NL1019770C2 - Elektrisch bediende koppeling met meervoudig start/generatormiddel. - Google Patents

Description

Elektrisch bediende koppeling met meervoudig start/generatormiddel

De uitvinding betreft een koppeling, omvattende een koppelingsschijf, een klauwmiddel dat tegenoverliggende wrijvingsblokken draagt waartussen de 5 koppelingsschijf is opgenomen, welke koppelingsschijf en klauwmiddelen elk zijn verbonden aan één van een ingaand en een uitgaand orgaan, aandrukmiddelen voor het in wrijvende samenwerking drukken van de wrijvingsblokken met de koppelingsschijf, motormiddelen alsmede schroefbedieningsmiddelen die aandrijfbaar zijn door de motormiddelen voor het verplaatsen van de tegenoverliggende wrijvingsblokken met 10 betrekking tot elkaar tegen de aandrukkracht uitgeoefend door de aandrukmiddelen.

Een dergelijke koppeling is bekend. Het schroefbekrachtigingsmiddel van die bekende koppeling omvat een aantal elektrische motoren met bijbehorende actuatoren, die in de omtreksrichting regelmatig zijn verdeeld met betrekking tot de koppelingsschijf. Die elektrische motoren voeren een draaibeweging uit samen met de 15 koppeling. Dit betekent dat het elektrische vermogen aan die motoren moet worden overgebracht door een draaibare elektrische verbinding, gewoonlijk uitgevoerd met slipringen. Een dergelijke uitvoering is omslachtig en gevoelig voor storingen. Het is onvermijdelijk dat de slipringen verslijten, en uiteindelijk zullen deze slijtageverschijnselen de werking van de koppeling nadelig beïnvloeden.

20 Het doel van de uitvinding is derhalve een koppeling van het hiervoor beschreven type te verschaffen dat een eenvoudiger en betrouwbaarder uitvoering heeft. Dit doel wordt bereikt doordat de schroefbedieningsmiddelen twee schroef/moeractuatoren met tegengestelde schroefdraden omvatten, welke schroef/moeractuatoren coaxiaal zijn ten opzichte van de koppelingsschijf, en een van de moer en schroef van elke actuator 25 draaibaar is ondersteund met betrekking tot ofwel het ingaande danwel het uitgaande orgaan, en de andere van die moer en schroef van elke actuator samenwerkt met de tegenoverliggende wrijvingsblokken, waarbij de motormiddelen twee motoren omvatten die coaxiaal zijn ten opzichte van de koppelingsschijf en die aandrijfbaar zijn verbonden aan een respectievelijke schroef/moeractuator.

30 Door de schroef/moeractuatoren in de juiste wijze te draaien ten opzichte van elkaar, kan de gewenste hoeveelheid verplaatsing van de tegenoverliggende wrijvingsblokken worden verkregen en aldus de gewenste hoeveelheid slip in de koppeling. De tegengestelde schroefdraden van de actuatoren maken het mogelijk om 1019770· 2 een goed bepaalde verplaatsing van de tegenoverliggende wrijvingsblokken met betrekking tot elkaar te verkrijgen door de draaiverschillen van de motoren op juiste wijze te kiezen.

De motoren kunnen een vaste stator bezitten, hetgeen betekent dat voor het 5 voeden daarvan geen slipringen nodig zijn. Dit leidt tot een robuuste, verhoudingsgewijs eenvoudige constructie met minder beweegbare delen, hetgeen de betrouwbaarheid van de koppeling vergroot. De motoren zijn bij voorkeur van een elektrisch type.

Bij voorkeur bezitten de schroef/moeractuatoren schroeven die stijf zijn 10 verbonden aan elkaar, welke schroeven samenwerken met de tegenoverliggende wrijvingsblokken. De aandrijfverbinding tussen de motoren en de actuatoren kan op verschillende manieren zijn uitgevoerd, bijvoorbeeld door een riem of ketting, doch bij voorkeur worden tandwielaandrijvingen toegepast. Deze tandwielaandrijvingen kunnen een ringtandwiel omvatten dat is verbonden aan de rotor van de motor, een uitwendig 15 moertandwiel verbonden aan de moer van de schroef/moeractuator, alsmede tussentandwielen die samenwerken met het ringtandwiel en het moertandwiel, welke tussentandwielen draaibaar zijn ondersteund op een massalichaam dat coaxiaal is ten opzichte van de koppelingsschijf en dat is ondersteund met betrekking tot het ingaande orgaan. Door middel van de tandwielen kan ook de overbrengingsverhouding worden 20 beïnvloed.

Het massalichaam waarop de stellen tussentandwielen zijn gemonteerd verschaft op voordelige wijze een vliegwielfunctie voor de motor waarop de koppeling moet worden aangebracht, bij voorkeur een verbrandingsmotor voor een voertuig.

Volgens een verder voordeel van de uitvinding kan de koppeling worden 25 geïntegreerd met een starter voor een dergelijke voertuigmotor. In dit verband kan het massalichaam twee massalichaamdelen omvatten waarvan één stijf is verbonden aan het ingaande orgaan, en waarvan de ander draaibaar is ondersteund met betrekking tot het eerste massalichaamdeel en stijf is verbonden aan het klauwmiddel, welke massalichaamdelen verder met elkaar samenwerken door tangentiaal gerichte veren 30 voor het overbrengen van een koppel, en elk massalichaamdeel een stel tussentandwielen van één van de tandwielaandrijvingen draagt.

Door de elektrische motoren van de koppeling zodanig te regelen dat zij als een eenheid bewegen, wordt een overeenkomstige draaiing meegedeeld aan het ingaande 1019770· 3 orgaan, welke draaiing ertoe leidt dat de verbrandingsmotor van het voertuig start. De tangentiale veeruitvoering tussen de massalichaamhelften fungeert als het gebruikelijke dempingmechanisme voor het opnemen van piekkoppels die tijdens het starten kunnen optreden.

5 Bij voorkeur kunnen de moeren van de actuatoren draaibaar zijn ondersteund door tegengesteld gerichte hoekcontactlagers met betrekking tot het massalichaamdeel dat stijf is verbonden aan het klauwmiddel. Het aandrukmiddel kan drukveren omvatten die zijn opgenomen in blinde boringen en die samenwerken met een drukplaat die één van de sets wrijvingsblokken draagt. De schroeven van de actuatoren kunnen stijf zijn 10 bevestigd aan de drukplaat die die ene set wrijvingsblokken draagt, terwijl het klauwmiddel een zich naar binnen uitstrekkende beugel bezit die de tegenoverliggende set wrijvingsblokken draagt en waarbij de koppelingsschijf transleerbaar is in de axiale richting. De translatiespeling van de koppelingsschijf maakt het mogelijk om slijtage van de wrijvingsblokken te compenseren.

15 Met als doel het balanceren van de koppeling kan een statische of dynamische balanceereenheid zijn opgenomen. Bij voorkeur wordt een automatische balanceereenheid toegepast teneinde trillingen in de aandrijflijn te minimaliseren.

Er kan een huis zijn voorzien waarop de statoren van de motoren stijf zijn bevestigd, welk huis tegenoverliggende coaxiale openingen heeft voor het ingaande 20 orgaan en het uitgaande orgaan.

De stator en rotor van de elektrische motoren kunnen verder worden toegepast voor het opwekken van stroom wanneer de voertuigmotor loopt (generatorfiinctie).

De beschrijving van de elektrisch bediende koppeling en geïntegreerde ISG betreft een zogenaamde "medium" of "milde" hybride transmissie. In dit 25 aandrijflijnconcept verschaffen de elektrische motoren een korte koppelversterking bij elke aandrijftoestand. In een zogenaamde "vol" hybride transmissie drijven de elektrische motoren het voertuig aan van stilstand tot een bepaalde snelheid, waarna de elektrische motor wordt afgeschakeld. De aandrijving van het voertuig wordt dan overgenomen door een verhoudingsgewijze kleine inwendige verbrandingsmotor. De 30 vroeger beschreven elektrische motoren bestaan dan uit een kleine elektrische motor voor het starten van de inwendige verbrandingsmotor, en een grote elektrische motor voor het aandrijven van het voertuig zoals hiervoor beschreven. Voor beide typen transmissies kunnen de elektrische motoren bestaan uit een permanent magneettype of 1019770· 4 een borsteltype, waarbij de rotor concentrisch is of onder een rechte hoek staat ten opzichte van de hartlijn van de koppeling. Indien de draairichting van de elektrische motor in tegengestelde richting wordt geschakeld, kan een achteruitrij toestand van het voertuig worden verkregen.

5 De uitvinding zal nu verder worden beschreven onder verwijzing naar een uitvoering van de koppeling volgens de uitvinding zoals weergegeven in de figuren.

Figuur 1 toont een aanzicht in perspectief en gedeeltelijk weggenomen, van de koppeling.

Figuur 2 toont een radiale dwarsdoorsnede door de koppeling volgens figuur 1.

10 De in de figuren 1 en 2 weergegeven koppeling omvat een huis 1, waarin twee coaxiale elektrische motoren 2, 3 zijn opgenomen. Die elektrische motoren werken respectievelijk samen met de massalichaamdelen 4, 5 van het massalichaam 6. Deze massalichaamdelen 4, 5 zijn draaibaar met betrekking tot elkaar door het geïntegreerde dubbelrijïge groefkogellager 7. Verder werken zij met elkaar samen op bekende wijze 15 door een aantal regelmatig verdeelde tangentiale veren 8, zodanig dat zij beperkte relatieve verdraaiingen kunnen uitvoeren.

Een van de massalichaamdelen, dat is massalichaamdeel 4, is verbonden aan een ingaande, van axiale groeven voorziene huls 9, die moet worden verbonden aan een motor, bijvoorbeeld een voertuigverbrandingsmotor. Het andere massalichaamdeel 5 is 20 bevestigd aan een klauwmiddel 10, dat een beugel 11 heeft die de koppelingsschijf 12 overlapt. Deze koppelingsschijf 12 draagt een buisvormig aandrijforgaan 13 dat moet worden verbonden aan de handgeschakelde of automatische transmissie van een voertuig, bijvoorbeeld door middel van spieën.

Het massalichaamdeel 5 is voorzien van een inwendige, zich radiaal 25 uitstrekkende aanslag 14, waarop twee tegengestelde hoekcontactkogellagers 15,16 zijn ondersteund. Deze kogellagers 15,16 zijn gescheiden of geïntegreerd met de moeren 17,18 van de twee schroefactuatoren 19,20, die verder de schroeven 21,22 omvatten. De moeren 17, 18 en de schroeven 21,22 bezitten tegengestelde schroefdraden, en werken met elkaar samen door kogels (niet weergegeven). De 30 schroeven 21,22 zijn verbonden aan een verschuifbare drukplaat 23 door de verlenging 33. Door middel van een spie/groefVerbinding 34 worden deze onderdelen niet verdraaibaar ten opzichte van elkaar vastgehouden. Bij het bewegen van de schroeven 21,22 komt het aanslagstuk 33 te rusten tegen de drukplaat 23, en vervolgens beweegt 1019770· 5 hij af van de beugel 11 zodanig dat de koppelingsschijf 12 en de wrijvingsblokken 24, 25 met betrekking tot elkaar slippen, welke samenwerkt met een van de stellen wrijvingsblokken 24. Het tegenoverliggende stel wrijvingsblokken 25 is verbonden aan de beugel 11; de koppelingsschijf 12 is opgenomen tussen die stellen wrijvingsblokken 5 24,25.

De elektrische motoren 2, 3 bezitten elk een stator 26 die is gemonteerd op het huis, bevestigd aan het huis of geïntegreerd in bijvoorbeeld het huis van een in zichzelf gesloten elektrisch aangedreven CVT-transmissie. De rotoren 27 van de elektrische motoren 2, 3 zijn elk verbonden aan afzonderlijke ringtandwielen 28. Die 10 ringtandwielen 28 grijpen in een stel tussentandwielen 29 elk, welke door lagers 30 zijn ondersteund met betrekking tot de respectievelijke massalichaamdelen 4, 5. De moeren 17,18 bezitten externe tandwielen 31, die samenwerken met de respectievelijke tussentandwielen 29. In plaats van tandwielen kan ook een ketting of een tandriem aangedreven middel worden toegepast.

15 De betreffende koppeling kan op verschillende manieren worden geregeld, die hier beneden zijn beschreven. Allereerst kunnen de motoren 2, 3 met verschillende draaisnelheden worden aangedreven, welke verschillende draaibewegingen opleggen aan de moeren 17,18 door de respectieve tandwieltransmissies 28-31. Als gevolg van de tegengesteld gerichte schroefdraden, wordt de drukplaat 23 in axiale richting 20 verplaatst waardoor een verandering in de wrijvende samenwerking tussen de koppelingsschijf en de tegenover liggende stellen wrijvingsblokken 24,25 wordt verkregen. Daardoor wordt een slippende, vaste of vrije relatie verkregen tussen het ingaande orgaan 9 en het uitgaande orgaan 13.

Als alternatief kunnen de elektrische motoren 2, 3 als een eenheid bewegen.

25 Daardoor wordt, als gevolg van de tegengestelde schroefdraden, een draaibeweging opgelegd aan het ingaande orgaan 9. Op deze manier kan de betreffende koppeling fungeren als een startmotor voor de motor, bijvoorbeeld verbrandingsmotor van een voertuig die is verbonden aan het ingaande orgaan 9.

Volgens een derde mogelijkheid fungeren de elektrische motoren 2, 3 als een 30 elektrische generator.

Wanneer de motor die is verbonden aan het ingaande orgaan 9 loopt, bewegen de rotoren 27 als een eenheid met betrekking tot de respectievelijke starters 26, zodanig dat door een geschikte elektronische regeling een elektrische stroom wordt opgewekt.

1019770· 6

Samengevat kan de koppeling volgens de uitvinding fungeren als een wrijvingskoppeling, als startmotor alsmede als een generator.

De elektrische motoren 2, 3 kunnen een permanente magneet bezitten, of kunnen van een borsteltype zijn. De rotoren 27 van deze elektrische motoren 2, 3 kunnen 5 concentrisch zijn ten opzichte van de koppelingshartlijn, of onder een rechte hoek met betrekking tot de koppelingshartlijn zijn georiënteerd. Het huis van de elektrische motoren 2, 3 kan een geïntegreerd deel van het huis van de motor zijn waarop de koppeling moet worden bevestigd. Verder zijn deze elektrische motorbehuizingen geïntegreerd in de transmissie of in een tussenhuis.

10 De betreffende koppeling kan worden toegepast voor automatische doeleinden, zoals genoemd, maar ook voor industriële toepassingen zoals draaibanken, graafmachines, windmolens en dergelijke.

De componenten van de koppeling kunnen zijn vervaardigd uit een metaal, niet-metaal of composiet materiaal, en kunnen zijn vervaardigd door bijvoorbeeld 15 koudvormen, gieten of vormen.

Er wordt op gewezen dat de drukplaat 23 niet draaibaar is met betrekking tot de wrijvingsblokken 24 en het massalichaam 5.

De betreffende koppeling kan deel uitmaken van een continu variabele transmissie-aandrijflijn, die een elektrisch bedienbare continu variabele transmissie 20 omvat, alsmede een vooruit/achteruitaandrijving die elektrisch bedienbaar is. Als alternatief kan de koppeling deel uitmaken van een met de hand bediende transmissie-aandrijflijn of een automatische tandwieltransmissie-aandrijflijn voor voertuigtoepassingen.

1019770·

Claims (15)

1. Koppeling, omvattende een koppelingsschijf (12), een klauwmiddel (10) dat tegenoverliggende wrijvingsblokken (24, 25) draagt waartussen de koppelingsschijf 5 (12) is opgenomen, welke koppelingsschijf (12) en klauwmiddelen (10) elk zijn verbonden aan één van een ingaand (9) en een uitgaand (13) orgaan, aandrukmiddelen (32) voor het in wrijvende samenwerking drukken van de wrijvingsblokken (24, 25) met de koppelingsschijf (12), motormiddelen (2, 3) alsmede schroefbedieningsmiddelen (17-22) die aandrijfbaar zijn door de motormiddelen (2, 3) 10 voor het verplaatsen van de tegenoverliggende wrijvingsblokken (24, 25) met betrekking tot elkaar tegen de aandrukkracht uitgeoefend door de aandrukmiddelen (32), met het kenmerk, dat de schroefbedieningsmiddelen twee schroef/moeractuatoren (17-22) met tegengestelde schroefdraden omvatten, welke schroef/moeractuatoren (17-22) coaxiaal zijn ten opzichte van de koppelingsschijf (12), 15 en een van de moer (17, 18) en schroef (21, 22) van elke actuator draaibaar is ondersteund met betrekking tot ofwel het ingaande (9) danwel het uitgaande (13) orgaan, en de andere van die moer (17, 18) en schroef (21, 22) van elke actuator samenwerkt met de tegenoverliggende wrijvingsblokken (24, 25), waarbij de motormiddelen (2, 3) twee motoren omvatten die coaxiaal zijn ten opzichte van de 20 koppelingsschijf (12) en die aandrijfbaar zijn verbonden aan een respectievelijke schroef/moeractuator (17-22).

2. Koppeling volgens conclusie 1, waarbij de schroef/moeractuatoren (17-22) schroeven (21, 22) bezitten die stijf aan elkaar zijn verbonden, welke schroeven 25 samenwerken met de tegenoverliggende wrijvingsblokken (24,25).

3. Koppeling volgens conclusie 1 of 2, waarbij de motoren (2, 3) van een elektrisch type zijn en concentrisch of onder een rechte hoek zijn gericht ten opzichte van de hartlijn. 30

4. Koppeling volgens conclusie 3, waarbij elke motor (2, 3) door middel van een tandwielaandrijving (28-31) samenwerkt met de respectievelijke schroef/moeractuator. tOt 9770e δ

5. Koppeling volgens conclusie 4, waarbij elke tandwielaandrijving een ringtandwiel (28) omvat dat is verbonden aan de rotor (27) van de motor (2, 3), een uitwendig moertandwiel (31) verbonden aan de moer (17, 18) van de schroef7moeractuator, alsmede tussentandwielen (29) die samenwerken met het 5 ringtandwiel (28) en het moertandwiel (31), welke tussentandwielen (29) draaibaar zijn ondersteund op een massalichaam (6) dat coaxiaal is ten opzichte van de koppelingsschijf (12) en dat is ondersteund met betrekking tot het ingaande orgaan.

6. Koppeling volgens conclusie 5, waarbij het massalichaam (6)6 twee 10 massalichaamdelen (4, 5) omvat waarvan één (4) stijf is verbonden aan het ingaande orgaan (9), en waarvan de ander (5) draaibaar is ondersteund met betrekking tot het eerste massalichaamdeel (4) en stijf is verbonden aan het klauwmiddel (10), welke massalichaamdelen (4, 5) verder met elkaar samenwerken door tangentiaal gerichte veren (8) voor het overbrengen van een koppel, en elk massalichaamdeel (4, 5) een stel 15 tussentandwielen (29) van één van de tandwielaandrij vingen draagt.

7. Koppeling volgens conclusie 6, waarbij de moeren (17, 18) van de actuatoren draaibaar zijn ondersteund door tegengesteld gerichte hoekcontactlagers (15, 16) met betrekking tot het massalichaamdeel (5) dat stijf is verbonden aan het klauwmiddel 20 (10).

8. Koppeling volgens conclusie 7, waarbij het aandrukmiddel drukveren (32) omvat die zijn opgenomen in blinde boringen (33) en die samenwerken met een drukplaat (23) die één van de sets wrijvingsblokken (24) draagt. 25

9. Koppeling volgens conclusie 8, waarbij de schroeven (21, 22) van de actuatoren door een spie/groefverbinding (34) en een aanslagstuk (33) verbonden zijn aan de drukplaat (23) die die ene set wrijvingsblokken (24) draagt, waarbij de klauwmiddelen (10) een zich naar binnen uitstrekkende steun (11) bezitten die het 30 tegenoverliggende stel wrijvingsblokken (25) draagt en de koppelingsschijf (12) transleerbaar is in de axiale richting. *0*9770* , *

10. Koppeling volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij een huis (1) is voorzien waarop de statoren (26) van de motormiddelen (2, 3) stijf zijn bevestigd, welk huis (1) tegenoverliggende coaxiale openingen (34, 35) heeft voor het ingaande orgaan (9) en het uitgaande orgaan (13). 5

11. Koppeling volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de schroef/moeractuatoren (17-22) een actuator van het kogel-, rol- of wrijvingstype omvatten.

12. Koppeling volgens conclusie 11, waarbij de kogelschroefactuator kogelrecirculatiemiddelen bezit die zijn opgenomen in de schroef.

13. Koppeling volgens een van de conclusies 3-9, waarbij de elektrische motoren aandrijfbaar zijn als elektrische generatoren. 15

14. Koppeling volgens een van de conclusies 3-9 en 13, waarbij de elektrische motoren als een eenheid aandrijfbaar zijn ter verschaffing van een koppelversterking.

15. Koppeling volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij een 20 automatische balanceerinrichting is voorzien. *019770·