere die Einleitung der Druckbeaufschlagung über den Betätigungshebel 7 auf das erste und auf das zweite Lamellenpaket 4a bzw. 5a ist optimiert, dies darf im Folgenden auch nochmals näher erläutert werden. Mit dem jeweiligen oben genannten Begriff „im Wesentlichen“ ist insbesondere gemeint, dass mit Bezugnahme auf die axiale bzw. radiale Bewegung entsprechende Toleranzen, insbesondere Fertigungstoleranzen und/oder Toleranzen der Gelenkverbindungen, sowie die einem Kniehebelmechanismus inhärenten Toleranzen bei entsprechender Bewegung der Kniehebelelemente mit berücksichtigt sind bzw. bei der entsprechenden radialen bzw. axialen Bewegungsrichtung hier eingeschlossen sein sollen.
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Weiterhin ist den in den 1 bis 16 dargestellten jeweiligen Ausführungsformen der Fliehkraftkupplung 1 gemeinsam, dass durch eine Öffnungsbewegung und/oder durch eine Vergrößerung der Spreizung der Kniehebelanordnung 6 die jeweilige Fliehkraftkupplung 1 öffnenbar ist und durch eine Schließbewegung und/oder Verringerung der Spreizung der Kniehebelanordnung 6 die jeweilige Fliehkraftkupplung 1 schließbar ist. Bei einer Spreizung bzw. Öffnungsbewegung der jeweiligen Kniehebelanordnung 6 wird nämlich der Betätigungskolben 7 in den 1 bis 16 axial nach links bewegt, so dass die jeweilige Fliehkraftkupplung 1 öffnen kann bzw. wird bei einer Verringerung der Spreizung und einer Schließbewegung der Kniehebelanordnung 6 der jeweilige Betätigungskolben 7 nach rechts bewegt, so dass das erste und das zweite Lamellenpaket 4a und 5a druckbeaufschlagt werden und die jeweilige Fliehkraftkupplung 1 schließt.
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Weiterhin ist den in den 1 bis 16 dargestellten bevorzugten Ausführungsformen gemeinsam, dass der Betätigungskolben 7 mit dem gemeinsamen Verbindungs- Anlenkpunkt VAL der beiden Kniehebelelemente 6a und 6b und die Fliehmasse 8 mit einem separaten Anlenkpunkt AL des ersten oder zweiten Kniehebelelementes 6a oder 6b wirksam verbunden und/oder hieran direkt angeordnet ist, wobei sich dieser separate Anlenkpunkt AL mit der Fliehmasse 8 radial bewegt bzw. radial bewegbar ist.
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Weiterhin ist den in den Figl. 1 bis 16 dargestellten jeweiligen Fliehkraftkupplungen 1 gemeinsam, dass zur Lagerung und/oder zur Führung einer radialen Bewegung der Fliehmasse 8 mindestens ein Führungselement 9 vorhanden und/oder ausgebildet ist, wobei das Führungselement 9 insbesondere schienen- oder nutartigen ausgeführt sein kann, insbesondere ein Fortsatz 8a der Fliehmasse 8 wird durch eine von dem Führungselement 9 begrenzte Nut 9a geführt wird.
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Weiterhin ist allen in den 1 bis 16 dargestellten bevorzugten Ausführungsformen gemeinsam, dass mindestens ein Federelement 10 vorgesehen ist. Das Federelement 10 wirkt mit der Kniehebelanordnung 6 und/oder der Fliehmasse 8 auf spezifische Weise zusammen, die im Folgenden noch näher erläutert werden darf. Hierbei kann das Federelement 10dann als Zugfeder 10a oder als Druckfeder 10b ausgeführt sein.
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Die jeweiligen bevorzugten Ausführungsformen, die in den 1 bis 16 dargestellt sind, machen deutlich, dass die Komponenten der Kniehebelanordnung 6, insbesondere also die beiden Kniehebelelemente 6a und 6b, der Betätigungshebel 7, die Fliehmasse 8, das Führungselement 9 und/oder das Federelement 10 entweder der Antriebsseite 2, insbesondere der Antriebswelle 2a oder der Abtriebsseite 3, insbesondere einem Losrad (3a) zugeordnet sind bzw. nochmals anders ausgedrückt, die jeweiligen zuvor genannten Komponenten funktional ausschließlich mit der Antriebsseite 2 oder ausschließlich mit der Abtriebsseite 3 wirksam verbunden sind.
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Zur Ausbildung der unterschiedlichen Wirkweise einer Fliehkraftkupplung 1, also einer „üblich“ wirkenden Fliehkraftkupplung 1 bzw. einer „invers wirkenden“ Fliehkraftkupplung 1 darf nun mit Bezugnahme auf die 1 bis 16 folgendes ausgeführt werden, wobei die jeweiligen bevorzugten Ausführungsformen hierbei noch mal näher erläutert werden, insbesondere auch die jeweiligen spezifischen Anordnungen der jeweiligen Komponenten:
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Die 1 bis 8 zeigen bevorzugte Ausführungsformen für eine Fliehkraftkupplung 1, die im Wesentlichen auf die „übliche Weise“ wirkt. Hierbei ist die jeweilige Kniehebelanordnung 6 und/oder sind die beiden Kniehebelelemente 6a und 6b und/oder die Fliehmasse 8 und/oder das Federelement 10 so angeordnet und/oder ausgebildet, dass wenn die Drehzahl der diesen Komponenten zugeordneten jeweiligen Antriebs- oder Abtriebsseite (2 oder 3) eine bestimmte Grenzdrehzahl überschreitet dann die Spreizung der Kniehebelanordnung 6 verringerbar ist und die Fliehkraftkupplung 1 dadurch schließbar ist. Bei den in den 1 bis 8 dargestellten jeweiligen Ausführungsformen wird bei einer Verringerung der Spreizung der Kniehebelanordnung 6 der Betätigungshebel 7 nach rechts bewegt, so dass die Lamellenpakete 4a und 5a mit einer Druckbeaufschlagung zum Schließen der jeweiligen Fliehkraftkupplung 1 beaufschlagt werden.
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Hingegen zeigen die 9 bis 16 eine „invers wirkende“ jeweilige Fliehkraftkupplung 1. Hierbei ist die Kniehebelanordnung 6 und sind die beiden Kniehebelelemente 6a bzw. 6b und/oder die Fliehmasse 8 und/oder das Federelement 10 so angeordnet und/oder ausgebildet, dass wenn die Drehzahl der diesen Komponenten zugeordneten jeweiligen Antriebs- oder Abtriebsseite (2 oder 3) eine bestimmte Grenzdrehzahl überschreitet, dann die Spreizung der Kniehebelanordnung 6 vergrößerbar ist und die Fliehkraftkupplung 1 dadurch öffnenbar ist, insbesondere der Betätigungshebel 7 dann so bewegt wird, dass das erste und zweite Lamellenpaket 4a und 5a druckentlastet wird.
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Zu den jeweiligen Fliehkraftkupplungen 1 der 1 bis 16 und der jeweiligen spezifischen Anordnung der Komponenten, die in den jeweiligen Figuren deutlich ersichtlich sind, darf kurz folgendes erläutert werden:
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1 zeigt, dass hier die einzelnen Komponenten, nämlich die Kniehebelanordnung 6 bzw. die Kniehebelelemente 6a und 6b sowie der Betätigungshebel 7 der Antriebsseite 2, hier der Antriebswelle 2a zugeordnet sind. Das Federelement 10 ist als Zugfeder 10a ausgebildet und ebenfalls der Antriebsseite 2, also der Antriebswelle 2a zugeordnet. Überschreitet die erste Welle 2 bzw. Antriebswelle 2a eine bestimmte Grenzdrehzahl wird die Fliehmasse 8 radial nach außen bewegt, so dass über die Kniehebelanordnung 6 der Betätigungshebel 7 axial nach rechts bewegt wird und die Fliehkraftkupplung 1 schließt. Das hier als Zugfeder 10a ausgebildete Federelement 10 ist hier wirksam zwischen der ersten Welle 2 und der Fliehmasse 8 angeordnet. Der separate Anlenkpunkt AL des ersten Kniehebelelementes 6a ist an einem festen Bestandteil der Antriebsseite 2 angeordnet beziehungsweise angelenkt, wobei der separate Anlenkpunkt AL des zweiten Kniehebelelementes 6b mit der Fliehmasse 8 wirksam verbunden bzw. entsprechend radial bewegbar ist.
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Unter Bezugnahme auf die 2 darf darauf hingewiesen werden, dass die Funktionsweise verglichen zu der mit 1 dargestellten Fliehkraftkupplung 1 im Wesentlichen die gleiche ist, allerdings ist einerseits das Federelement 10 hier als Druckfeder 10b ausgebildet und auch an einer anderen Stelle, nämlich hier zwischen den beiden separaten Anlenkpunkten AL der beiden Kniehebelelemente 6a und 6b vorgesehen. Ansonsten darf bezüglich dieser Ausführungsform der 2 auch auf die Ausführungen zur 1 verwiesen werden.
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3 zeigt eine weitere, nämlich dritte Ausführungsform einer Fliehkraftkupplung 1. Auch hierzu darf analog auf die Ausführungen zu 1 und 2 verwiesen werden. Jedoch ist hier in 3 wiederum das Federelement 10 einerseits als Zugfeder 10a ausgebildet, andererseits zwischen anderen Komponenten angeordnet, nämlich hier zwischen einem festen Bestandteil der Antriebsseite 2 bzw. der Antriebswelle 2a und dem Verbindungs-Anlenkpunkt VAL, so wie in 3 dargestellt.
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Unter Bezugnahme auf 4 gilt für die Wirkweise der hier dargestellten Fliehkraftkupplung 1 das bereits für die 1 bis 3 Gesagte, allerdings ist auch hier im Unterschied zu den vorangegangenen Ausführungsformen bei der in 4 dargestellten vierten Ausführungsform das Federelement 10 als Druckfeder 10b ausgebildet und hier zwischen einem festen Bestandteil des Betätigungshebels 7 und dem ersten Lamellenträger 4b angeordnet bzw. hier funktionstechnisch wirksam angeordnet.
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Die 5 bis 8 zeigen weitere Ausführungsformen, wobei hier nun die Komponenten der jeweiligen dargestellten Fliehkraftkupplung 1, nämlich das erste und zweite Kniehebelelement 6a und 6b, der Betätigungshebel 7 sowie die Fliehmasse 8 und das Federelement 10 der Abtriebsseite 3, insbesondere der Abtriebswelle bzw. einem Losrad 3a zugeordnet sind.
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5 zeigt eine fünfte bevorzugte Ausführungsform. Hierbei ist der separate Anlenkpunkt AL des ersten Kniehebelelementes 6a an einem festen Bestandteil der Abtriebsseite 3, hier des Losrades angelenkt, wobei am separaten Anlenkpunkt AL des zweiten Kniehebelelementes 6b direkt die Fliehmasse 8 angeordnet ist. Das Federelement 10 ist hier als Zugfeder 10a ausgebildet und wirksam zwischen der Fliehmasse 8 und einem festen Bestandteil der Abtriebsseite 3 angeordnet.
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6 zeigt eine weitere bevorzugte, hier sechste Ausführungsform. Zur Wirkweise darf auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen werden. Im Unterschied zur 5 ist hier das Federelement 10 als eine Druckfeder 10b ausgebildet und an anderer Stelle angeordnet, nämlich wirksam zwischen den beiden separaten Anlenkpunkten AL der beiden Kniehebelelemente 6a und 6b.
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Bei der in 7 dargestellten siebten Ausführungsform darf für die Wirkweise der hier dargestellten Fliehkraftkupplung 1 auf die vorangegangenen Ausführungen verwiesen werden. Im Unterschied zu 6 ist hier das Federelement 10 als Zugfeder 10a ausgebildet und wirksam angeordnet zwischen dem Verbindungs-Anlenkpunkt VAL und einem festen Bestandteil der zweiten Welle 3.
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Schließlich zeigt 8 eine weitere achte bevorzugte Ausführungsform, wobei im Unterschied zu den vorangegangenen beschriebenen Ausführungsformen hier das Federelement 10 als Druckfeder 10b ausgeführt ist und zwischen dem Verbindungs-Anlenkpunkt VAL und einem festen Bestandteil der Abtriebsseite 3 funktionstechnisch wirksam angeordnet ist.
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Wie bereits eingangs erläutert, zeigen die 9 bis 16 nun im Gegensatz zu den 1 bis 8 die „invers wirkende“ Fliehkraftkupplung 1.
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Bei den in den 9 bis 12 dargestellten jeweiligen Ausführungsformen sind die jeweiligen Komponenten, insbesondere die Kniehebelanordnung 6, das erste und zweite Kniehebelelement 6a und 6b, der Betätigungskolben 7, die Fliehmasse 8 und/oder das Federelement 10 der Antriebsseite 2, hier der Antriebswelle 2a zugeordnet bzw. funktional wirksam mit dieser Welle verbunden. Überschreitet die Antriebsseite 2, hier die Antriebswelle 2a eine bestimmte Grenzdrehzahl öffnet die jeweilige Fliehkraftkupplung 1, denn die Fliehmasse 8 wird radial nach außen bewegt, die Kniehebelanordnung 6 wird gespreizt und der Betätigungskolben 7 wird axial nach links bewegt, so dass die jeweilige Fliehkraftkupplung 1 öffnet.
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In 9 ist das Federelement 10 als Zugfeder 10a ausgebildet und zwischen den beiden separaten Anlenkpunkten AL der beiden Kniehebelelemente 6a und 6b funktional wirksam angeordnet. Der separate Anlenkpunkt AL des ersten Kniehebelelementes 6a ist direkt wirksam mit der Fliehmasse 8 verbunden und radial bewegbar, wobei der andere separate Anlenkpunkt AL des zweiten Kniehebelelementes 6b fest mit einem Befestigungspunkt der Antriebsseite 2 verbunden ist.
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10 zeigt eine bevorzugte zehnte Ausführungsform einer Fliehkraftkupplung 1. Bezüglich der Wirkweise darf auf die Ausführungen zu 9 verwiesen werden. Im Unterschied zu 9 ist das Federelement 10 in 10 als Druckfeder 10b ausgebildet und wirksam zwischen der Fliehmasse 8 und einem radial außen liegendem Bestandteil der Antriebsseite 2 angeordnet.
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11 zeigt eine weitere bevorzugte hier elfte Ausführungsform einer Fliehkraftkupplung 1. Bezüglich der Wirkweise darf auf die vorangegangenen Ausführungen zu den 9 bis 10 verwiesen werden. Im Unterschied zu den anderen Figuren ist hier das Federelement 10 als Zugfeder 10a ausgebildet und wirksam zwischen dem Verbindungs-Anlenkpunkt VAL und dem ersten Lamellenträger 4b angeordnet.
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12 zeigt eine weitere, hier zwölfte Ausführungsform einer Fliehkraftkupplung 1. Für die Wirkweise darf auf die vorangegangenen Ausführungen verwiesen werden. Das Federelement 10 ist hier als Druckfeder 10b ausgebildet und zwischen einem festen Bestandteil der Antriebsseite 2 und dem gemeinsamen Verbindungs-Anlenkpunkt VAL angeordnet.
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Bei den in den 13 bis 16 dargestellten Ausführungsformen sind die jeweiligen Komponenten, hier die Kniehebelanordnung 6, das erste und zweite Kniehebelelement 6a und 6b, der Betätigungskolben 7, die Fliehmasse 8, das Federelement 10 der Abtriebsseite 3, hier insbesondere einer Abtriebswelle bzw. einem Losrad 3a zugeordnet bzw. die zuvor genannten Komponenten wirksam mit der Abtriebsseite 3 bzw. der Abtriebswelle / Losrad 3a verbunden. Hierbei ist der separate Anlenkpunkt AL des ersten Kniehebelelementes 6a mit der Fliehmasse 8 direkt wirksam verbunden und der andere separate Anlenkpunkt AL des zweiten Kniehebelelementes 6b mit einem festen Punkt bzw. Bestandteil der Abtriebsseite 3, hier der Abtriebswelle 3a verbunden bzw. ausgebildet. Übersteigt die Drehzahl der Abtriebsseite 3, hier der Abtriebswelle / Losrad 3a bei den in den 13 bis 16 dargestellten Ausführungsformen eine bestimmte Grenzdrehzahl wird die Fliehmasse 8 radial nach außen bewegt, so dass die Spreizung der Kniehebelanordnung 6 vergrößert wird. Hierdurch wird der Betätigungskolben 7 in den 13 bis 16 nach links bewegt und die jeweilige Fliehkraftkupplung 1 wird geöffnet.
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Wie aus 13 ersichtlich ist, ist hier das Federelement 10 als Zugfeder 10a ausgebildet und zwischen den zwei separaten Anlenkpunkten AL der jeweiligen Kniehebelelemente 6a und 6b funktionswirksam angeordnet.
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Zur Wirkweise der in 14 dargestellten Ausführungsform darf bereits auf die Ausführungen zu 13 verwiesen werden. Hier ist jedoch im Unterschied zu 13 bei der in 14 dargestellten vierzehnten bevorzugten Ausführungsform das Federelement 10 als Druckfeder 10b ausgeführt und funktional wirksam zwischen der Fliehmasse 8 und einem radial außen liegenden Bestandteil der Abtriebsseite 3 angeordnet.
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Bei dem in 15 dargestellten fünfzehnten bevorzugten Ausführungsbeispiel der jeweiligen Fliehkraftkupplung 1 darf zu deren Wirkweise auf die vorangegangenen Ausführungen zur 13 und 14 verwiesen werden. Das hier in 15 dargestellte Federelement 10 ist jedoch als Zugfeder 10a ausgeführt und zwischen dem gemeinsamen Verbindungs-Anlenkpunkt VAL und dem zweiten Lamellenträger 5b oder einem festen Bestandteil der Abtriebsseite 3 funktional wirksam angeordnet.
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Schließlich zeigt 16 eine bevorzugte sechzehnte Ausführungsform einer Fliehkraftkupplung 1, wo das Federelement 10 als Druckfeder 10b ausgebildet ist und zwischen dem gemeinsamen Verbindungs-Anlenkpunkt VAL und einem festen Bestandteil der Abtriebsseite 3, hier der Abtriebswelle / Losrad 3a angeordnet und/oder funktional wirksam vorgesehen ist. Für die Wirkweise der in 16 dargestellten Fliehkraftkupplung 1 darf auch auf die vorangegangenen Figuren und auf deren Erläuterung verwiesen werden.
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Im Ergebnis ist durch die Dimensionierung der jeweiligen Federkraft des jeweiligen Federelementes 10 und/oder durch die Dimensionierung der Fliehmasse 8 die Grenzdrehzahl der jeweiligen Antriebsseite oder Abtriebsseite 2 und 3 einstellbar bzw. dann so definierbar, dass so dann einstellbar ist, ob die Fliehkraftkupplung 1 automatisch öffnet oder schließt (je nach Ausführungsform der jeweiligen Fliehkraftkupplung 1).
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Durch das automatische Öffnen oder Schließen der jeweiligen Fliehkraftkupplung 1, also ohne dass ein zusätzlicher äußerer Steuerungsaufwand und/oder ohne dass zusätzliche von außen aufgebrachte Hilfsenergie notwendig ist, werden weitere Vorteile erzielt, insbesondere kann die entsprechende jeweilige Fliehkraftkupplung 1 als passives Schaltelement in einem Zwei-Gang-Stufengetriebe für ein Fahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug verwendet und/oder eingesetzt werden.
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Wie auch die 1 bis 16 deutlich machen, kann hierbei insbesondere die Abtriebsseite 3 als Abtriebswelle 3a bezeichnet werden bzw. ausgestaltet sein oder als Bestandteil eines Losrades ausgebildet sein. Anders ausgedrückt: Die Abtriebsseite 3 kann als Abtriebswelle 3a bzw. als Losrad 3a ausgebildet sein, so dass mit Hilfe der in den 1 bis 16 dargestellten Fliehkraftkupplungen 1 eine Antriebswelle oder auch eine Triebwelle mit dem Losrad einer Gangstufe drehfest wirksam verbindbar ist. Damit eignen sich die in den 1 bis 16 dargestellten Fliehkraftkupplungen 1 insbesondere zur Ausbildung eines 2-Gang-Getriebes für ein Elektrofahrzeug.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fliehkraftkupplung
- 2
- Antriebsseite
- 2a
- Antriebswelle
- 3
- Abtriebsseite / Losrad
- 3a
- Abtriebswelle
- 4
- erstes Reibelement
- 4a
- erstes Lamellenpaket
- 4b
- erster Lamellenträger
- 5
- zweites Reibelement
- 5a
- zweites Lamellenpaket
- 5b
- zweiter Lamellenträger
- 6
- Kniehebelanordnung
- 6a
- erstes Kniehebelelement
- 6b
- zweites Kniehebelelement
- 7
- Betätigungskolben
- 8
- Fliehmasse
- 8a
- Fortsatz
- 9
- Führungselement
- 9a
- Nut
- 10
- Federelement
- 10a
- Zugfeder
- 10b
- Druckfeder
- AL
- Anlenkpunkt
- VAL
- Verbindungs-Anlenkpunkt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018113229 A1 [0005]
