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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Antriebsstrang-Stellglied, das gespeicherte Energie nutzt, um ein Stellglied-Ausgangselement zu bewegen.
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HINTERGRUND
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Stellglieder werden in vielen Antriebsstrangkomponenten eingesetzt, um eine Komponente zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position axial zu bewegen.
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KURZDARSTELLUNG
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Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Kurzdarstellung der Offenbarung bereit und ist keine umfassende Offenbarung ihres vollen Umfanges oder aller ihrer Merkmale.
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Eine Stellgliedbaugruppe, die einen Rahmen, ein Ausgangselement, eine Verriegelung und eine Feder beinhaltet. Das Ausgangselement ist entlang einer Achse in Bezug auf den Rahmen zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position beweglich. Die Verriegelung hat ein erstes Verriegelungselement, das entlang der Achse beweglich ist, und ein zweites Verriegelungselement, das mit dem Ausgangselement gekoppelt ist. Das zweite Verriegelungselement ist so ausgestaltet, dass es mit dem ersten Verriegelungselement im Eingriff ist, um das Stellglied-Ausgangselement in der ersten Position zu halten. Die Feder übt eine Kraft auf das Stellglied-Ausgangselement aus, wenn das zweite Verriegelungselement mit dem ersten Verriegelungselement im Eingriff ist, um das Stellglied-Ausgangselement in der ersten Position zu halten. Die Kraft ist so ausgestaltet, dass sie das Stellglied-Ausgangselement in Richtung der zweiten Position drückt, wenn das zweite Verriegelungselement mit dem ersten Verriegelungselement außer Eingriff ist.
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In einer weiteren Form umfasst eines der ersten und zweiten Verriegelungselemente einen Plunger.
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In einer weiteren Form beinhaltet der Rahmen eine Welle, die parallel zur Achse ist, worin das Stellglied-Ausgangselement mit einem Wagen gekoppelt ist, der an der Welle verschiebbar montiert ist. Optional ist eine Leitspindel drehbar am Rahmen montiert, worin ein Mitnehmerblock mit der Leitspindel gewindemäßig gekoppelt ist und worin eine Feder zwischen dem Mitnehmerblock und dem Wagen angeordnet ist. Optional kann die Stellgliedbaugruppe einen Elektromotor umfassen, der so ausgestaltet ist, dass er die Leitspindel antreibt. Außerdem kann die Stellgliedbaugruppe optional ein Getriebe umfassen, das zwischen dem Elektromotor und der Leitspindel angeordnet ist.
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In einer weiteren Form umfasst das Stellglied-Ausgangselement eine Gabel.
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In einer anderen Form stellt die vorliegende Offenbarung eine Stellgliedbaugruppe bereit, die erste und zweite Komponenten, eine Schraubenfeder und eine Magnetspule beinhaltet. Die erste Komponente hat ein erstes Klauenkupplungselement, das drehfest daran gekoppelt ist. Das erste Klauenkupplungselement hat eine Vielzahl von ersten Klauenkupplungszähnen. Die zweite Komponente hat eine Vielzahl von Außenzähnen, die daran ausgebildet sind. Das zweite Klauenkupplungselement hat eine Vielzahl von Innenzähnen, eine innere ringförmige Schulter und eine Vielzahl von zweiten Klauenkupplungszähnen. Die Innenzähne sind mit den Außenzähnen im Eingriff, sodass das zweite Klauenkupplungselement drehfest, aber axial verschiebbar an der zweiten Komponente montiert ist. Das zweite Klauenkupplungselement ist zwischen einer ersten Position, in der die Vielzahl von zweiten Klauenkupplungszähnen mit der Vielzahl von ersten Klauenkupplungszähnen im Eingriff sind, um die zweite Komponente drehfest mit der ersten Komponente zu kuppeln, und einer zweiten Position, in der die Vielzahl von zweiten Klauenkupplungszähnen mit der Vielzahl von ersten Klauenkupplungszähnen außer Eingriff sind, um die relative Drehung zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente zu erlauben, beweglich. Die Schraubenfeder ist um die zweite Komponente angeordnet und liegt an der inneren ringförmigen Schulter an. Die Schraubenfeder spannt das zweite Klauenkupplungselement in Richtung der ersten Position vor. Die Magnetspule ist um das zweite Klauenkupplungselement angeordnet und selektiv betreibbar, um ein Magnetfeld zu erzeugen, das das zweite Klauenkupplungselement in die zweite Position bewegt.
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In noch einer anderen Form stellt die vorliegende Offenbarung eine Stellgliedbaugruppe bereit, die ein Gehäuse, erste und zweite Wellen, eine Hülse und einen Kolben beinhaltet. Die erste Welle ist drehbar im Gehäuse angeordnet und hat einen ersten Satz Außenzähne. Die zweite Welle ist drehbar im Gehäuse angeordnet und hat einen zweiten Satz Außenzähne. Die Hülse hat einen Satz Innenzähne und ist zwischen einer ersten Position, in der die Innenzähne mit dem ersten und zweiten Satz Außenzähne kämmen, um die ersten und zweiten Wellen drehfest miteinander zu koppeln, und einer zweiten Position, in der die Innenzähne mit einem des ersten Satzes Außenzähne und des zweiten Satzes Außenzähne außer Eingriff sind, um dadurch die relative Drehung zwischen den ersten und zweiten Wellen zu erlauben, beweglich. Der Kolben wird im Gehäuse aufgenommen und ist mit der Hülse für eine axiale Gleitbewegung gekoppelt. Der Kolben ist zwischen einer ersten der ersten und zweiten Positionen zu einer zweiten der ersten und zweiten Positionen in Reaktion auf ein unter Druck stehendes Fluid im Gehäuse, das auf eine erste Fläche des Kolbens wirkt, beweglich.
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In einer weiteren Form ist der Kolben zwischen der zweiten der ersten und zweiten Positionen zu der ersten der ersten und zweiten Position in Reaktion auf ein unter Druck stehendes Fluid im Gehäuse, das auf eine zweite Fläche des Kolbens wirkt, beweglich. Optional definiert das Gehäuse eine erste ringförmige Kammer und eine zweite ringförmige Kammer, worin sich ringförmige Abschnitte des Kolbens in jede der ersten und zweiten ringförmigen Kammern erstrecken.
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In einer weiteren Form ist ein Lager zwischen den ersten und zweiten Wellen angeordnet.
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In einer weiteren Form trägt ein erstes Lager die erste Welle für die Drehung in Bezug auf das Gehäuse, und worin ein zweites Lager die zweite Welle für die Drehung in Bezug auf das Gehäuse trägt.
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In einer weiteren Form ist die Hülse in Bezug auf den Kolben drehbar.
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In einer weiteren Form umfasst die Stellgliedbaugruppe eine Feder, die axial zwischen dem Gehäuse und dem Kolben angeordnet ist und die die Hülse in der ersten Position vorspannt. Optional ist die Feder radial um die zweite Welle angeordnet.
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In einer weiteren Form umfasst die Stellgliedbaugruppe eine Feder, die axial zwischen dem Gehäuse und dem Kolben angeordnet ist und die die Hülse in der zweiten Position vorspannt. Optional ist die Feder radial um die erste Welle angeordnet.
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In noch einer anderen Form stellen die vorliegenden Lehren ein Verfahren zum Betreiben einer Stellgliedbaugruppe bereit, die Folgendes beinhaltet: Bereitstellen einer Stellgliedbaugruppe, die einen Rahmen, eine Leitspindel, die drehbar am Rahmen montiert ist, einen Wagen, der verschiebbar am Rahmen montiert ist, einen Mitnehmer, der gewindemäßig mit der Leitspindel gekoppelt ist, eine Feder, die zwischen dem Mitnehmer und dem Wagen angeordnet ist, ein Stellglied-Ausgangselement, das mit dem Wagen für die Bewegung damit entlang einer Achse gekoppelt ist, und eine Verriegelung aufweist, wobei die Verriegelung ein bewegliches Verriegelungselement hat, das mit dem Wagen für die Bewegung damit entlang der Achse gekoppelt ist; Drehen der Leitspindel in eine erste Drehrichtung, um die Feder zwischen dem Mitnehmer und dem Wagen zusammenzudrücken; Positionieren des Stellglied-Ausgangselements in einer ersten Position entlang der Achse; ferner Drehen der Leitspindel in der ersten Drehrichtung, um den Mitnehmer über das bewegliche Verriegelungselement zu treiben, worin der Eingriff des beweglichen Verriegelungselements mit dem Mitnehmer die Feder in einem zusammengedrückten Zustand hält; Drehen der Leitspindel in eine erste, entgegengesetzte Richtung, um den Mitnehmer mit dem beweglichen Verriegelungselement direkt in Eingriff zu bringen; ferner Drehen der Leitspindel in die zweite Drehrichtung, um das Stellglied-Ausgangselement in eine zweite Position entlang der Achse zu positionieren, die von der ersten Position beabstandet ist; und Entriegeln des beweglichen Verriegelungselements von dem Mitnehmer, um es der Energie, die in der Feder gespeichert ist, zu erlauben, das Stellglied-Ausgangselement in Richtung der ersten Position zu versetzen.
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In einer weiteren Form umfasst das Entriegeln des beweglichen Verriegelungselements von dem Mitnehmer ferner des Drehen der Leitspindel in die zweite Drehrichtung, um das bewegliche Verriegelungselement gegen eine Rampe zu treiben, um das bewegliche Verriegelungselement in einen zurückgezogenen Zustand zu bewegen.
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In einer weiteren Form umfasst ferner das Drehen der Leitspindel in die erste Drehrichtung, um den Mitnehmer über das bewegliche Verriegelungselement zu treiben, das in Eingriff bringen einer Rampe am Mitnehmer mit dem beweglichen Verriegelungselement, um das bewegliche Verriegelungselement in einen zurückgezogenen Zustand zu bewegen.
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Weitere Anwendungsbereiche gehen aus der Beschreibung, die hierin bereitgestellt ist, hervor. Die Beschreibung und die spezifischen Beispiele in dieser Kurzdarstellung sollen lediglich zu Zwecken der Veranschaulichung dienen und den Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
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Figurenliste
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Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich zu Zwecken der Veranschaulichung ausgewählter Ausführungsformen und nicht aller möglichen Implementierungen und sollen den Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
- 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Stellgliedbaugruppe, die gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist;
- 2 ist eine Längsschnittansicht eines Abschnitts der Stellgliedbaugruppe von 1 ;
- 3 ist eine andere perspektivische Ansicht der Stellgliedbaugruppe von 1 ;
- 4 ist eine Schnittansicht eines Abschnitts der Stellgliedbaugruppe von 1;
- 5 ist eine Längsschnittansicht einer zweiten Stellgliedbaugruppe, die gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist;
- 6 ist eine perspektivische Ansicht einer dritten Stellgliedbaugruppe, die gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist;
- 7 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Stellgliedbaugruppe von 6; und
- 8 ist eine Längsschnittansicht eines Abschnitts der Stellgliedbaugruppe von 6.
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Entsprechende Bezugsziffern kennzeichnen die jeweiligen Teile in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Bezugnehmend auf 1 bis 4 der Zeichnungen ist eine erste Stellgliedbaugruppe, die gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist, generell durch die Bezugsziffer 10 gekennzeichnet. Die Stellgliedbaugruppe 10 ist so ausgestaltet, dass sie ein axial bewegliches Element in einer Antriebsstrangkomponente zwischen zwei Positionen versetzt, um zu bewirken, dass die Antriebsstrangkomponente in zwei verschiedenen Modi betrieben wird. Das axial verschiebbare Element könnte einer Kupplung oder einer drehmomentübertragenden Vorrichtung zugeordnet sein, die eingesetzt wird, um Drehleistung über die Vorrichtung oder einen Abschnitt der Vorrichtung selektiv zu übertragen, oder es könnte einem Mehrgang-Getriebe zugeordnet sein und könnte eingesetzt werden, um eine Untersetzung selektiv zu aktivieren und/oder zu deaktivieren und/oder Komponenten des Mehrgang-Getriebes miteinander für die gemeinsame Drehung selektiv zu verriegeln.
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Die Stellgliedbaugruppe 10 kann einen Rahmen 12, eine Leitspindel 14, einen Mitnehmerblock 16, einen Wagen 18, eine Feder 20, ein Stellglied-Ausgangselement 22, einen Elektromotor 24, ein Getriebe 26 und eine Verriegelung 28 beinhalten. Der Rahmen 12 kann ein Paar Bügel 32 und eine Welle 34 umfassen, die zwischen den Bügeln 32 angeordnet und fest mit ihnen gekoppelt ist. Die Leitspindel 14 kann an den Bügeln 32 für die Drehung um eine Drehachse 36 montiert sein, die im Allgemeinen parallel zu einer Achse sein kann, entlang der die Gleitwelle 34 angeordnet ist. In dem bereitgestellten Beispiel wird die Leitspindel 14 an gegenüberliegenden Enden über Lager getragen, die an den Bügeln 32 montiert sind. Der Mitnehmerblock 16 kann an die Leitspindel 14 geschraubt sein.
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Der Wagen 18 kann einen zentralen Bereich 40 und einen Federsitz 42 umfassen. Der zentrale Bereich 40 kann eine Bohrung aufweisen, die durch ihn hindurch ausgebildet ist, in der die Welle 34 aufgenommen werden kann, um das verschiebbare Anordnen der Welle 34 in dem zentralen Bereich 40 zu erlauben. Der zentrale Bereich 40 kann an dem Mitnehmerblock 16 an einer Seite anliegen, um die Drehung des Mitnehmerblocks 16 um die Drehachse 36 zu behindern sowie es dem Mitnehmerblock 16 zu erlauben, den zentralen Bereich 40 des Wagens 18 entlang der Welle 34 in eine Richtung weg vom Getriebe 26 zu drücken. Der Federsitz 42 kann mit dem zentralen Bereich 40 fest gekoppelt sein und kann sich davon erstrecken, sodass er um die Leitspindel 14 aufgenommen wird. In dem bereitgestellten Beispiel beinhaltet der Federsitz 42 einen Arm, der sich von dem zentralen Bereich 40 weg erstreckt, und einen im Allgemeinen U-förmigen Fuß. Die Feder 20 kann konzentrisch um die Leitspindel 14 aufgenommen werden und kann zwischen dem Mitnehmerblock 16 und dem U-förmigen Fuß des Federsitzes 42 am Wagen 18 angeordnet sein. Das Stellglied-Ausgangselement 22 kann auf jedwede gewünschte Weise ausgestaltet sein, um mit dem beweglichen Element der Antriebsstrangkomponente zu interagieren.
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In dem bereitgestellten Beispiel ist das bewegliche Element eine Gleitmanschette 50, die eingesetzt wird, um eine erste Welle 52 mit einer zweiten Welle 54 selektiv zu koppeln. Die erste Welle 52 hat eine Vielzahl von ersten äußeren Keilzähnen, die mit einer Vielzahl von inneren Keilzähnen kämmen, die an der Gleitmanschette 50 ausgebildet sind, und die zweite Welle 54 hat eine Vielzahl von zweiten äußeren Keilzähnen. Die Gleitmanschette 50 ist zwischen einer ersten Position (in 1 und 3 dargestellt) und einer zweiten Position beweglich. Wenn sie in der ersten Position positioniert ist, ist die Gleitmanschette 50 von der zweiten Welle 54 beabstandet, sodass die inneren Keilzähne nur mit den ersten äußeren Keilzähnen an der ersten Welle 52 im Eingriff sind. In diesem Zustand wird keine Drehleistung zwischen der ersten Welle 52 und der zweiten Welle 54 übertragen. Wenn sie in der zweiten Position positioniert ist, kämmen die inneren Keilzähne sowohl mit den ersten äußeren Keilzähnen als auch den zweiten äußeren Keilzähnen, um dadurch die zweite Welle 54 mit der ersten Welle 52 für die gemeinsame Drehung zu koppeln. Auch wenn dies nicht dargestellt ist, könnten verschiedene Techniken eingesetzt werden, um bei der Ausrichtung der zweiten äußeren Keilzähne mit den inneren Keilzähnen zu helfen, wie z. B. axiale Verjüngung der Steigung der zweiten äußeren Keilzähne oder der inneren Keilzähne an einer oder mehreren Seiten der Keilzähne.
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Der Elektromotor 24 und das Getriebe 26 sind so ausgestaltet, dass sie der Leitspindel 14 Drehleistung bereitstellen, um die Leitspindel 14 um die Drehachse 36 zu drehen. Der Elektromotor 24 kann jedwede Art von Motor sein, wie z. B. ein bürstenloser Gleichstrommotor, ein Servomotor oder ein Schrittmotor. Das Getriebe 26 kann ein Eingangsrad beinhalten, das mit einer Ausgangswelle des Elektromotors 24 für die Drehung damit gekoppelt sein kann, und ein Ausgangsrad, das mit der Leitspindel 14 für die gemeinsame Drehung gekoppelt sein kann. Falls gewünscht, könnten eines oder mehrere Zwischenräder (nicht dargestellt) zwischen den Eingangs- und Ausgangsrädern angeordnet sein, um die gewünschte Untersetzung bereitzustellen.
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Die Verriegelung 28 ist so ausgestaltet, dass sie den Wagen 18 lösbar mit einer anderen Struktur, wie z. B. dem Rahmen 12, koppelt, um die Bewegung des Wagens 18 entlang der Welle 34 von einer gewünschten Position zu behindern, wie z. B. einer Position, die der Platzierung der Gleitmanschette 50 in die erste Position entspricht. Verriegelungen sind allgemein bekannt und daher ist eine genaue Erörterung der Verriegelung 28 hierin nicht nötig. Kurz gesagt, kann die Verriegelung 28 einen ersten Abschnitt beinhalten, der am Wagen 18 montiert sein kann, und einen zweiten Abschnitt, der mit dem Rahmen 12 gekoppelt sein kann. In dem besonderen bereitgestellten Beispiel ist der erste Abschnitt eine Rastung, die einen Plunger 60, der ein beweglicher Abschnitt der Verriegelung ist, und eine Plungerfeder 62 umfasst. Der Plunger 60 kann in einem Loch 64 des Wagens 18 aufgenommen werden, der im Allgemeinen rechtwinklig zur Bohrung im zentralen Bereich 40 ist. Die Plungerfeder 62 kann zwischen dem zentralen Bereich 40 und dem Plunger 60 aufgenommen werden und kann den Plunger 60 vom zentralen Bereich 40 nach außen vorspannen. Der zweite Abschnitt der Verriegelung 28 kann ein Loch 66 sein, das im Rahmen 12 ausgebildet wird und so ausgestaltet ist, dass es den Plunger 60 aufnimmt. Es ist selbstverständlich, dass die Ausrichtung des Plungers 60 zum Loch 66 im Rahmen 12 der Plungerfeder 62 erlauben kann, den Plunger 60 nach außen zu drücken, sodass er mit dem Loch 64 im Rahmen 12 im Eingriff ist, um dadurch den Wagen 18 lösbar am Rahmen 12 zu befestigen.
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Die Stellgliedbaugruppe 10 kann so ausgestaltet sein, dass sie die Gleitmanschette 50 von der zweiten Position zur ersten Position versetzt, indem sie die Leitspindel 14 dreht, um den Mitnehmerblock 16 in eine Richtung entlang der Drehachse 36 vom Ausgangsrad weg zu treiben. Der Kontakt zwischen dem Mitnehmerblock 16 und dem zentralen Bereich 40 des Wagens 18 kann bewirken, dass der Mitnehmerblock 16 den zentralen Bereich 40 entlang der Welle 34 drückt, um die Gleitmanschette 50 entsprechend in der ersten Position zu positionieren. Wenn sich die Gleitmanschette 50 der ersten Position nähert, kann der Kontakt zwischen dem Plunger 60 und dem Rahmen 12 den Plunger 60 in Richtung des Wagens 18 gegen die Vorspannung der Plungerfeder 62 drücken, und wenn der Plunger 60 mit dem Loch 66 im Rahmen 12 ausgerichtet ist, kann die Plungerfeder 62 den Plunger 60 nach außen in das Loch 66 des Rahmens 12 drücken, um dadurch den Wagen 18 lösbar mit dem Rahmen 12 zu koppeln. Danach kann die Leitspindel 14 in eine entgegengesetzte Drehrichtung gedreht werden, um den Mitnehmerblock 16 zu veranlassen, sich axial in Richtung des Ausgangsrads zu bewegen und die Feder 20 zwischen dem Mitnehmerblock 16 und dem U-förmigen Fuß des Federsitzes 42 zusammenzudrücken. Es ist selbstverständlich, dass die Feder 20 in diesem zusammengedrückten Zustand eine Vorspannkraft auf den U-förmigen Fuß des Federsitzes 42 ausübt, der den Wagen 18 in Richtung Ausgangsrad drückt.
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Wenn die Gleitmanschette 50 von der ersten Position zur zweiten Position bewegt werden soll, kann die Verriegelung 28 gelöst werden (um die ersten und zweiten Abschnitte der Verriegelung 28 voneinander zu entkoppeln), um den Wagen 18 vom Rahmen 12 zu entkoppeln oder zu lösen. Nach dem Lösen kann die Kraft, die von der Feder 20 auf den Wagen 18 angewandt wird, den Wagen 18 sofort entlang der Welle 34 in Richtung Ausgangsrad versetzen, um dadurch das Stellglied-Ausgangselement 22 zu versetzen, sodass die Gleitmanschette 50 in der zweiten Position positioniert werden kann. In einer Situation, in der die inneren Keilzähne der Gleitmanschette 50 mit den zweiten äußeren Zähnen an der zweiten Welle 54 nicht kämmend im Eingriff sind, bleibt die Feder 20 zusammengedrückt und behält die Kraft auf den Wagen 18 bei, die auf die Gleitmanschette 50 über das Stellglied-Ausgangselement 22 übertragen wird, um die Gleitmanschette 50 zu veranlassen, in die zweite Welle 54 einzugreifen, wenn die internen Keilzähne mit den zweiten äußeren Keilzähnen ausgerichtet sind. Es ist selbstverständlich, dass ein entkoppelndes Stellglied (nicht speziell dargestellt), wie z. B. ein Magnetventil, eingesetzt werden könnte, um die ersten und zweiten Abschnitte der Verriegelung 28 voneinander zu entkoppeln.
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Alternativ könnte eine Nocke C1 mit dem Rahmen 12 (z. B. mit dem linken Bügel 32 in 3) und einer Kante E des Mitnehmerblocks 16 gekoppelt sein und könnte mit dem Plunger 60 (d. h. dem Plunger 60 und dem Wagen 18 links in 3) interagieren, um den Plunger 60 zu veranlassen, sich über die Nocke C1 zu bewegen und sich zurückzuziehen, um es dadurch dem Wagen 18 zu erlauben, durch die Kraft der Feder 20 in Richtung des Ausgangsrads gedrückt zu werden. Um die Verriegelung 28 zurückzusetzen, was sofort, nachdem der Wagen 12 in Richtung Ausgangsrad gedrückt wird, durchgeführt werden könnte, kann die Leitspindel 14 gedreht werden, um den Mitnehmerblock 16 in Richtung Ausgangsrad zu drücken. Der Kontakt zwischen dem Rahmen 12 (z. B. dem rechten Mitnehmerblock 32 in 3) und dem Wagen 12 kann eine weitere Bewegung des Wagens 12 in Richtung der rechten Seite in 3 behindern und es dem Mitnehmerblock 16 erlauben, die Feder 20 zwischen dem Mitnehmerblock 16 und dem U-förmigen Fuß des Federsitzes 42 zusammenzudrücken, sowie eine zweite Nocke C2 über den Plunger 60 zu drücken, um den Plunger 60 zu veranlassen, sich zurückzuziehen. Das Zurückziehen des Plungers 60 erlaubt der Kante E des Mitnehmerblocks 16, sich über den Plunger 60 zu bewegen; die Plungerfeder 62 kann den Plunger 60 nach außen drücken, sobald die Kante E des Mitnehmerblocks 16 den Plunger 60 freigegeben hat.
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Danach, wenn das Stellglied-Ausgangselement 22 bewegt werden soll, um die Gleitmanschette 50 in die erste Position zu bewegen, kann die Drehrichtung der Leitspindel 14 umgekehrt werden, um den Mitnehmerblock 16 vom Ausgangsrad weg zu bewegen. Da die Kante E des Mitnehmerblocks 16 mit dem Plunger 60 im Eingriff ist, (a) bleibt die Feder 20 zwischen dem Mitnehmerblock 16 und dem Federsitz 42 zusammengedrückt, während der Mitnehmerblock 16 sich in Richtung linker Bügel 32 bewegt, und (b) versetzt den Plunger 60 (und den Wagen 12 damit) mit dem Mitnehmerblock 16. Die Bewegung des Mitnehmerblocks 16 entlang der Drehachse vom Ausgangsrad weg kann angehalten werden, wenn die Manschette 50 in der ersten Position positioniert ist und das Stellglied-Ausgangselement 22 und der Wagen 12 in entsprechenden Positionen sind, aber vor einem Punkt, an dem der Plunger 60 von der Nocke C1 am Wagen 12 zu einem Punkt nach innen gedrückt wird, an dem der Plunger 60 sich ausreichend zurückziehen könnte, um es der Feder 20 zu erlauben, den Wagen 12 in Richtung Ausgangsrad zu bewegen.
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Aus der obigen Erörterung wird ersichtlich, dass, um zu veranlassen, dass der Plunger 60 mit der Nocke C1 am Rahmen 12 interagiert (um die Verriegelung 28 zu lösen, um es der Feder 20 zu erlauben, den Wagen 12 in Richtung Ausgangsrad zu versetzen), die Leitspindel 14 angetrieben werden muss, um den Mitnehmerblock 16 entlang der Drehachse in eine Richtung weg vom Ausgangsrad zu veranlassen. Wie oben angegeben, ermöglicht dies der Kante E des Mitnehmerblocks 16, den Plunger 60 gegen die Nocke C1 zu drücken, sodass die Nocke C1 den Plunger 60 veranlasst, sich zurückzuziehen.
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Es ist selbstverständlich, dass die Positionierung des Mitnehmerblocks 16 entlang der Leitspindel 14 und/oder die relative Positionierung zwischen dem Rahmen 12 und dem Wagen 18/Stellglied-Ausgangselement 22 wünschenswert wäre, um den Betrieb des Elektromotors 24 zu steuern und die Position der Gleitmanschette 50 zu ermitteln. Verschiedene Sensoren könnten eingesetzt werden, um solche Informationen zu erhalten, einschließlich ein Drehsensor, der eingesetzt wird, um die Drehposition des Rotors des Elektromotors 24 oder die Drehposition der Leitspindel 14 zu ermitteln, was eingesetzt werden könnte, um eine Position des Mitnehmerblocks 16 entlang der Drehachse zu ermitteln. Alternativ könnten Positionssensoren eingesetzt werden, um die Position des Mitnehmerblocks 16 entlang der Drehachse zu identifizieren. Es ist außerdem selbstverständlich, dass der Plunger 60 durch ein Magnetventil (nicht dargestellt) betrieben werden könnte, wobei in diesem Fall eine oder mehrere der verschiedenen Nockenflächen beseitigt werden könnten, falls gewünscht.
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Es ist selbstverständlich, dass die Stellgliedbaugruppe 10 so ausgestaltet sein kann, dass sie relativ hohe Kraft bereitstellt, um den Eingriff der Gleitmanschette 50 mit der zweiten Welle 54 zu veranlassen, und dass der Eingriff viel schneller erfolgen kann, als wenn der Wagen 18 entlang der Welle 34 mit derselben Geschwindigkeit bewegt werden müsste, mit der der Mitnehmerblock 16 durch die Leitspindel 14 versetzt wird. Es ist außerdem selbstverständlich, dass, während das bewegliche Element der Antriebsstrangkomponente als eine Gleitmanschette veranschaulicht und beschrieben wurde, das bewegliche Element anders ausgestaltet sein könnte, wie z. B. als eine bewegliche Klaue, die Teil einer Klauenkupplung ist, oder als eine Druckplatte, die Teil einer Reibungskupplung ist.
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Bezugnehmend auf 5 ist eine zweite Stellgliedbaugruppe, die gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist, generell durch die Bezugsziffer 10a gekennzeichnet. In diesem Beispiel ist das axial bewegliche Element eine Klaue 100 einer Klauenkupplung 102, die eingesetzt wird, um eine erste Welle 52a mit einer zweiten Welle 54a selektiv zu koppeln. Die zweite Welle 54a beinhaltet eine Vielzahl von äußeren Keilzähnen, die mit den inneren Keilzähnen kämmen, die an der beweglichen Klaue 100 ausgebildet sind. Die bewegliche Klaue 100 hat eine Vielzahl von ersten Klauenzähnen 110, die am Umfang um eine axiale Endfläche der beweglichen Klaue 100 angeordnet sind. Die feste Klaue 112 ist mit der ersten Welle 52a fest gekoppelt und umfasst eine Vielzahl von zweiten Klauenzähnen 114, die am Umfang um eine axiale Endfläche der festen Klaue 112 angeordnet sind. Eine Feder 116 spannt die bewegliche Klaue 100 entlang der zweiten Welle 54 in Richtung der festen Klaue 112 vor. Ein Elektromagnet 118 ist um die bewegliche Klaue 100 angeordnet und so ausgestaltet, dass er selektiv ein Magnetfeld erstellt, das die bewegliche Klaue 100 in eine Richtung von der festen Klaue 112 weg drückt. Es ist selbstverständlich, dass das Magnetfeld erstellt wird, wenn der Elektromagnet 118, der betätigt wird, von ausreichender Stärke ist, um eine Kraft auf die bewegliche Klaue 100 aufzuwenden, die die Vorspannkraft überwindet, die durch die Feder 116 auf die bewegliche Klaue 100 aufgewandt wird.
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Wenn eine Übertragung der Drehleistung über die Klauenkupplung 102 gewünscht wird, kann der Elektromagnet 118 deaktiviert werden (d. h. so, dass das Magnetfeld nicht erzeugt wird), um dadurch der Feder 116 zu erlauben, die bewegliche Klaue 100 schnell in den Eingriff mit der festen Klaue 112 zu versetzen.
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Bezugnehmend auf 6 bis 8 ist eine dritte Stellgliedbaugruppe, die gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist, generell durch Bezugsziffer 10b gekennzeichnet. In dieser Ausführungsform umfasst die Stellgliedbaugruppe 10b einen Fluidzylinder, der ein Zylindergehäuse 200, einen Kolben 202, der innerhalb des Zylindergehäuses 200 versetzbar ist, eine Ventilbaugruppe 204 und eine Quelle von unter Druck stehendem Fluid 206 aufweist. Das Zylindergehäuse 200 kann um die ersten und zweiten Wellen 52b bzw. 54b angeordnet sein. Das Zylindergehäuse 200 kann zwei ringförmige Kammern 210a und 210b definieren, die durch einen zentralen Bereich 212 beabstandet sind.
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Das bewegliche Element kann eine Gleitmanschette 50b sein, die im zentralen Bereich 212 angeordnet sein kann. Die Gleitmanschette 50b kann innere Keilzähne haben, die mit äußeren Keilzähnen an der zweiten Welle 54b im Eingriff sind. Die Gleitmanschette 50b kann in eine Position bewegt werden, in der die inneren Keilzähne auch mit den äußeren Keilzähnen im Eingriff sind, die an der ersten Welle 52b ausgebildet sind, um dadurch die ersten und zweiten Wellen 52b und 54b für die gemeinsame Drehung zu koppeln.
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Der Kolben 202 kann eine ringförmige Struktur sein, die ein Paar Endsegmente 220 hat, die in den ringförmigen Kammern 210a und 210b aufgenommen werden können. Der Kolben 202 kann einen sich am Umfang erstreckenden Kanal definieren, der an entgegengesetzten axialen Enden durch die ersten und zweiten ringförmigen Wände 230 und 232 umgrenzt wird, die sich in den zentralen Bereich 212 des Zylindergehäuses 200 erstrecken. Die Gleitmanschette 50b kann in dem sich am Umfang erstreckenden Kanal zwischen den ersten und zweiten ringförmigen Wänden 230 und 232 aufgenommen werden. Die erste ringförmige Wand 230 kann integral und einstückig mit einem Körper des Kolbens 202 ausgebildet sein, während die zweite ringförmige Wand 232 einen Sprengring umfassen kann, der mit dem Körper des Kolbens 202 entfernbar gekoppelt sein kann. Falls gewünscht, kann ein Distanzstück 236 zwischen der Gleitmanschette 50 und einer oder beiden der ersten und zweiten ringförmigen Wände 230 und 232 angeordnet sein, um überschüssigen Raum zwischen der Gleitmanschette 50 und den ersten und zweiten ringförmigen Wänden 230 und 232 zu beseitigen. Falls gewünscht, könnte das Distanzstück 236 aus einem flexiblen Material ausgestaltet sein, um ein Minimum an Polsterung oder Dämpfung zwischen dem Kolben 202 und der Gleitmanschette 50 auszubilden.
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Dichtungen sind an den inneren und äußeren Umfangflächen der Endsegmente 220 angeordnet, um die inneren und äußeren Wände der ringförmigen Kammern 210a und 210b des Zylindergehäuses 200 dichtungsmäßig in Eingriff zu bringen.
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Jede der ringförmigen Kammern 210a und 210b ist in Fluidverbindung mit der Ventilbaugruppe 204 und die Ventilbaugruppe 204 ist in Fluidverbindung mit der Quelle des unter Druck stehenden Fluids 206. Die Ventilbaugruppe 204 kann in einem ersten Zustand betrieben werden, in dem eine erste der ringförmigen Kammern 210a mit der Quelle des unter Druck stehenden Fluids 206 gekoppelt ist und die andere der ringförmigen Kammern 210b entlüftet ist (z. B. zur Atmosphäre oder zu einem Fluidbehälter, aus dem die Quelle des unter Druck stehenden Fluids 206 Fluid ansaugt), und einem zweiten Zustand, in dem die erste der ringförmigen Kammern 210a entlüftet ist und die andere der ringförmigen Kammern 210b mit der Quelle des unter Druck stehenden Fluids 206 gekoppelt ist. In dem bereitgestellten Beispiel umfasst die Quelle des unter Druck stehenden Fluids 206 einen Luftverdichter und einen Tank oder Behälter für das Halten der unter Druck stehenden Luft, es ist aber selbstverständlich, dass ein nicht komprimierbares Fluid in der Alternative eingesetzt werden könnte.
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Die vorangehende Beschreibung der Ausführungsformen wurde zu Zwecken der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Sie ist nicht als vollständig anzusehen und gilt nicht als Einschränkung für die Offenbarung. Einzelne Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform sind allgemein nicht auf diese bestimmte Ausführungsform beschränkt, sondern gegebenenfalls untereinander austauschbar und können in einer ausgewählten Ausführungsform benutzt werden, selbst wenn dies nicht speziell dargestellt oder beschrieben ist. Diese können auch auf viele Weisen variiert werden. Solche Abwandlungen sollen nicht als Abkehr von der Offenbarung angesehen werden, und alle diese Änderungen sollen in den Geltungsbereich der Offenbarung einbezogen sein.
