DE202006010663U1

DE202006010663U1 - Kupplungs-System

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Publication number: DE202006010663U1
Application number: DE200620010663
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-07-10
Filing date: 2006-07-10
Publication date: 2006-10-05
Anticipated expiration: 2016-07-11

Abstract

Kupplungs-System, das in Maschinen oder Fahrzeuge aller Art einsetzbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass es mindestens
– eine Dreh-/Steuer-Scheibe (1), die mit der Motor-Drehachse (2) fest oder abnehmbar gekoppelt ist, die nicht rechtwinklig zu Motor-Drehachse, sondern schräg oder winkelgeneigt angeordnet ist, wobei ihre Kontakt-Oberfläche (4) glatt ist oder mit konzentrisch angeordneten Rillen (41) versehen ist,
– einem Teller (5), der gelagert ist, der auf der Oberfläche der schrägen Drehscheibe (1) liegt, wobei die Lager ein reibungsloses Gleiten des Tellers auf der Drehscheibe ermöglichen,
– einem relativ flachen elastischen, scheibenförmigen Behälter, der mit einem Material, einem Gell oder einer Flüssigkeit gefüllt ist, vorzugsweise eine elektrorheologische Flüssigkeit, die elektrisch gesteuert ihren physikalischen Aggregats-Zustand von flüssig auf zäh oder fest und umgekehrt ändern kann,
– Elektroden, die in der Flüssigkeit eingefügt sind,
– eine Steuerung, die mit den Elektroden gekoppelt ist,
– eine Welle, die den...

Description

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

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

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

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

Ein weiterer Nachteil der Kupplungsscheiben ist auch die Tatsache, dass sie ungenau sind. Man kann nie genau die Kraftübertragung dosieren. Das erlaubt das Funktionsprinzip nicht. Die Kupplungsscheibe schleift ja gegen mindestens eine andere Drehplatte und wird dabei bei Belastung schnell erhitzt. Die Erhöhung der Temperatur ändert zumindest geringfügig die Eigenschaften der Kupplungs-Scheibe, was auch zu veränderte Griff-Kraft führt. Die Kupplungs-Scheibe verschleißt sich mit der Zeit und muss irgendwann erneuert werden. Ein Nachteil ist auch das Ruckeln wenn das Fahrzeug manuell geschaltet wird.
Eine interessante Erfindung von früher könnte für ein neuartiges Kupplungs-System eingesetzt werden.
Bereits 1939 entdeckte der amerikanische Ingenieur Willis Winslow den elektrorheologischen Effekt bei privaten Forschungen und beschrieb wenig später erste mögliche Anwendungen. Winslow stellte damals fest, dass sich die Viskosität einer Lösung aus Stärkemehl in Mineralöl unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes ändert. Zunächst wurde mit anorganischen Zeolith-Partikeln experimentiert, die aber zu starker Reibung und Korrosion an Leitungen und Dichtungen führten. Als weit weniger abrasiv erwiesen sich verhältnismäßig weiche Polymerpartikel etwa aus Polyurethan. Dennoch scheuten Maschinenbaubetriebe die ungewohnten und noch nicht ganz ausgereiften Substanzen. Für praktische Anwendungen taugte diese erste elektrorheologische Flüssigkeit noch nicht. Inzwischen haben Wissenschaftler die Flüssigkeiten weiterentwickelt.
Früher bedeutungslos jedoch heute spielen elektrisch steuerbare Flüssigkeiten in der Technik eine große Rolle. Sie enthalten meist kleine Kunststoffkügelchen, die sich aufgrund ihrer Polarität in einem elektrischen Feld zu langen Ketten anordnen und deshalb die Flüssigkeit versteifen, und das innerhalb von Sekundenbruchteilen. Elektrorheologische Flüssigkeiten werden zäh wie Gel oder noch fester, wenn eine Spannung angelegt wird. Nutzen lässt sich dieser Effekt in Bremssystemen, Stoßdämpfern, Hydraulikanlagen oder Ventilen, die sehr schnell schalten müssen. Den Rekord hält derweil eine elektrorheologische Flüssigkeit, die 1500mal in der Sekunde zwischen flüssig und fest hin- und herschalten kann. Auch in Fitness-Studios profitieren die Sportler von elektrorheologischen Flüssigkeiten.
Seit einigen Jahren gibt es auch magnetorheologische Flüssigkeiten. Bei ihnen wird die Verfestigung nicht durch elektrische, sondern magnetische Felder ausgelöst. Das Fließverhalten dieser Flüssigkeiten ändert sich in einem Magnetfeld. Das grosse Anwendungspotential dieser neuen Materialien reicht von Ventilen in Mikrosystemen bis hin zu regelbaren Schwingungsdämpfern oder Tastbildschirmen für Blinde. Die smarten Flüssigkeiten dämpfen Fahrersitze in Lastwagen oder dienen als Bremsen in Fitnessgeräten. Seit vorigem Jahr setzt General Motors sie sogar in Stoßdämpfern von Autos ein. In Deutschland arbeitet das ISC mit Partnern an einem adaptiven Motorlager, das den Fahrkomfort mithilfe von MRF erhöht.
Der verblüffende Effekt ist leicht zu erklären: In einer hochisolierenden Flüssigkeit – wie etwa Silicon- oder Mineralöl – sind Milliarden von elektrisch polarisierbaren Teilchen gleichmäßig verteilt. Das ändert sich, sobald Spannung anliegt. In einem elektrischen Feld bilden die Partikel Dipole mit Plus- und Minus-Ladungen und verbinden sich zu langen Ketten. Die Flüssigkeit zwischen den Elektroden wird fest. Das geht sehr schnell. Innerhalb von Millisekunden sind die Teilchen polarisiert und die Suspension erstarrt zu einem zähen Gel. Schaltet man den Strom ab, zerfallen die Partikelketten und die Suspension ist wieder flüssig. Ähnlich funktionieren auch die magnetorheologischen Flüssigkeiten (MRF). Sie enthalten magnetisierbare Partikel. Legt man ein Magnetfeld an, richten sich diese Teilchen aus, wie Eisenspäne zwischen den Polen eines Hufeisenmagneten.
Dazu wird die Substanz durch einen Spalt zwischen zwei flachen Elektroden geleitet. Legt man eine Spannung an, werden winzige Polyurethanpartikel in der Flüssigkeit polarisiert. Sie verbinden sich zu langen Ketten, denn die Partikel tragen positive und negative Ladungen. Im Feld ordnen sie sich zwischen den Platten zu winzigen Säulen an, die Drücke elastisch abfedern oder Scherkräfte dämpfen, wenn sich die Platten gegeneinander verschieben. Selbst die Bewegung von Kolben lässt sich damit abbremsen. Ein Knopfdruck genügt – und die gerade noch flüssige, milchig weiße Suspension ist fest und zäh wie Gelee. Die Elektrofluide verändern ihr Fließverhalten, wenn Spannung angelegt wird.
Die Eigenschaften dieser Flüssigkeit werden auch in der Anmeldung DE 19801752 beschrieben. Hier wird eine Verriegelungseinrichtung für Notausgangstüren wobei zwischen dem Sperrmechanismus und dem Haltemechanismus eine Druckfeder vorgesehen ist, mit ein vom Sperrriegel elektrisch versperrbares Fluid (hydraulische oder rheologische Flüssigkeit) befüllt, beschrieben.
Die Eigenschaften dieser Flüssigkeit werden versucht auch für Brems-Systeme oder Kupplungen eingesetzt zu werden. Bei Brems-System wird daran gedacht diese Flüssigkeit anstatt von Ventilen einzusetzen. Turbokupplungen könnten mit diese Flüssigkeit befüllt werden um die Kraftübertragung zwischen dem Pumpenrad und der Turbinenrad zu regeln.
Der in den Schutzansprüchen 1 bis 52 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Kupplungs-System zu schaffen, das sehr komfortabel ist, das in der Lage ist, sehr genau die Kraft des Motors auf dem Getriebe zu dosieren und das ohne herkömmliche Scheiben-Reibungs-Effekt auskommt.
Dieses Problem wird mit den in den Schutzansprüchen 1 bis 52 aufgeführten Merkmalen gelöst.
Vorteile der Erfindung sind:

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

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der 1 bis 13 erläutert. Es zeigen:
1 das neuartiges Kupplungs-System mit elektrorheologischen Flüssigkeit,
2 eine Variante, wobei die Drehscheibe von beiden Seiten abgetastet wird,
3 das Energie-Übertragungs-System mit Schleifkontakt für die Steuerung,
4 das berührungsloses Energie-Übertragungs-System,
5 die U- oder C-Förmig gebaute Druck-Behälter,
6 eine Variante, wobei anstatt von Kugeln, kleine abgestumpfte Konusse eingebaut sind,
7 eine Variante mit mehreren elastischen Behältern,
8 eine Variante magnetorheologischen Flüssigkeit,
9 eine Variante mit mehreren kleineren Behältern, die mit der magnetorheologischen Flüssigkeit gefüllt sind,
10 eine Variante, wobei der Behälter teilweise aus Metall besteht,
11 einen ringförmigen Behälter,
12 eine Variante, wobei der Behälter in mehreren ringförmigen Scheiben aufgeteilt ist,
13 zeigt eine Variante, wobei die Drehscheibe in einem festen Behälter eingeführt ist.
Das Kupplungs-System ist eine völlig neuartige Variante, die die Kraftübertragung zwischen dem Motor und dem Getriebe gewährleistet. Es handelt sich um ein System, das mit einer bisher unerreichten und nahezu absoluten Präzision steuerbar ist. Die Motorkraft wird beliebig proportioniert auf das Getriebe übertragen. Ein großartiger Vorteil ist auch die Tatsache, dass das Kupplungs-System sehr lange ununterbrochen betätigt werden kann, ohne dass es zu Beschädigung kommt.
Das System ist relativ kompliziert gebaut, jedoch hier wird eine vereinfachte Form dargestellt.
Es besteht aus einer Drehscheibe 1, die auch Steuerscheibe genannt werden kann, die nicht rechtwinklig sondern etwas schräg mit der Motor-Drehachse 2 gekoppelt ist. Sie muss nicht unbedingt schräg sein, jedoch deren Kontaktfläche 3 muss schräg oder winkelgeneigt gebaut sein. Diese Scheibe (Taumelscheibe) kann fest mit der Achse gekoppelt oder abnehmbar z.B. durch Schrauben oder Nieten befestigt. Am besten soll sie fest mit der Motordrehachse oder Kurbelwelle gekoppelt werden, bzw. eine Einheit bilden. Falls es doch mal zum Verschleiß kommen soll, dann kann sie zusätzlich vom Werk aus mit einer Zusatz-Platte 4 gekoppelt werden, die austauschbar ist. Die schräge Anordnung der Drehscheibe oder deren Kontaktfläche trägt dazu bei, dass eine steuerbare Kraftübertragung machbar ist. Auf der freien Oberfläche 3 der Drehscheibe wird ein Teller 5 gelegt, der mit Kugellager 6 ausgestattet ist. Anstatt des Tellers, kann auch ein stabil gebauter Ring verwendet werden, jedoch ein Teller hat seine Vorteile. Der Teller ist in der Mitte mit einem Gelenk 7 ausgestattet, durch den er mit einer Welle 8 gekoppelt ist. Die Welle wird dann mit dem Getriebe 9 gekoppelt. Das Gelenk erlaubt eine Schwenkung des Tellers innerhalb eines Winkelbereichs 10 in eine beliebige Richtung. Jedoch eine Drehung des Tellers wird direkt auf der Welle übertragen, bzw. die Welle dreht dann auch sofort mit. Bestens sind dafür Kardan-Gelenke 11 geeignet, die in beliebige Richtungen schwenkbar sind und die eine Drehung nahezu verlustfrei übertragen. Die Welle kann in einem Bereich aus einem Gummi-Teil 12 bestehen, der eventuelle Vibrationen dämpfen soll. Der Gummibereich 12 kann auch einer massiven Gummischeibe 13 bestehen, der sandwischartig zwischen zwei Platten 14 eingebaut ist. Mit dem Teller ist mindestens ein elastischer Behälter 15 verbunden. Der Behälter kann ringförmig oder scheibenförmig gebaut werden. Wenn er ringförmig gebaut werden soll, dann wird er vorzugsweise mit dem Teller-Rand gekoppelt werden. Der Teller kann in beliebige Richtung geschwenkt werden. Diese Schwenk-Bewegung soll durch das Kardan-Gelenk 11 nicht verhindert werden. Der Behälter wird an einer Stütze 48, die fest mit der Welle 8 gekoppelt ist, angelehnt, bzw. mit dieser Scheibe verbunden werden. Der Behälter 15 ist mit Verstärkungsfasern 17 verstärkt. Es können auch mehrere kleinere Behälter 18 verteilt auf dem Teller 5 eingebaut werden. Die Behälter verbinden die Scheibe 16 auf elastische Weise mit dem Teller 5.
Der Behälter 15 ist durch die Stütze 48 mit der Welle 8 mechanisch gekoppelt und dreht sich auch mit. Drin befindet sich eine spezielle Flüssigkeit, vorzugsweise eine elektrorheologische Flüssigkeit 19, die von einem Behälterbereich auf den anderen wandern kann. Der Behälter wird durch die schräge Drehscheibe 1 und durch den Motorantrieb wellenartig schräg gepresst. Ein Teil des Behälters 15 wird schmal gepresst, während der andere breiter wird. Der schmale 20 und der breitere Teil 21 des Behälters wandern mit der Drehung der Drehscheibe mit, ohne dass der Behälter gedreht wird. Die Flüssigkeit leistet keinen Widerstand. Auf diese Weise wird keine Kraft auf der Welle übertragen. Die elektrorheologische Flüssigkeit hat die Eigenschaft, unter elektrischem Strom/Spannung, sich zu verfestigen. Je höher die elektrische Anregung ist, desto fester wird sie. Zwei Elektroden 22 steuern den Aggregats-Zustand der Flüssigkeit und können diese fest oder flüssig machen. Eine Steuerung 23 ist mit den Elektroden gekoppelt. Der Teller 5 gleitet durch die Kugellager 6 auf der Oberfläche 3 der Drehscheibe 1. Um Unwucht zu vermeiden, wenn die Flüssigkeit von einem Teil des Behälters auf den anderen wandert, wird die Masse der Drehscheibe an „positiven Bereich" 24 vergrössert, und das exakt um die Masse der Flüssigkeits-Überschuss in den gegenüber der Drehachse liegenden Behälter-Teil. Ein Bolzen 25 in der Mitte des Tellers wird in der Mitte der Drehscheibe in einer Öffnung 26 eingeführt, wobei diese eine Unwucht komplett ausschließen werden, weil die beiden Teile, obwohl sie nicht fest mit einander gekoppelt sind, insgesamt wie ein fester Körper während der Drehung sich verhalten.
In der 1 ist eine einfache Variante dieses Systems dargestellt worden. Die Drehscheibe 1 wird durch den Motor, bzw. dessen Kurbelwelle gedreht. Der gelagerte Teller 5 gleitet über die Oberfläche 3 der Drehscheibe 1, ohne dass er sich dabei dreht. Durch die schräge Anordnung bzw. die Winkelneigung der Drehscheibe gegenüber der Motorachse 2, wird auf den nicht mitdrehend liegenden Teller 5 eine Wellenbewegung erzeugt, die den elastischen Behälter 15, der mit dem Teller gekoppelt ist, hin und her schwenkt, bzw. ihn verformt. Der „positiver Bereich" 24 der Drehscheibe rotiert und damit auch der Teller an der Stelle geschoben wird. Er schiebt den Behälter an dieser Stelle ebenfalls zurück. Der „negativer Bereich" 27 zieht den Teller wieder in Richtung der Drehscheibe. Der Teller ist in der Mitte mit einem Kardan-Gelenk 11 gekoppelt, der in beliebige Richtung innerhalb eines bestimmten Winkelbereichs schwenkbar ist. Der Teller dreht sich zwar nicht, aber er macht die „Wellen-Bewegung" mit. Die Kugellager 6 sorgen für ein verlustfreies Gleiten auf der Drehscheibe. Die Flüssigkeit in dem Behälter wird durch die Wellenbewegung ebenfalls in Bewegung gesetzt. Diese wandert von einem Teil des Behälters auf den anderen, je nachdem welche Druckkraft auf dem Behälter wirkt. Abgesehen von der Flüssigkeitswanderung, ist eine Schwenkung in energetischer Hinsicht hier nahezu verlustfrei. Die eingebauten Elektroden 22 können die Flüssigkeitsströmung steuern. Die Steuerung kann einen Signal erzeugen, der nicht nur zwei Aggregats-Zustände der Flüssigkeit erzeugt. Die Flüssigkeit kann stufenlos eine beliebige Zwischen-Zustand nehmen und diese auch halten. Auf der Drehscheibe können konzentrisch angeordnete Rillen 28 eingebaut werden, auf denen die Kugeln 29 des Kugellagers 6 sich bewegen können.
Das Prinzip dieses Systems ist nicht zu kompliziert. Wenn die elektrorheologische Flüssigkeit flüssig ist, dann fliesst sie durch die Wellenbewegung der Drehscheibe von einem Teil des Behälters auf den anderen. Je nachdem wie gross der Behälter 15 ist und wie schräg/winkelgeneigt die Drehscheibe 1 eingebaut ist, kann die bewegende Flüssigkeitsmenge sehr gering oder relativ gross sein. Je schneller der Motor angetrieben wird, desto schneller dreht sich seine Kurbelwelle und damit auch die Drehscheibe. Der Behälter 15 wird schwenkend mit der Drehfrequenz hin und her verformt. Jede Drehung verursacht eine vollständige rotierende Verformung des Behälters. Mit dieser Geschwindigkeit fliesst auch die Flüssigkeit 19 in dem Behälter hin und her. Die Breite des Behälters soll abhängig von der Motorleistung gewählt werden. Einige cm sind in der Regel optimal für Motoren bis 300 KW. Die Flüssigkeitsströmungen erlauben verlustfreie Motordrehungen bis 32000 UpM. Dadurch kann das Kupplungs-System auch für extrem schnelle Fahrzeuge (wie z.B. Rennwagen) geeignet sein.
Sobald die Steuerung 23 die Elektroden 22 unter Spannung setzt und die Flüssigkeit angeregt wird, dann beginnt die elektrorheologische Flüssigkeit zäher zu werden. Dadurch beginnt die Flüssigkeitsströmung verhindert zu werden. Auf diese Weise erhöht sich die Widerstand in dem Behälter 15 und er wird nicht mehr in Echtzeit verformt. Das erzeugt eine Kraft auf dem Teller 5, der immer schneller sich zu drehen beginnt, wobei eine Kraftübertragung zwischen der Kurbelwelle 2 und der Welle 8, die mit dem Getriebe 9 gekoppelt ist, stattfindet. Die Kraftübertragung ist je intensiver, je stärker die Flüssigkeit angeregt wird und diese fester wird. Die Zeit um den Behälter zu verformen wird immer länger und die Flüssigkeit wird nicht mehr von einem Teil des Behälters auf den anderen ohne weiteres transferiert werden. Auch der Druck für diese Transfer immer grösser werden muss. Wenn die Flüssigkeit maximal angeregt wird, dann findet so gut wie keine Verformung mehr statt und die Neigungswinkel des Tellers 5 gegenüber der Stütze 48 bleibt konstant. Der Behälter in festen Zustand erlaubt nicht dass der Teller 5 seine Winkel im Bezug auf ihn ändert. Daher dreht der Teller komplett mit dem Behälter 15, die Steuerung 23, der Stütze 46 und der Welle 8 mit. Eine stabiles Gehäuse 30 und zwei gelagerte Begrenzungs-Platten 31 verhindern zusätzlich, dass die Kupplungsteile auseinander gehen oder sie sich von einander entfernen. Durch die Erstarrung des Behälters 15, bzw. seine starre Haltung der Winkelneigung, wird der Teller 5 gezwungen mit der Drehscheibe 1 mit zu drehen. Das bedeutet eine vollständige und verlustfreie Drehmoment-Übertragung von dem Motor auf der Welle, bzw. Getriebe 9.
Das Kupplungs-System kann sowohl mit langsame als auch mit schnelleren Motoren verbunden werden. Bei langsamen Motoren (LKW, Schiff, Panzer oder andere schwere Fahrzeuge) kann die Winkelneigung der Drehplatte relativ schräg angeordnet sein. Je kleiner der Neigungswinkel, desto schnellere Motoren können mit diesem Kupplungs-System gekoppelt werden.
Für eine besondere Steuerung kann ein Signal-Generator 32 eingebaut werden, der elektrische Signale mit regelbare Frequenz und Amplitude erzeugt, wobei das die Elektroden 22 mit dieser Frequenz steuert. Durch die hohe Frequenz des Signals, das auch als Impuls-Signal abgegeben werden kann, ist es möglich die Flüssigkeit so zu steuern, dass es in sehr kurzen oder längeren Intervallen wechselweise flüssig oder fest wird. Dadurch werden proportionierte kleine Mengen der Flüssigkeit in dem Behälter 15 wandern und eine proportionierte Kraftübertragung zwischen dem Motor und der Welle 8 ermöglichen. Das Prinzip kann man ähnlich wie bei elektrischen getakteten Schaltungen erklären. Diese Schaltungen sind auf Thyristor-Basis gebaut und können die Werte der Wechselströme im Ausgang ändern. Ähnlich wird hier die mechanische Kraft dosiert auf der Welle übertragen. Die Impuls-Frequenz kann von dem Kupplungs-Pedal 33 aus gesteuert werden. Vorteilhaft ist hier, dass der Flüssigkeitszustand nicht Zwischenzustände aufweisen muss. Wenn man auskoppeln will, dann wird die Flüssigkeit einfach flüssig gemacht und die Flüssigkeit wandert ungehindert in dem Behälter. Beim Koppeln wird die Flüssigkeit fest gemacht sie strömt nicht mehr in dem Behälter. Die Tellerneigung wird gegenüber der Welle starr gehalten und eine vollständige Kraftübertragung findet statt. Für eine Kraftdosierung wird die Steuerung mit einer hohen Frequenz die Flüssigkeits-Zustand von flüssig auf fest in kurzen Abständen ändern, sodass die Strömung der Flüssigkeit in dem Behälter geregelt werden kann. Je nachdem wie oft der Fest-Flüssig-Zustand geändert wird, kann man die Flüssigkeits-Strömung regeln. Z.B. wenn die elektrorheologische Flüssigkeit 100-mal pro Sekunde flüssig und fest gemacht wird, wobei für ein vollständigen Zyklus (einmal komplett flüssig und fest werden) 0,001 Sekunden gebraucht werden, dann wird die Kraftübertragung ca. 6% betragen. Praktisch ist dieser Wert noch niedriger, weil die Trägheit der Flüssigkeit nicht mitberechnet worden ist. Wenn der Flüssigkeits-Zustand aber 500-mal pro Sekunde gesteuert wird, dann wird ca. 25% der Kraft des Motors auf der Welle übertragen. Je höher die Frequenz der Impulse ist, die den Flüssigkeits-Zustand ändern, desto höher ist die Kraftübertragung, weil die Flüssigkeit immer mehr gebremst wird.
In der 2 ist eine Variante dargestellt worden, wobei die Drehscheibe von beiden Seiten abgetastet wird. Ein Kapsel-Gehäuse 34 umhüllt nahezu komplett die Drehscheibe 1. In dem Gehäuse ist eine Öffnung 35 eingebaut, durch den die Motor-Drehachse eingeführt wird. Die andere Seite des Gehäuses ist fest oder abnehmbar z.B. durch Schrauben mit der Welle 8 gekoppelt. Diese Welle überträgt dann die Kraft an das Getriebe 9 weiter. In dem Gehäuse ist ein Behälter (oder mehrere) eingebaut. Es können z.B. zwei ringförmige Behälter 36 eingebaut werden, die jeweils eine Fläche der Drehscheibe durch jeweils einen Kugellager-Teller berühren. Auch Systeme mit vier oder sechs kleinere Behältern 18 sind gut dafür geeignet. In letzen Fall wären jeweils drei Behälter unter 120°- Winkel auf jede Seite der Drehscheibe verteilt (7). Sobald die Drehscheibe sich dreht, dann schiebt sie einen Teil des Behälters und verformt ihn durch ihre winkelgeneigte Anordnung, mit jeder Umdrehung einmal hin und her. Je nachdem in welche Phase die Drehscheibe sich befindet, wird auch die Flüssigkeit von einem Teil des Behälters auf den anderen wandern. Bei der Variante mit mehreren kleineren Behältern 18, wird jeder davon mit jede Umdrehung der Drehscheibe, einmal gepresst und einmal in die Länge gezogen. Beim flüssigen Zustand der elektrorheologischen Flüssigkeit, findet keine Kraft-Übertragung statt, weil die Behälter sich frei verformen können und die Winkelneigungen der Drehscheibe eine art „Wellen-Bewegungen" auf denen bewirkt. Wenn die Flüssigkeit sich zu verfestigen beginnt, dann erschwert sich die Flüssigkeits-Wanderung von einem Teil auf den anderen. Dadurch erhöht sich die Widerstand auf der Drehscheibe und als Ergebnis wird immer mehr Kraft auf der Welle übertragen. Je stärker die Flüssigkeit angeregt wird, desto stärker nimmt die Kraftübertragung zu. Wenn die Flüssigkeit fest wird, dann ist die Kraftübertragung auf 100%. Durch eine feine Steuerung der Flüssigkeitszustand ist eine Regelung der Kraftübertragung von 0 bis 100% stufenlos und sehr genau dosierbar möglich. In einem Fahrzeug würde das exzellente Eigenschaften mitbringen. Die Kupplung geht nicht kaputt auch wenn er länger betätigt. Ruckelfreies Starten, Gangwechsel bei manuelle Schaltung sowie eine perfekte Kraftübertragung bei Automatikgetriebe, sind nur wenige der positiven Eigenschaften, die das System begleiten. Das Gefäss, in dem die Flüssigkeit sich befindet, kann U- oder C- Förmig gebaut, wobei die beiden Enden in der nähe der Drehscheiben-Flächen (beidseitig) sich befinden. Die Behälter umschließen ein Teil des Teller-Rands ohne ihn zu berühren und sind durch die Teller an jede Seite in Kontakt mit den Drehscheiben-Flächen (5).
In der 3 ist das Energie-Übertragungs-System für die Steuerung 23 dargestellt worden. Dadurch, dass das Kupplungs-System nicht starr sondern sich drehen kann, ist eine Stromleitung durch einfache Leiter nicht mehr möglich. Es müssen dabei andere Stromübertragungs-Systeme eingebaut werden. Es gibt zahlreiche elektrische Energie-Übertragungs-Systeme, durch die man elektrische Energie in dem System geleitet werden kann. Eine einfache Methode ist z.B. durch Schleifkontakte. In diesem Fall könnte man ähnlich wie bei einem Rotor eines Bürsten-Elektromotors, mit ein paar Schleifringen 37 und Bürsten 38 ein Strom dem drehenden System zu zufügen. Zuverlässiger und verschleißfrei wäre jedoch eine berührungslose Stromübertragung durch Spulen/Elektromagneten 39, die ähnlich wie bei einem Trafo den Strom von einer Spule auf eine andere durch Induktion übertragen (4).
Die 6 zeigt eine Variante, wobei anstatt von Kugeln in dem Lager, kleine Konusse/Kegel 40, die abgestumpft sind, eingebaut sind. Diese sind radial auf der Drehscheibe 1 oder auf dem Teller 5 eingebaut. Der Konus-Winkel sollte so gewählt werden, dass der Konus einen Kreis fährt, der kleiner oder genau so gross, wie die Drehscheibe ist. Auch die Oberfläche/Kontaktfläche 3 der Drehscheibe und/oder die des Tellers sollten leicht konusartig geneigt gebaut werden. Dadurch wäre die Drehbewegung sehr stabil.
Die 7 zeigt eine Variante, wobei mehrere kleinere Behälter 18 mit dem Teller 5 und der Stütze 48 gekoppelt sind. Jeder ist mit einer elektrorheologische Flüssigkeit 19 gefüllt und weist jeweils mindestens zwei Elektroden 22 auf. Die Steuerung 23 kann alle Behälter gleichzeitig steuern.
8 zeigt eine Variante mit magnetorheologischen Flüssigkeit 42. Anders als die Variante mit elektrorheologischen Flüssigkeit, wird hier der Aggregats-Zustand der Flüssigkeit nicht durch Elektroden sondern durch Elektromagneten 43 gesteuert. Diese Flüssigkeit ändert ihren Zustand von flüssig auf fest, je stärker ein Magnetfeld auf sie wirkt. Die Steuerung steuert in diesem Fall die Elektromagneten.
9 zeigt Varianten mit mehreren kleineren Behältern 18, die mit der magnetorheologischen Flüssigkeit 42 gefüllt sind.
10 zeigt eine Variante, wobei der Behälter teilweise aus Metall besteht. Hier wird eine Hohlzylinder-Hülle 44 mit der Stütze 48 fest gekoppelt. Die Fläche, die mit dem Teller gekoppelt ist, kann mit Hilfe einer Membran 41 abgedichtet werden. Der erzeugte Raum ist mit elektrorheologische oder magnetorheologische Flüssigkeit gefüllt und wird durch Elektroden oder Elektromagneten, je nachdem welche Flüssigkeit verwendet wird, gesteuert. Der Behälter ist hier nicht komplett elastisch gebaut ist, sondern aus einem harten Material (Keramik, Metall – Stahl, Alu, Legierung oder ähnliches) gebaut ist, wobei nur der Tellerkontakt-Teil aus einer elastischen Membrane 41 gebaut ist, wobei der Teller mit seine wellenartigen Bewegung in dem Behälter sich schiebt. Sobald die Flüssigkeit fest wird, fliesst sie nicht mehr und der Teller hält die Stellung. Dadurch werden die Drehbewegungen der Drehscheibe komplett auf das Kupplungs-System übertragen, wobei der Teller 5 und der fester Behälter 45 mitgedreht werden und damit die Kraft auf der Welle übertragen.
11 zeigt einen ringförmigen Behälter 46, der mit der Drehscheibe und der Stütze 48 gekoppelt ist. Er kann mit einer der beiden Flüssigkeiten gefüllt werden. Vorteil dieses Behälters ist, genauere Steuerung des Aggregats-Zustands der Flüssigkeit.
Die 12 zeigt eine Variante, wobei der Flüssigkeits-Behälter in mehreren Scheiben 47 aufgeteilt ist. Die scheibenförmigen Ringbehälter 47 sind auf einander gelegt und sind jeweils Elektroden oder Elektromagneten ausgestattet, die die Flüssigkeit erstarren lassen können. Die Ringbehälter 47 sind sandwitschartig zwischen dem Teller und einer Stütze 48 eingebaut worden. Der Behälter kann mit der Stütze und dem Teller mechanisch verbunden sein. Die Verbindung kann durch Kleb- oder Schmelzverfahren erfolgen. Auch lösbare Verbindungen (Schrauben oder ähnliches) können verwendet werden.
Die Elektroden bei der Verwendung von elektrorheologischen Flüssigkeit können in die Flüssigkeit angebracht werden, oder sie können mit den Wänden des Behälters gekoppelt werden. Bei den Varianten mit magnetorheologischen Flüssigkeit, können die Elektromagneten in die Behälterwand integriert werden, oder ausserhalb des Behälters eingebaut werden.
13 zeigt eine Variante, wobei die Drehscheibe in einem festen Behälter 49 eingebaut ist. Der Behälter weißt eine Öffnung auf, in die die Motorachse eingeführt ist. Er ist mit der Welle gekoppelt. In dem Behälter sind Lamellen 16 eingebaut, die das Drehen der festen Materie (vertestigte, erstarrte Flüssigkeit) verhindern sollen. Der Behälter kann auch eckig gebaut werden. Der Eckform-Behälter 50 verhindert automatisch das Drehen der Inhalt, wenn diese fest wird. Diese Variante ist zwar einfacher, jedoch sie ist nicht so gut, wie die mit dem gelagerten Teller. In Gegensatz zu der Variante mit dem Teller, treten hier Energie-Verluste auf, die durch die Reibungskraft der Drehscheibe mit der Flüssigkeit entstehen. Die Drehscheibe rotiert hier in der Flüssigkeit und zwingt sie teilweise mit zu rotieren, beim ausgekuppelten Zustand. Anderseits, diese Energieverluste werden lediglich dann erzeugt, wenn der Antrieb ausgekoppelt werden soll, was relativ kurz dauert.
Diese Erfindung unterscheidet von einem herkömmlichen Turbokupplung in sehr vielen Aspekten: hier wird die Flüssigkeit nicht zum Rotation durch die Drehscheibe innerhalb des Behälter gebracht. Auf der Flüssigkeit werden lediglich Presskräfte ausgeübt, die denen durch die Änderung ihres Aggregats-Zustands entgegenwirkt. Daher sind die Energieverluste hier nur minimal.
Die Lager können auf dem Teller oder auf der Drehscheibe eingebaut werden. Das würde keine rolle spielen. In allen Varianten, die hier dargestellt worden sind, sind die Kräfte, die auf den Behälter wirken, stark abhängig von der Motorleistung, Winkelneigung der Drehscheibe und deren Grösse. Die Vektor-Kräfte, die auf den Behälter wirken, sind relativ genau orientiert. Auf den Behältern wirken keine Drehkräfte, sondern nur Schiebe-/Anziehungskräfte. Die Drehkräfte würden zerstörerisch auf den Behälter wirken, wenn diese nicht von dem Kardangelenk blockiert wären. Das Kupplungs-System kann nahezu in jedem Fahrzeug eingebaut werden. Auch andere Maschinen oder Geräte können damit aufgerüstet werden. Sportgeräte, Motorräder, Gartengeräte (Rasenmäher, Rasentrimmer), Landwirtschaftsmaschinen (Mähdrescher, Traktoren), schwere Baufahrzeuge (Bagger, Bulldozer, schwere LKW-s, Züge, Elektrozüge, etc.), Industriemaschinen (Standbohrmaschinen, Fräse-Maschinen, Drehbänke, Roboter-Maschinen etc.), Wassertransport-Fahrzeuge, Schiffe etc. können mit diesem Kupplung ausgestattet werden.

1: Drehscheibe
2: Motor-Drehachse
3: Kontaktfläche
4: Zusatz-Platte
5: Teller
6: Kugellager
7: Gelenk
8: Welle
9: Getriebe
10: Winkelbereich
11: Kardan-Gelenke
12: Gummi-Teil
13: Gummischeibe
14: Platten
15: elastischer Behälter
16: Lamellen
17: Verstärkungsfasern
18: kleinere Behälter
19: elektrorheologische
: Flüssigkeit
20: schmale Behälter-Teil
21: breitere Behälter-Teil
22: Elektroden
23: Steuerung
24: „positiver Bereich"
25: Bolzen
26: Drehscheiben Öffnung
27: „negativer Bereich"
28: Rillen
29: Kugeln
30: Gehäuse
31: Begrenzungs-Platten
32: Signal-Generator
33: Kupplungs-Pedal
34: Kapsel-Gehäuse
35: Kapsel-Gehäuse-Öffnung
36: ringförmige Behälter
37: Schleifringen
38: Bürsten
39: Spulen/Elektromagneten
40: Konusse/Kegel
41: elastische Membrane
42: magnetorheologischen
: Flüssigkeit
43: Elektromagneten
44: Hohlzylinder-Hülle
45: fester Behälter
46: ringförmige Behälter
47: scheibenförmige
: Ringbehälter
48: Stütze
49: fester Behälter
50: eckiger Behälter

Claims

Kupplungs-System, das in Maschinen oder Fahrzeuge aller Art einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens – eine Dreh-/Steuer-Scheibe (1), die mit der Motor-Drehachse (2) fest oder abnehmbar gekoppelt ist, die nicht rechtwinklig zu Motor-Drehachse, sondern schräg oder winkelgeneigt angeordnet ist, wobei ihre Kontakt-Oberfläche (4) glatt ist oder mit konzentrisch angeordneten Rillen (41) versehen ist, – einem Teller (5), der gelagert ist, der auf der Oberfläche der schrägen Drehscheibe (1) liegt, wobei die Lager ein reibungsloses Gleiten des Tellers auf der Drehscheibe ermöglichen, – einem relativ flachen elastischen, scheibenförmigen Behälter, der mit einem Material, einem Gell oder einer Flüssigkeit gefüllt ist, vorzugsweise eine elektrorheologische Flüssigkeit, die elektrisch gesteuert ihren physikalischen Aggregats-Zustand von flüssig auf zäh oder fest und umgekehrt ändern kann, – Elektroden, die in der Flüssigkeit eingefügt sind, – eine Steuerung, die mit den Elektroden gekoppelt ist, – eine Welle, die den Motorantrieb weitergeben soll, die mit dem gelagerten Teller gelenkartig fest oder abnehmbar gekoppelt ist, aufweist oder aus diesen Teilen besteht.
Kupplungs-System, das in Maschinen oder Fahrzeuge aller Art einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens – eine Dreh-/Steuer-Scheibe (1), die mit der Motor-Drehachse (2) fest oder abnehmbar gekoppelt ist, die nicht rechtwinklig zu Motor-Drehachse, sondern schräg oder winkelgeneigt angeordnet ist, wobei ihre Kontakt-Oberfläche (4) glatt ist oder mit konzentrisch angeordneten Rillen (41) versehen ist, – einem Teller (5), der gelagert ist, der auf der Oberfläche der schrägen Drehscheibe (1) liegt, wobei die Lager ein reibungsloses Gleiten des Tellers auf der Drehscheibe ermöglichen, – einem relativ flachen elastischen, scheibenförmigen Behälter, der mit einem Material, einem Gell oder einer Flüssigkeit gefüllt ist, vorzugsweise eine magnetorheologische Flüssigkeit, die durch Magnetfeld gesteuert, ihren physikalischen Aggregats-Zustand von flüssig auf zäh oder fest und umgekehrt ändern kann, – Elektromagneten, die in die Wand des elastischen Behälters oder in unmittelbarer nähe eingebaut sind oder in die Flüssigkeit eingetaucht sind, – eine Steuerung, die mit den Elektromagneten gekoppelt ist, – eine Welle, die den Motorantrieb weitergeben soll, die mit dem gelagerten Teller gelenkartig fest oder abnehmbar gekoppelt ist, aufweist oder aus diesen Teilen besteht.
Kupplungs-System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens dass es in einem Gehäuse angebracht ist, das auch die Motor-Drehachse und Kupplungs-Welle teilweise umschließt.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle mit dem gelagerten Teller durch ein Gelenk gekoppelt ist, das eine Schwenkung in eine beliebige Richtung innerhalb bestimmten Neigungs-Parametern erlaubt, jedoch die Drehkraft oder die Drehbewegung des gelagerten Tellers komplett auf die Welle überträgt.
Kupplungs-System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk mindestens zwei rechtwinklig angeordneten Achsen aufweist, wobei eine Schwenkung in eine beliebige Richtung innerhalb eines Winkelbereichs möglich ist.
Kupplungs-System, das als Antriebsverbindung in den Maschinen oder Fahrzeuge aller Art einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens – eine Dreh-/Steuer-Scheibe (1), die mit der Motor-Drehachse (2) fest oder abnehmbar gekoppelt ist, die nicht rechtwinklig zu der Motor-Drehachse, sondern schräg oder winkelgeneigt angeordnet ist, wobei ihre Kontakt-Oberfläche glatt ist oder mit konzentrisch angeordneten Rillen versehen ist, – einem Gehäuse, das die Dreh-/Steuer-Scheibe zumindest teilweise umschließt, die nicht berührt wird, das mit einer Öffnung versehen ist, durch die die Motor-Drehachse eingeführt wird, – einer speziellen Flüssigkeit, vorzugsweise eine elektrorheologische Flüssigkeit, die elektrisch gesteuert ihre Viskosität oder ihren Aggregats-Zustand ändern kann, und das von leicht flüssig bis auf zähflüssig oder fest und umgekehrt, – einem oder mehreren elastischen Behälter, die mit der speziellen elektrorheologischen Flüssigkeit gefüllt sind, die mit dem Gehäuse gekoppelt sind, wobei die Flüssigkeit druckübertragend von einem Behälter auf den anderen oder einem Ende des Behälters auf das andere über einem Flüssigkeits-Leitkanal oder Flüssigkeitswanderkanal wandern kann, – einem oder mehreren Platten, die mit Kugel-Lager, vorzugsweise bestehend aus einem oder mehreren Kugeln, ausgestattet sind, die mit einem Behälter-Kontaktwand gekoppelt sind, durch die sie die Dreh-/Steuer-Scheibe berühren, – Elektroden, die in der elektrorheologischen Flüssigkeit eingeführt sind, – eine Steuerung, die mit den Elektroden gekoppelt ist, – eine Welle, die den Motorantrieb weitergeben soll, die mit dem Gehäuse fest oder abnehmbar gekoppelt ist, aufweist oder aus diesen Teilen besteht.
Kupplungs-System, das als Antriebsverbindung in den Maschinen oder Fahrzeuge aller Art einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens – eine Dreh-/Steuer-Scheibe (1), die mit der Motor-Drehachse (2) fest oder abnehmbar gekoppelt ist, die nicht rechtwinklig zu der Motor-Drehachse, sondern schräg oder winkelgeneigt angeordnet ist, wobei ihre Kontakt-Oberfläche glatt ist oder mit konzentrisch angeordneten Rillen versehen ist, – einem Gehäuse, das die Dreh-/Steuer-Scheibe zumindest teilweise umschließt, die nicht berührt wird, das mit einer Öffnung versehen ist, durch die die Motor-Drehachse eingeführt wird, – einer speziellen Flüssigkeit, vorzugsweise eine magnetorheologische Flüssigkeit, die magnetisch gesteuert ihre Viskosität oder ihren Aggregats-Zustand ändern kann, und das von leicht flüssig bis auf zähflüssig oder fest und umgekehrt, – einem oder mehreren elastischen Behälter, die mit der speziellen magnetorheologischen Flüssigkeit gefüllt sind, die mit dem Gehäuse gekoppelt sind, wobei die Flüssigkeit druckübertragend von einem Behälter auf den anderen oder einem Ende des Behälters auf das andere über einem Flüssigkeits-Leitkanal oder Flüssigkeitswanderkanal wandern kann, – einem oder mehreren Platten, die mit Kugel-Lager, vorzugsweise bestehend aus einem oder mehreren Kugeln, ausgestattet sind, die mit einem Behälter-Kontaktwand gekoppelt sind, durch die sie die Dreh-/Steuer-Scheibe berühren, – Elektromagneten, die in der magnetorheologischen Flüssigkeit eingeführt sind oder in den Behälter-Wand oder in unmittelbarer nähe eingebaut sind, – eine Steuerung, die mit den Elektromagneten gekoppelt ist, – eine Welle, die den Motorantrieb weitergeben soll, die mit dem Gehäuse fest oder abnehmbar gekoppelt ist, aufweist oder aus diesen Teilen besteht.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Steuerung und/oder für die Elektroden notwendige elektrische Energie, durch ein Schleifkontakt-Energie-Übertragungs-System zugefügt wird.
Kupplungs-System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Steuerung und/oder für die Elektroden/Elektromagneten notwendige elektrische Energie, durch ein eingebautes berührungsloses Energie-Übertragungs-System zugefügt wird.
Kupplungs-System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das berührungsloses Energie-Übertragungs-System aus Elektromagneten oder Induktions-Spulen, die elektrische Energie berührungslos in kleinen Distanzen übertragen können, besteht.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spezielle magnetorheologische oder elektrorheologische Flüssigkeit – bei starken Steuersignal leichtflüssig wird und der Behälter elastisch wird, wobei er frei hin und her schwenken kann, wobei keine Drehkraft-Übertragung zwischen der Motor-Drehachse und der Welle stattfindet, – bei einem Steuersignal mit einen geringeren Stärke, die Flüssigkeit zäh wird und dementsprechend eine unvollständige Drehkraft-Übertragung zwischen der Motor-Drehachse und der Welle stattfindet, – bei fehlenden Steuersignal, die spezielle Flüssigkeit sehr zäh oder fest wird und dadurch eine vollständige Drehkraft-Übertragung zwischen der Motor-Drehachse und der Welle stattfindet.
Kupplungs-System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die spezielle elektrorheologische oder magnetorheologische Flüssigkeit – bei starken Steuersignal zäh bis hart wird und der Behälter relativ starr wird und dadurch schwer verformbar, wobei eine vollständige Drehkraft-Übertragung zwischen der Motor-Drehachse und der Welle stattfindet, – bei einem Steuersignal mit einen geringeren Stärke, die Flüssigkeit zähflüssig wird und dementsprechend eine unvollständige Drehkraft-Übertragung zwischen der Motor-Drehachse und der Welle stattfindet, – bei fehlenden Steuersignal, die spezielle elektrorheologische oder magnetorheologische Flüssigkeit leichtflüssig wird, wobei der Behälter elastisch wird und er frei hin und her schwenken oder verformt werden kann, wobei keine Drehkraft-Übertragung zwischen der Motor-Drehachse und der Welle stattfindet.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk ein Kardan-Gelenk ist, das eine Schwenkung in eine beliebige Richtung innerhalb von bestimmten Winkel-Neigungen erlaubt, jedoch eine Drehkraft 1:1 oder eine vollständige Drehmoment/Drehbewegung überträgt.
Kupplungs-System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk aus einem massiven Gummi-Teil besteht, das eine Schwenkung in eine beliebige Richtung innerhalb bestimmten Parametern erlaubt, jedoch eine Drehung des gelagerten Teller direkt auf der Welle überträgt.
Kupplungs-System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gummi-Teil die Form einer dicken Scheibe aufweist.
Kupplungs-System nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenstruktur des Gummi-Teils mit Verstärkungs-Fasern verstärkt ist.
Kupplungs-System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungs-Fasern parallel und rechtwinklig die beiden Enden der Scheibe verbinden.
Kupplungs-System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungs-Fasern etwas schräg angeordnet sind und die beiden Enden der Scheibe verbinden.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die drehenden Teile ausgewuchtet sind.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung mit einem getakteten System ausgestattet ist.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung mit einem regelbaren Signal-Generator gekoppelt ist, der einstellbare elektrische Impulse oder Wechselströme erzeugt, wodurch elektrisch steuerbare Elemente, vorzugsweise die Flüssigkeit durch Elektroden gesteuert wird.
Kupplungs-System nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangs-Signal des Signal-Generators so steuerbar ist, dass die Frequenz und/oder die Amplitude regelbar ist.
Kupplungs-System nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Signal-Frequenz und/oder die Amplitude durch das Kupplungspedal des Fahrzeugs, bei manueller Gangschaltung, oder durch eine Automatik-Getriebe-Steuerung regelbar ist.
Kupplungs-System nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeits-Eigenschaften durch die Elektroden gesteuert, mit hoher Frequenz die Winkelneigung des gelagerten Tellers auf der Drehscheibe nicht kontinuierlich sondern in kurzen Abständen sehr oft starr machen, wobei lediglich während der starren Zustands eine Kraftübertragung stattfindet.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle in einem Bereich aus einem Massiven Gummiteil besteht.
Kupplungs-System nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeits-Eigenschaften durch einen Hebel, vorzugsweise durch das Kupplungs-Pedal des Fahrzeugs steuerbar sind.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehscheibe nicht rund sondern vielmehr oval oder ihre Kontakt-Oberfläche hügelig gebaut ist.
Kupplungs-System nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Drehscheibe so gebaut ist, das eine diametrale Anordnung von wechselweise Hügeln und Tälern auf der Oberfläche sich befindet.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehscheibe oder das ganze Kupplungs-System durch Zusatzgewicht oder Gewichtsverlagerung ausgewuchtet ist.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit mit einer hohen Frequenz angeregt wird.
Kupplungs-System nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz mindestens mehrere Hz beträgt.
Kupplungs-System nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz im KHz-Bereich sich befindet.
Kupplungs-System nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz im MHz- oder GHz-Bereich sich befindet.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator eine oder mehrere Oszillator-Schaltungen aufweist, wobei sowohl die Frequenz als auch die Amplitude der Schwingungen regelbar ist.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreh-/Steuer-Scheibe mit einer austauschbaren Platte, die an der Oberfläche befestigt ist, ausgestattet ist.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Dreh-/Steuer-Scheibe und oder der gelagerte Teller und/oder das Gehäuse aus sehr harten Material hergestellt sind.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gelagerte Teller mit einen Bolzen ausgestattet ist, der in einer Öffnung in der Mitte der Dreh-/Steuerscheibe eingeführt ist, der eine Unwucht verhindern soll.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter mit reisfesten Fasern, vorzugsweise Kevlar-Fasern verstärkt ist.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter aus mindestens – einer Scheibe, die mit der Welle gekoppelt ist, – einer Hohlzylinder-Hülle, die die Außenwand bildet, – den Teller, – einer Membran, die mit dem Teller und dem Hohlzylinder-Hüllen-Rand wasserdicht verbunden ist, gebaut ist.
Kupplungs-System nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlzylinder-Hülle des Behälters, aus einem festen Material gebaut ist.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter eine ringförmige Hohl-Hülle aufweist.
Kupplungs-System nach einem der Ansprüche 39 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Hohl-Hülle oder die Hohlzylinder-Hülle aus einem Metall, Keramik, Legierung, oder Kunststoff besteht.
Kupplungs-System nach einem der Ansprüche 39 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Hohl-Hülle oder die Hohlzylinder-Hülle einen größeren Durchmesser als der Teller hat.
Kupplungs-System nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass der Teller während seine wellenartige Bewegung teilweise in dem Behälter eindringt und die Membran nach innen drückt, wobei die flüssige Materie in dem Behälter und innerhalb des Behälters verdrängt wird.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter in mehreren Scheiben getrennt ist, die aufeinander angeordnet eingebaut sind.
Kupplungs-System nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben ringförmig mit einer Öffnung in der Mitte gebaut sind, durch die die Welle eingeführt wird.
Kupplungs-System nach Anspruch 45 oder 46, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Scheiben mit eigene Elektroden/Elektromagneten ausgestattet ist.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Behälter-Scheiben (47) oder der kompakte ringförmige Einzelbehälter (15) zwischen dem Teller (5) und einer Stütze (48), die fest mit der Welle (8) gekoppelt ist, eingebaut ist (12).
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter mit einer Stütze, die mit der Welle gekoppelt ist und/oder mit dem Teller mechanisch verbunden ist oder geklebt ist.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – der Behälter aus festem Material besteht, mit der Welle fest oder durch eine lösbaren Verbindung gekoppelt ist und mit einer Einführungsöffnung versehen ist, durch die die Motor-Achse eingeführt ist, – die Drehscheibe statt außerhalb, in dem Behälter eingeführt ist und in der Flüssigkeit sich bewegt (13).
Kupplungs-System nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter innen mit Lamellen ausgestattet ist, oder er eine eckige Form aufweist.
Kupplungs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreh-/Steuer-Scheibe eine Taumelscheibe ist.