DE102018112999A1 - centrifugal clutch - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftkupplung (10) mit einem Kupplungsträger (30) und einer Kupplungsglocke (40), wobei an dem Kupplungsträger (30) mehrere Kupplungselemente (50;51;52) mit Reibbelägen (50b; 51b; 52b) an Drehpunkten (50a; 51a; 52a) schwenkbar gelagert sind, die um die Drehachse des Kupplungsträgers (30) angeordnet sind. Die Kupplungselemente (50;51;52) stellen ab einer bestimmten Drehzahl des Kupplungsträgers (30) eine Kraftschlussverbindung mit der Innenwandung der Kupplungsglocke (40) her. Die Fliehkraftkupplung (10) weist ferner einen ansteuerbaren Aktuator (80) auf, mit welchem eine Kraftschlussverbindung der Fliehkraftkupplung herstellbar und/oder fixierbar ist, wobei die Kupplungselemente (50;51;52) mit Druckelementen (70;71;72) zusammenwirken, die bei Ansteuerung des Aktuators (80) durch diesen radial nach außen so gegen die Kupplungselemente (50;51;52) gedrückt werden, dass ihre Reibbeläge (50b; 51b; 52b) eine Kraftschlussverbindung mit der Innenwandung der Kupplungsglocke (40) herstellen.The invention relates to a centrifugal clutch (10) having a clutch carrier (30) and a clutch bell (40), wherein a plurality of clutch elements (50; 51; 52) with friction linings (50b; 51b; 52b) are provided on the clutch carrier (30) at pivot points (50a 51a, 52a) are pivotally mounted, which are arranged about the axis of rotation of the coupling carrier (30). The coupling elements (50, 51, 52) produce a frictional connection with the inner wall of the clutch bell (40) at a certain speed of the clutch carrier (30). The centrifugal clutch (10) further comprises a controllable actuator (80), with which a frictional connection of the centrifugal clutch can be produced and / or fixed, wherein the coupling elements (50; 51; 52) with pressure elements (70; 71; 72) cooperate, the when the actuator (80) is driven radially outwardly against the coupling elements (50; 51; 52), their friction linings (50b; 51b; 52b) produce a frictional connection with the inner wall of the clutch bell (40).

Description

Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftkupplung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit einem Kupplungsträger und einer Kupplungsglocke, wobei an dem Kupplungsträger mehrere Kupplungselemente mit außen liegenden Reibbelägen an Drehpunkten schwenkbar gelagert sind, die um die Drehachse des Kupplungsträgers angeordnet sind. Die Kupplungselemente stellen ab einer bestimmten Drehzahl des Kupplungsträgers eine Kraftschlussverbindung mit der Innenwandung der Kupplungsglocke her.The invention relates to a centrifugal clutch according to the preamble of claim 1 with a clutch carrier and a clutch bell, wherein on the clutch carrier a plurality of coupling elements with outer friction linings are pivotally mounted at pivot points which are arranged about the rotational axis of the coupling carrier. The coupling elements establish a frictional connection with the inner wall of the clutch bell from a certain speed of the clutch carrier.

Die Erfindung betrifft ferner eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Fliehkraftkupplung.The invention further relates to a drive device for a motor vehicle with such a centrifugal clutch.

Insbesondere in Elektrofahrzeugen mit Elektromotor oder Hybrid-Elektrofahrzeugen mit einer Kombination aus Elektromotor und Verbrennungsmotor werden oftmals Antriebseinrichtungen mit einem Getriebe und wenigstens einer Fliehkraftkupplung eingesetzt. Die Fliehkraftkupplung nimmt bei einer entsprechenden Eingangsdrehzahl einen Kopplungszustand ein, in welchem ein Getriebeeingangselement mit einem Getriebeausgangselement gekoppelt ist und Drehmoment zwischen diesen beiden Getriebeelementen übertragen wird. Die Fliehkraftkupplung kann insbesondere als Reibungskupplung ausgeführt sein, wobei mehrere Reibelemente durch Zentrifugalkraft nach außen gegen eine Kupplungsglocke gedrückt werden, um so durch Reibschluss eine Kopplung herbeizuführen. Bei sinkender Drehzahl lösen sich die Reibelemente wieder von der Kupplungsglocke und die Kopplung wird aufgelöst.In particular, in electric vehicles with electric motor or hybrid electric vehicles with a combination of electric motor and internal combustion engine drive devices are often used with a transmission and at least one centrifugal clutch. The centrifugal clutch assumes a coupling state at a corresponding input speed, in which a transmission input element is coupled to a transmission output element and torque is transmitted between these two transmission elements. The centrifugal clutch can be designed in particular as a friction clutch, wherein a plurality of friction elements are pressed by centrifugal force to the outside against a clutch bell, so as to bring about a frictional coupling. When the speed drops, the friction elements release again from the clutch bell and the coupling is dissolved.

Beispielsweise offenbart die DE 10 2013 219 229 A1 ein Zwei-Gang-Automatikgetriebe für Elektroantriebe mit einer Fliehkraftkupplung. Mit diesem Automatikgetriebe soll auch eine Rekuperation möglich sein, d.h. eine Rückgewinnung von Energie und Aufladen der Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs. Für die Rekuperation ist eine Umkehr der Energieumwandlung erforderlich, die üblicherweise nicht über die Fliehkraftkupplung erfolgen kann, wenn diese nur durch Rotation eines Kupplungseingangselementes auf der Seite des Elektromotors einkuppelbar ist.For example, the DE 10 2013 219 229 A1 a two-speed automatic transmission for electric drives with a centrifugal clutch. With this automatic transmission should also be a recuperation possible, ie a recovery of energy and charging the traction battery of an electric vehicle. For the recuperation, a reversal of the energy conversion is required, which usually can not be done via the centrifugal clutch, if this can be engaged only by rotation of a clutch input element on the side of the electric motor.

Es besteht daher der Bedarf nach einer Fliehkraftkupplung, die unabhängig von der Drehzahl eines Kupplungseingangselementes bei Bedarf ein- und auskuppelbar ist, um sie insbesondere in einem Elektrofahrzeug für eine Rekuperation einsetzen zu können. Fliehkraftbetätigte Kupplungen, bei denen ein Kraftschluss unabhängig von der Drehzahl eines Kupplungseingangselementes auf der Seite eines Motors herstellbar ist, sind dabei bereits bekannt. Beispielsweise offenbart die US 7,232,021 B2 eine fliehkraftbetätigte Kupplung, bei der durch Fliehkraftkörper mehrere Lamellen und Druckplatten axial zusammendrückbar sind, um die Kupplung einzukuppeln. Für eine manuelle Ansteuerung kann eine der Druckplatten durch einen Aktuator axial bewegt werden. So können Lamellen und Druckplatten bei Bedarf zusammengedrückt werden, um die Kupplung auch unterhalb ihrer Kopplungsdrehzahl einzukuppeln. Auch ein Lösen der Kupplung ist so möglich. Eine solche fliehkraftbetätigte Kupplung könnte innerhalb der Antriebseinrichtung eines Elektrofahrzeugs oder Hybrid-Elektrofahrzeugs durch einen Aktuator angesteuert werden, um für eine Rekuperation einen Kraftschluss in der Kupplung herzustellen. Die Rotation eines Kupplungsausgangselementes kann so auf ein Kupplungseingangselement auf der Seite eines Elektromotors übertragen werden, ohne dass dies von der Drehzahl des Kupplungselementes abhängig ist. Eine solche Kupplung ist jedoch relativ aufwendig aufgebaut und nur fliehkraftbetätigt. Zwischen Fliehkraftkörpern und einem Schwungrad wird somit kein Kraftschluss hergestellt.There is therefore a need for a centrifugal clutch, which is independent on the speed of a clutch input element on demand and disengaged, in order to use them in particular in an electric vehicle for recuperation can. Centrifugal-actuated clutches in which a traction is independent of the speed of a clutch input element on the side of a motor to produce, are already known. For example, the US 7,232,021 B2 a centrifugally-actuated clutch in which centrifugal force several laminations and pressure plates are axially compressible to engage the clutch. For manual activation, one of the pressure plates can be moved axially by an actuator. Thus, fins and pressure plates can be compressed if necessary, to couple the clutch below its coupling speed. A release of the clutch is possible. Such a centrifugally-actuated clutch could be actuated by an actuator within the drive device of an electric vehicle or hybrid electric vehicle in order to establish a traction in the clutch for recuperation. The rotation of a clutch output element can thus be transmitted to a clutch input element on the side of an electric motor, without this being dependent on the rotational speed of the coupling element. However, such a coupling is relatively complicated and only centrifugally operated. Between centrifugal bodies and a flywheel thus no adhesion is produced.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Fliehkraftkupplung bereitzustellen, welche unabhängig von der Drehzahl eines Kupplungseingangselementes bei Bedarf ein- und auskuppelbar ist und dabei möglichst einfach aufgebaut ist. Insbesondere soll sie in der Antriebseinrichtung eines Elektrokraftfahrzeugs einen Rekuperationsbetrieb ermöglichen.It is therefore an object of the invention to provide a centrifugal clutch, which is independent of the speed of a clutch input element on demand and disengaged and thereby constructed as simple as possible. In particular, it should enable a recuperation operation in the drive device of an electric motor vehicle.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Fliehkraftkupplung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Fliehkraftkupplung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2-7. Die Aufgabe wird ferner durch eine Antriebseinrichtung gemäß dem Anspruch 8 gelöst, wobei sich vorteilhafte Weiterbildungen dieser Antriebseinrichtung aus den Unteransprüchen 9-10 ergeben.According to the invention this object is achieved by a centrifugal clutch according to independent claim 1. Advantageous developments of the centrifugal clutch resulting from the dependent claims 2-7. The object is further achieved by a drive device according to claim 8, which result in advantageous developments of this drive device from the dependent claims 9-10.

Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.It should be noted that the features listed individually in the claims can be combined with each other in any technically meaningful manner and show further embodiments of the invention. The description additionally characterizes and specifies the invention, in particular in connection with the figures.

Die erfindungsgemäße Fliehkraftkupplung weist einen Kupplungsträger und eine Kupplungsglocke auf, wobei an dem Kupplungsträger mehrere Kupplungselemente mit Reibbelägen an Drehpunkten schwenkbar gelagert sind, die um die Drehachse des Kupplungsträgers angeordnet sind. Die Kupplungselemente stellen ab einer bestimmten Drehzahl des Kupplungsträgers eine Kraftschlussverbindung mit der Innenwandung der Kupplungsglocke her. Die Fliehkraftkupplung ist somit als Reibungskupplung ausgebildet, bei der Kraftschluss hergestellt wird, indem Klappen oder Schieber an einem Kupplungsträger durch die Fliehkraft bei steigender Drehzahl nach außen bewegt werden, wodurch Kontakt zur Innenwandung eines Kupplungsgehäuses (Kupplungsglocke) hergestellt wird. Die Kupplungselemente stellen somit ab einer bestimmten Drehzahl des Kupplungsträgers eine Kraftschlussverbindung mit der Innenwandung der Kupplungsglocke her. Der Kupplungsträger ist folglich mit einer Antriebsseite (z.B. Elektromotor) verbunden, während die Kupplungsglocke mit einer Abtriebsseite (z.B. Antriebswellen von Fahrzeugrädern) verbunden ist. Bei den Kupplungselementen handelt es sich beispielsweise um Klappen mit nach außen gewölbten Außenflächen, auf denen der Reibbelag angebracht ist. Im ausgekuppelten Zustand der Fliehkraftkupplung liegt zwischen der Innenwandung der Kupplungsglocke und diesem Reibbelag ein Spalt, der durch ein Verschwenken der Klappen nach außen auf Null reduziert wird. Dabei kommt der Reibbelag mit der Innenwandung der Kupplungsglocke zur Anlage, wobei die Form des Reibbelags so gewählt ist, dass dabei eine ausreichend große Kontaktfläche entsteht. The centrifugal clutch according to the invention has a clutch carrier and a clutch bell, wherein on the clutch carrier a plurality of coupling elements with friction linings are pivotally mounted at pivot points which are arranged around the axis of rotation of the coupling carrier. The coupling elements establish a frictional connection with the inner wall of the clutch bell from a certain speed of the clutch carrier. The centrifugal clutch is thus designed as a friction clutch is made in the traction, by flaps or slide on a clutch carrier by the centrifugal force with increasing speed to be moved outside, making contact with the inner wall of a clutch housing (clutch bell) is made. The coupling elements thus produce a frictional connection with the inner wall of the clutch bell from a certain speed of the clutch carrier. The clutch carrier is consequently connected to a drive side (eg electric motor) while the clutch bell is connected to an output side (eg drive shafts of vehicle wheels). The coupling elements are, for example, flaps with outwardly curved outer surfaces on which the friction lining is mounted. In the disengaged state of the centrifugal clutch is located between the inner wall of the clutch bell and this friction lining, a gap which is reduced by pivoting the flaps to the outside to zero. In this case, the friction lining comes with the inner wall of the clutch bell to the plant, the shape of the friction lining is chosen so that it creates a sufficiently large contact surface.

Erfindungsgemäß weist die Fliehkraftkupplung einen ansteuerbaren Aktuator auf, mit welchem eine Kraftschlussverbindung der Fliehkraftkupplung herstellbar und/oder fixierbar ist. Die Kupplungselemente wirken hierfür mit Druckelementen zusammen, die bei Ansteuerung des Aktuators durch diesen radial nach außen so gegen die Kupplungselemente gedrückt werden, dass ihre Reibbeläge eine Kraftschlussverbindung mit der Innenwandung der Kupplungsglocke herstellen. Durch die Druckelemente können die Kupplungselemente somit direkt in eine Lage gedrückt werden, in der sie einen Kraftschluss mit der Kupplungsglocke herstellen und die Fliehkraftkupplung so einkuppeln.According to the invention, the centrifugal clutch on a controllable actuator, with which a frictional connection of the centrifugal clutch can be produced and / or fixed. For this purpose, the coupling elements cooperate with pressure elements which, when the actuator is actuated, are pressed radially outward against the coupling elements such that their friction linings produce a frictional connection with the inner wall of the coupling bell. By the pressure elements, the coupling elements can thus be pressed directly into a position in which they produce a frictional connection with the clutch bell and engage the centrifugal clutch so.

Statt der Fliehkraft üben folglich die Druckelemente eine radiale Kraft nach außen auf die Kupplungselemente aus. Vorzugsweise drücken die Druckelemente die Kupplungselemente jeweils im Bereich des Kontaktes zwischen einem Kupplungselement und der Innenwandung der Kupplungsglocke radial nach außen, d.h. direkt in dem Bereich, in dem Druck gegen die Innenwandung der Kupplungsglocke erforderlich ist. Bei den Druckelementen handelt es sich vorzugsweise um längliche Druckstangen bzw. Druckstäbe.Consequently, instead of the centrifugal force, the pressure elements exert a radial force outwards on the coupling elements. Preferably, the pressure elements respectively urge the coupling elements radially outwards in the area of contact between a coupling element and the inner wall of the coupling bell, i. directly in the area in which pressure against the inner wall of the clutch bell is required. The printing elements are preferably elongated push rods or pressure rods.

Eine derartige Fliehkraftkupplung mit Aktuator ist einfach aufgebaut und ermöglicht bei Bedarf die Aufbringung einer radialen Kraft nach außen auf die Reibbeläge der Kupplungselemente, die ausreicht, um die Fliehkraftkupplung in eine Kraftschlussverbindung zu bringen. So kann die Fliehkraftkupplung dazu genutzt werden, um beispielsweise ein Elektrofahrzeug mit Rekuperationsbetrieb zu ermöglichen. Sie kann jedoch auch in jeglichen anderen Arten von Antriebvorrichtungen eingesetzt werden, bei denen eine Fliehkraftkupplung bei Bedarf unabhängig von der Drehzahl eines Kupplungseingangselementes ein- und auskuppelbar sein soll.Such a centrifugal clutch with actuator is simple and allows, if necessary, the application of a radial force to the outside on the friction linings of the coupling elements, which is sufficient to bring the centrifugal clutch in a frictional connection. Thus, the centrifugal clutch can be used to allow, for example, an electric vehicle with recuperation. However, it can also be used in any other types of drive devices in which a centrifugal clutch should be switched on and off independently of the speed of a clutch input element as needed.

Die erfindungsgemäße Fliehkraftkupplung kann daher insbesondere in einer Antriebseinrichtung zum Antrieb eines Elektro- oder Hybrid-Elektrofahrzeugs eingesetzt werden, die ebenfalls von der Erfindung umfasst ist. Bei dem Fahrzeug handelt es sich vorzugsweise um einen Personenkraftwagen, aber die Erfindung könnte auch in anderen Arten von Fahrzeugen wie Zweirädern, Rollstühlen, etc. eingesetzt werden. Eine solche Antriebseinrichtung weist beispielsweise als Komponenten eine elektrische Energiespeichervorrichtung, einen Elektromotor und ein Fahrzeuggetriebe auf. Bei der Energiespeichervorrichtung handelt es sich um einen oder mehrere Akkumulatoren, die den Strom zum Antrieb des Elektromotors liefern und durch Anschluss an eine externe Stromquelle aufladbar sind. Eine solche Energiespeichereinrichtung wird auch als Traktionsbatterie bezeichnet. Ferner ist die Energiespeichervorrichtung vorzugsweise zur Rekuperation ausgebildet, d.h. zum Aufladen der Energiespeichervorrichtung durch Umkehr der Energieumwandlung in der Antriebseinrichtung. Hierzu ist im Fahrzeug ein Batterielademanagementsystem vorgesehen.The centrifugal clutch according to the invention can therefore be used in particular in a drive device for driving an electric or hybrid electric vehicle, which is also included in the invention. The vehicle is preferably a passenger car, but the invention could be used in other types of vehicles such as two-wheeled vehicles, wheelchairs, etc. Such a drive device has, for example as components, an electrical energy storage device, an electric motor and a vehicle transmission. The energy storage device is one or more accumulators, which supply the current for driving the electric motor and are rechargeable by connection to an external power source. Such an energy storage device is also referred to as a traction battery. Furthermore, the energy storage device is preferably designed for recuperation, i. for charging the energy storage device by reversing the energy conversion in the drive device. For this purpose, a battery charging management system is provided in the vehicle.

Das Fahrzeuggetriebe weist beispielsweise eine Getriebeeingangswelle auf, die rotatorisch mit dem Elektromotor verbunden ist. Dies bedeutet, dass der Elektromotor so mit der Getriebeeingangswelle verbunden ist, dass der Elektromotor eine Rotation der Getriebeeingangswelle bewirkt. Umgekehrt kann bei einem Generatorbetrieb des Elektromotors eine Rotation der Getriebeeingangswelle in elektrische Energie umgewandelt werden. Diese rotatorische Verbindung kann direkt oder indirekt über wenigstens eine Getriebestufe realisiert sein. Ferner weist das Fahrzeuggetriebe ein Getriebeausgangselement auf, welches rotatorisch mit wenigstens einer Antriebswelle eines Fahrzeugrades des Elektrofahrzeugs verbunden ist. Auch diese rotatorische Verbindung ist direkt oder indirekt über eine wenigstens eine Getriebestufe realisiert. Ferner können Getriebekomponenten wie ein Achsdifferential zwischengeschaltet sein.The vehicle transmission has, for example, a transmission input shaft, which is rotationally connected to the electric motor. This means that the electric motor is connected to the transmission input shaft so that the electric motor causes a rotation of the transmission input shaft. Conversely, in a generator operation of the electric motor, a rotation of the transmission input shaft can be converted into electrical energy. This rotary connection can be realized directly or indirectly via at least one gear stage. Further, the vehicle transmission on a transmission output member which is rotatably connected to at least one drive shaft of a vehicle wheel of the electric vehicle. This rotary connection is realized directly or indirectly via at least one gear stage. Furthermore, transmission components such as an axle differential may be interposed.

Beispielsweise weist das Fahrzeuggetriebe zwei Getriebestufen auf, und die Fliehkraftkupplung ist zwischen die beiden Getriebestufen geschaltet. Dabei weist die Fliehkraftkupplung auf der Seite des Elektromotors ein Kupplungseingangselement auf, während es auf der Seite der Fahrzeugräder ein Kupplungsausgangselement aufweist. Eine erste Getriebestufe ist zwischen der Getriebeeingangswelle und der Fliehkraftkupplung verwirklicht, indem ein kleineres Ritzel auf der Getriebeeingangswelle und ein größeres Zahnrad an dem Kupplungseingangselement ein Zahnradpaar bilden, um eine erste Untersetzung zu realisieren. Das Kupplungsausgangselement weist ein kleineres Zahnrad auf, das mit einem größeren Zahnrad ein Zahnradpaar bildet, wobei ebenfalls eine Untersetzung realisiert ist. Dieses größere Zahnrad ist beispielsweise der Umlaufradträger eines Achsdifferentials.For example, the vehicle transmission has two gear stages, and the centrifugal clutch is connected between the two gear stages. In this case, the centrifugal clutch on the side of the electric motor on a clutch input element, while having on the side of the vehicle wheels a clutch output element. A first gear stage is realized between the transmission input shaft and the centrifugal clutch by a smaller pinion on the transmission input shaft and a larger gear on the clutch input member form a gear pair to realize a first reduction. The Kupplungsausgangselement has a smaller gear, which forms a pair of gears with a larger gear, wherein also a reduction is realized. This larger gear, for example, the Umlaufradträger an axle differential.

Um die Fliehkraftkupplung in den Kupplungszustand zu bringen, können verschiedene Arten von Aktuatoren vorgesehen sein. Der Aktuator ist dabei elektrisch, magnetisch, hydraulisch und/oder mechanisch ansteuerbar. In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Aktuator ein axial entlang der Drehachse der Fliehkraftkupplung verlaufender Druckbolzen, durch den bei axialer Bewegung des Druckbolzens in Richtung der Druckelemente eine radiale Kraft nach außen auf die Druckelemente ausgeübt wird. Die Druckkraft des Druckbolzens in axialer Richtung wird in eine Druckkraft in radialer Richtung umgelenkt. Dies kann beispielsweise durch einen Druckbolzen mit einer entsprechenden endseitigen Ausformung erfolgen. Beispielsweise weist der Druckbolzen endseitig einen Druckbereich auf, der die Form einer Pyramide hat. Über diesen Druckbereich wird bei axialer Bewegung des Druckbolzens in Richtung der Druckelemente eine radiale Kraft nach außen auf die Druckelemente ausgeübt, indem die Seitenflächen der Pyramide die Druckelemente kontaktieren und dabei sukzessive radial nach außen bewegen. Die Seitenflächen der Pyramide gleiten dabei an den Druckelementen entlang. Sind beispielsweise vier Kupplungselemente vorgesehen, werden vier Druckelemente eingesetzt, um diese nach außen zu drücken. Dann weist der Druckbolzen einen pyramidenförmigen Druckbereich mit vier Seitenflächen auf. Bei fünf Kupplungselementen und fünf Druckelementen wird entsprechend ein pyramidenförmiger Druckbereich mit fünf Seitenflächen verwendet, etc.To bring the centrifugal clutch in the clutch state, various types of actuators may be provided. The actuator is electrically, magnetically, hydraulically and / or mechanically controlled. In one embodiment of the invention, the actuator is an axially extending along the axis of rotation of the centrifugal clutch pressure pin, is exerted by the axial movement of the pressure pin in the direction of the pressure elements, a radial force to the outside on the pressure elements. The compressive force of the pressure pin in the axial direction is deflected in a compressive force in the radial direction. This can be done for example by a pressure pin with a corresponding end-side shaping. For example, the pressure pin has a pressure area on the end, which has the shape of a pyramid. In the case of axial movement of the pressure bolt in the direction of the pressure elements, a radial force is exerted externally on the pressure elements via this pressure region, in that the side surfaces of the pyramid contact the pressure elements and thereby move successively radially outward. The sides of the pyramid slide along the pressure elements. For example, if four coupling elements are provided, four pressure elements are used to push them outward. Then, the pressure pin has a pyramidal pressure area with four side surfaces. With five coupling elements and five printing elements, a pyramidal printing area with five side surfaces is used accordingly, etc.

Durch Ansteuerung des Aktuators kann der Druck der Druckelemente auf die Kupplungselemente auch wieder gelöst werden, um die Kupplung so wieder zu entkuppein, sofern die Drehzahl eines Kupplungseingangselementes in dieser Situation unterhalb der Kopplungsdrehzahl liegt. Hierzu ist vorzugsweise ein automatischer Rückstellmechanismus vorgesehen. Da die Druckelemente direkt auf die Kupplungselemente einwirken, kann dieser Rückstellmechanismus auch mit einem Rückstellmechanismus zum Lösen der Kupplungselemente von der Kupplungsglocke kombiniert werden.By activating the actuator, the pressure of the pressure elements on the coupling elements can also be released again in order to decock the clutch again if the rotational speed of a clutch input element in this situation is below the coupling rotational speed. For this purpose, an automatic return mechanism is preferably provided. Since the pressure elements act directly on the coupling elements, this return mechanism can also be combined with a return mechanism for releasing the coupling elements of the clutch bell.

Die Kupplungselemente der Fliehkraftkupplung sind in einer Ausführungsform beispielsweise jeweils über Federelemente mit dem Kupplungsträger verbunden, wobei die Federelemente auf die Kupplungselemente eine Zugkraft in Richtung der Drehachse der Fliehkraftkupplung ausüben. Bei Rotation des Kupplungsträgers muss daher die Federkraft der Federelemente durch die Fliehkraft überwunden werden, damit diese gegen die Kupplungsglocke drücken können. Verringert sich die Drehzahl, werden die Kupplungselemente durch die Federelemente wieder zurück in Richtung Kupplungsträger gezogen. Vorzugsweise liegt die Verbindungsstelle zwischen einem Federelement und einem Kupplungselement im Bereich des Kontaktes zwischen einem Kupplungselement und der Innenwandung der Kupplungsglocke. Die Federelemente haben somit eine Rückstellwirkung, die jedoch auch durch andere Arten von Rückstellmechanismen erreicht werden könnte. Ferner kann über derartige Federelemente beispielsweise auch die Kopplungsdrehzahl der Fliehkraftkupplung eingestellt werden, um die Fliehkraftkupplung auf das jeweilige Wirkungsgradprofil eines verwendeten Elektromotors einzustellen. Dies erfolgt durch Veränderung der Zugkraft der Federelemente.The coupling elements of the centrifugal clutch are in one embodiment, for example, respectively connected via spring elements to the coupling carrier, wherein the spring elements exert on the coupling elements a tensile force in the direction of the axis of rotation of the centrifugal clutch. During rotation of the coupling carrier, therefore, the spring force of the spring elements must be overcome by the centrifugal force, so that they can press against the clutch bell. Decreases the speed, the coupling elements are pulled by the spring elements back towards the clutch carrier. Preferably, the connection point between a spring element and a coupling element in the region of the contact between a coupling element and the inner wall of the clutch bell. The spring elements thus have a return action, which could, however, also be achieved by other types of return mechanisms. Furthermore, for example, the coupling speed of the centrifugal clutch can be adjusted via such spring elements to adjust the centrifugal clutch to the respective efficiency profile of a used electric motor. This is done by changing the tensile force of the spring elements.

Wird von dem Aktuator der Druck der Druckelemente auf die Kupplungselemente gelöst, werden diese durch die Federelemente oder einen andersartigen Rückstellmechanismus radial zurück in Richtung Kupplungsträger gezogen. Dabei ziehen sie gleichzeitig auch die Druckelemente in radialer Richtung mit sich in ihre Ausgangslage.If the actuator releases the pressure of the pressure elements onto the coupling elements, they are pulled radially backwards in the direction of the coupling carrier by the spring elements or a different return mechanism. At the same time they also pull the pressure elements in the radial direction into their starting position.

Zur Ansteuerung des Aktuators ist eine Steuereinheit vorgesehen, die den Aktuator in verschiedenen Zuständen der Fliehkraftkupplung ansteuern kann. Beispielsweise ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, bei inaktivem Elektromotor einer Antriebseinrichtung den Aktuator anzusteuern, um die Fliehkraftkupplung in eine Kraftschlussverbindung zu bringen, und durch Umkehr der Richtung der Energieumwandlung ein Aufladen der Energiespeichervorrichtung eines Fahrzeugs zu bewirken. Der Aktuator ermöglicht so einen Rekuperationsbetrieb, bei dem die Rotation der Fahrzeugräder und damit des Getriebeausgangselementes durch die eingekuppelte Fliehkraftkupplung auf die Getriebeeingangswelle und damit den Elektromotor übertragen wird. Die Steuereinheit ist daher Teil eines Steuer- und Regelsystems des Elektrofahrzeugs, welches den Fahr- und Rekuperationsbetrieb des Fahrzeugs überwacht und steuert. Ein Batterielademanagementsystem ist in dieses Steuer- und Regelsystem integriert.For controlling the actuator, a control unit is provided which can control the actuator in different states of the centrifugal clutch. For example, the control unit is designed to control the actuator in an inactive electric motor of a drive device to bring the centrifugal clutch into a frictional connection, and to cause recharging of the energy storage device of a vehicle by reversing the direction of energy conversion. The actuator thus enables a recuperation operation in which the rotation of the vehicle wheels and thus of the transmission output element is transmitted by the coupled centrifugal clutch to the transmission input shaft and thus the electric motor. The control unit is therefore part of a control and regulation system of the electric vehicle which monitors and controls the driving and recuperation operation of the vehicle. A battery charging management system is integrated into this control and regulation system.

Alternativ oder ergänzend ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, den Aktuator anzusteuern, um die Fliehkraftkupplung bei einer Kraftschlussverbindung durch Erreichen einer bestimmten Drehzahl der Getriebeeingangswelle in dieser Kraftschlussverbindung zu fixieren. Die Fliehkraftkupplung erreicht somit zunächst durch eine bestimmte Drehzahl ihren Kupplungszustand und der Aktuator fixiert dann diesen Kupplungszustand. So kann die Effizienz erhöht und Reibungsverluste verringert werden. Auch ein Verschleiß der Fliehkraftkupplung kann so reduziert werden. Um den Aktuator wieder zu lösen, wenn die Drehzahl unter die Grenz-Drehzahl (Kopplungsdrehzahl) abfällt, muss eine Erfassung der Drehzahl erfolgen.Alternatively or additionally, the control unit is designed to control the actuator in order to fix the centrifugal clutch in a traction connection by reaching a certain speed of the transmission input shaft in this frictional connection. The centrifugal clutch thus reaches its first clutch state by a certain speed and the actuator then fixes this clutch state. This can increase efficiency and reduce friction losses. Even a wear of the centrifugal clutch can be reduced. To release the actuator when the speed drops below the limit speed ( Coupling speed) drops, a detection of the speed must take place.

Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Abbildungen.Further advantages, features and expedient developments of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description of preferred embodiments with reference to the drawings.

Von den Abbildungen zeigt:

• 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung innerhalb eines Elektrofahrzeugs;
• 2 einen schematischen Schnitt durch eine Antriebseinrichtung gemäß 1;
• 3 einen schematischen Schnitt durch eine Ausführungsform einer Fliehkraftkupplung; und
• 4 eine Teilansicht auf einen Kupplungsträger der Fliehkraftkupplung gemäß 3.

From the pictures shows:

• 1 a schematic representation of an embodiment of a drive device according to the invention within an electric vehicle;
• 2 a schematic section through a drive device according to 1 ;
• 3 a schematic section through an embodiment of a centrifugal clutch; and
• 4 a partial view of a clutch carrier of the centrifugal clutch according to 3 ,

Die schematische Darstellung der 1 zeigt eine Ausführungsform einer Antriebseinrichtung 11, in welcher eine erfindungsgemäße Fliehkraftkupplung 10 einsetzbar ist. Aufbau und Funktion der Antriebseinrichtung 11 sind jedoch nur beispielhaft zu verstehen und die erfindungsgemäße Fliehkraftkupplung kann auch in anderen Arten von Antriebseinrichtungen eingesetzt werden. Die für die Beschreibung der Erfindung gewählte Antriebseinrichtung 11 ist Teil eines Elektrofahrzeugs, von dem lediglich zwei angetriebene Fahrzeugräder 200 und 201 gezeigt sind. Die Antriebseinrichtung 11 umfasst wenigstens einen Elektromotor 20, der mit einer Energiespeichervorrichtung 23 in Verbindung steht. Die Energiespeichervorrichtung 23 stellt den Strom zum Betrieb des Elektromotors bereit. Ferner ist sie bei Umkehr der Energieumwandlung über den Elektromotor aufladbar. Der Elektromotor 20 ist ferner über ein Fahrzeuggetriebe mit den Antriebswellen 100 und 101 der Räder 200, 201 des Fahrzeugs verbunden. Dieses Fahrzeuggetriebe beinhaltet mehrere Getriebestufen und eine Fliehkraftkupplung. Darüber hinaus ist zwischen den Rädern 200, 201 ein Achsdifferential 91 vorgesehen.The schematic representation of 1 shows an embodiment of a drive device 11 , in which a centrifugal clutch according to the invention 10 can be used. Structure and function of the drive device 11 However, they are only to be understood as examples and the centrifugal clutch according to the invention can also be used in other types of drive devices. The selected for the description of the invention drive means 11 is part of an electric vehicle, of which only two driven vehicle wheels 200 and 201 are shown. The drive device 11 includes at least one electric motor 20 that with an energy storage device 23 communicates. The energy storage device 23 provides the power to operate the electric motor. Further, it is rechargeable by reversing the energy conversion via the electric motor. The electric motor 20 is also a vehicle transmission with the drive shafts 100 and 101 the wheels 200 . 201 connected to the vehicle. This vehicle transmission includes several gear stages and a centrifugal clutch. In addition, between the wheels 200 . 201 an axle differential 91 intended.

2 zeigt einen schematischen Schnitt durch eine Ausführungsform einer Antriebseinrichtung gemäß 1 und die darin enthaltene Fliehkraftkupplung 10. Die Fliehkraftkupplung 10 wird im Folgenden insbesondere anhand der 2, 3 und 4 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform einer Antriebseinrichtung 11 ist ein Elektromotor 20 rotatorisch mit einer Getriebeeingangswelle 21 des Fahrzeuggetriebes verbunden. Die Getriebeeingangswelle 21 weist wiederum ein kleineres Zahnrad bzw. Ritzel 22 auf, welches mit einem größeren Zahnrad 33 an einem Kupplungsträger 30 ein Zahnradpaar bildet. Der Kupplungsträger 30 bildet ein Kupplungseingangselement mit einer Kupplungswelle 31, über das eine Rotation des Elektromotors 20 in die Fliehkraftkupplung eingeleitet wird. Die Zahnräder 22 und 33 bilden eine erste Getriebestufe mit einer Untersetzung. 2 shows a schematic section through an embodiment of a drive device according to 1 and the centrifugal clutch contained therein 10 , The centrifugal clutch 10 will be described below in particular with reference to 2 . 3 and 4 described. In this embodiment, a drive device 11 is an electric motor 20 rotatory with a transmission input shaft 21 connected to the vehicle transmission. The transmission input shaft 21 again has a smaller gear or pinion 22 on which with a larger gear 33 on a coupling carrier 30 forms a gear pair. The coupling carrier 30 forms a clutch input member with a clutch shaft 31 , about which a rotation of the electric motor 20 is introduced into the centrifugal clutch. The gears 22 and 33 form a first gear with a reduction.

An dem Kupplungsträger 30 sind mehrere Kupplungselemente 50, 51 unter Federkraft angebracht. Hierzu sind entsprechende Federelemente 60 und 61 zwischen Kupplungsträger 30 und den Kupplungselementen 50, 51 vorgesehen, die auf verschiedene Arten ausgebildet sein können. Dabei sind sie an einer Grundplatte 42 am Kupplungsträger 30 angebracht. Sie sind vorzugsweise so ausgebildet, dass sie auf die Kupplungselemente 50, 51 eine Zugkraft in Richtung Kupplungswelle 31 bewirken. Bei Rotation der Kupplungswelle 31 mit dem Kupplungsträger 30 bewegen sich die Kupplungselemente 50, 51 gegen die Federkraft dieser Federelemente 60, 61 nach außen und stellen ab einer bestimmten Drehzahl der Kupplungswelle 31 eine Kraftschlussverbindung mit der Innenwandung einer Kupplungsglocke 40 her. Hierzu sind an den Außenseiten der Kupplungselemente 50, 51 Reibbeläge 50b und 51b ausgebildet. Die Kupplungsglocke 40 weist ein Zahnrad bzw. Ritzel 41 auf, welches mit einem größeren Zahnrad 90 ein Zahnradpaar einer zweiten Getriebestufe mit Untersetzung bildet. Dieses weitere Zahnrad 90 ist beispielsweise Teil des Achsdifferentials 91 und wird durch einen Umlaufradträger bzw. ein Ringrad des Achsdifferentials gebildet. Das Zahnrad 90 stellt so ein Getriebeausgangselement dar, über welches die Rotation des Elektromotors mit einem bestimmten Untersetzungsverhältnis auf die Antriebswellen 100, 101 der Räder 200, 201 übertragbar ist.On the coupling carrier 30 are several coupling elements 50 . 51 mounted under spring force. For this purpose, corresponding spring elements 60 and 61 between coupling carrier 30 and the coupling elements 50 . 51 provided, which can be configured in various ways. They are on a base plate 42 on the coupling carrier 30 appropriate. They are preferably designed so that they on the coupling elements 50 . 51 a tensile force in the direction of the coupling shaft 31 cause. Upon rotation of the clutch shaft 31 with the coupling carrier 30 the coupling elements move 50 . 51 against the spring force of these spring elements 60 . 61 to the outside and set from a certain speed of the clutch shaft 31 a frictional connection with the inner wall of a clutch bell 40 ago. These are on the outer sides of the coupling elements 50 . 51 friction linings 50b and 51b educated. The clutch bell 40 has a gear or pinion 41 on which with a larger gear 90 forms a gear pair of a second gear stage with reduction. This further gear 90 is part of the axle differential, for example 91 and is formed by a Umlaufradträger or a ring gear of the axle differential. The gear 90 represents such a transmission output element, via which the rotation of the electric motor with a certain reduction ratio to the drive shafts 100 . 101 the wheels 200 . 201 is transferable.

Bei Anlaufen des Elektromotors 20 befindet sich die Fliehkraftkupplung somit im ausgekuppelten Zustand ohne Kraftschlussverbindung zwischen den Kupplungselementen 50, 51 und der Kupplungsglocke 40. Mit steigender Drehzahl bewegen sich die Kupplungselemente durch die Fliehkraft nach außen und ihre Reibbeläge 50b, 51b beginnen Kontakt mit der Innenwandung der Kupplungsglocke 40 aufzunehmen, was zu einem „Schleifen“ führt. Erreicht der Elektromotor 20 und damit der Kupplungsträger 30 eine bestimmte Drehzahl, stellen die Kupplungselemente 50, 51 eine Kraftschlussverbindung mit der Kupplungsglocke 40 her, durch welche sich die Fliehkraftkupplung im eingekuppelten Zustand befindet. Diese Kopplungsdrehzahl wird je nach Einsatzgebiet der Fliehkraftkupplung geeignet gewählt. In diesem eingekuppelten Zustand treibt der Elektromotor 20 über das Fahrzeuggetriebe mit Untersetzung die Antriebswellen 100, 101 der Fahrzeugräder 200, 201 an, wobei die Drehzahl weiter erhöht werden kann.At start of the electric motor 20 Thus, the centrifugal clutch is in the disengaged state without frictional connection between the coupling elements 50 . 51 and the clutch bell 40 , As the speed increases, the coupling elements move outward through the centrifugal force and their friction linings 50b . 51b start contact with the inner wall of the clutch bell 40 which leads to a "grinding". Reached the electric motor 20 and thus the coupling carrier 30 a certain speed, make the coupling elements 50 . 51 a frictional connection with the clutch bell 40 forth, through which the centrifugal clutch is in the engaged state. This coupling speed is selected depending on the application of the centrifugal clutch suitable. In this engaged state drives the electric motor 20 via the vehicle transmission with reduction the drive shafts 100 . 101 the vehicle wheels 200 . 201 on, wherein the speed can be further increased.

Reduziert sich die Drehzahl wieder unter die Kopplungsdrehzahl, lässt die Fliehkraft nach und die Kupplungselemente 50, 51 werden durch die Federelemente 60, 61 zurück in Richtung Kupplungswelle 31 gezogen, wodurch die Fliehkraftkupplung wieder ausgekuppelt wird. Bewegt sich das Fahrzeug weiter, befindet es sich dann im sogenannten Segelbetrieb, wobei der Begriff „Segeln“ bei Kraftfahrzeugen die Funktion beschreibt, während der Fahrt den Antriebsmotor vom Antriebsstrang abzukoppein. Dies hat den Vorteil, dass die vorhandene Bewegungsenergie zur Fortbewegung genutzt wird, anstatt sie in Form von Schleppleistung/Rekuperation zu verlieren. Es ist dann beispielsweise dem Fahrzeugführer überlassen, ob er die Bewegungsenergie zurück in den Akkumulator speist oder weiterhin zur Fortbewegung nutzt.Reduces the speed again below the coupling speed, leaves the centrifugal force and the coupling elements 50 . 51 be through the spring elements 60 . 61 back towards clutch shaft 31 pulled, whereby the centrifugal clutch is disengaged again. If the vehicle moves on, it is then in so-called sailing operation, the term "sailing" in motor vehicles describing the function of decoupling the drive motor from the drive train during the drive. This has the advantage that the existing kinetic energy is used for locomotion, instead of losing it in the form of towing power / recuperation. It is then up to the driver, for example, whether he feeds the kinetic energy back into the accumulator or continues to use for locomotion.

Die Kupplungswelle 31 der Fliehkraftkupplung ist über mehrere Lager rotatorisch gelagert. Das Gleiche gilt für die Getriebeeingangswelle 21. Das Fahrzeuggetriebe mit der Fliehkraftkupplung und das Achsdifferential 91 sind in einem Gehäuse untergebracht, das in der Ausführungsform der 2 durch zwei Gehäusehälften 300 und 301 gebildet wird. Die beiden Gehäusehälften sind über mehrere Schraubverbindungen miteinander verbunden, von denen in der 2 zwei Schraubverbindungen 302 und 303 gezeigt sind. Die Kupplungswelle ist in dem so gebildeten Gehäuse drehbar gelagert und die Kupplungsglocke 40 ist über Lager um die Kupplungswelle 31 drehbar gelagert. Ferner ist eine Parkbremse 82 vorgesehen, die an der Kupplungsglocke 40 angreift. Durch Betätigung der Parkbremse 82 wird die Kupplungsglocke 40 blockiert, so dass sich die Antriebswellen der Fahrzeugräder nicht drehen können.The coupling shaft 31 the centrifugal clutch is rotatably mounted on several bearings. The same applies to the transmission input shaft 21 , The vehicle transmission with the centrifugal clutch and the axle differential 91 are housed in a housing, which in the embodiment of the 2 through two housing halves 300 and 301 is formed. The two housing halves are connected to each other via a plurality of screw connections, of which in the 2 two screw connections 302 and 303 are shown. The clutch shaft is rotatably mounted in the housing thus formed and the clutch bell 40 is about bearings around the clutch shaft 31 rotatably mounted. Furthermore, a parking brake 82 provided on the clutch bell 40 attacks. By operating the parking brake 82 becomes the clutch bell 40 blocked, so that the drive shafts of the vehicle wheels can not rotate.

4 zeigt einen Ausschnitt einer Ansicht auf eine Grundplatte 42 des Kupplungsträger aus Sicht der Kupplungsglocke 40. Aus dieser Ansicht ist die Ausbildung der Kupplungselemente ersichtlich, wobei die Kupplungselemente 50, 51 und 52 gezeigt sind. Diese Kupplungselemente 50, 51, 52 sind wie Klappen ausgebildet, die über jeweils einen Drehpunkt 51a, 52a an dem Kupplungsträger 42 schwenkbar angebracht sind. Die Kupplungselemente weisen jeweils eine gewölbte Außenfläche auf, auf welcher jeweils ein Reibbelag 50b, 51b, 52b ausgebildet ist. 4 zeigt die Fliehkraftkupplung im ausgekuppelten Zustand, in dem die Reibbeläge 50b, 51b, 52b die Innenwandung der Kupplungsglocke 40 nicht kontaktieren. Wird die Drehzahl des Kupplungsträgers 30 erhöht, schwenken die Kupplungselemente um ihre Drehpunkte nach außen. Die Außenflächen der Kupplungselemente 50, 51, 52 sind mit ihren Reibbelägen 50b, 51b, 52b so ausgeführt, dass bei Erreichen einer bestimmten Grenz-Drehzahl eine möglichst große Kontaktfläche zwischen den Kupplungselementen 50, 51, 52 und der Innenwandung der Kupplungsglocke 40 entsteht. Dabei ist im gewählten Ausführungsbeispiel der Druck auf die Innenwandung der Kupplungsglocke 40 in dem Bereich der Kupplungselemente 50, 51, 52 am größten, der jeweils am weitesten von einem Drehpunkt 51a, 52a entfernt ist. In diesen Endbereichen greifen auch die Federelemente 60, 61, 62 an. 4 shows a section of a view on a base plate 42 the coupling carrier from the perspective of the clutch bell 40 , From this view, the formation of the coupling elements can be seen, wherein the coupling elements 50 . 51 and 52 are shown. These coupling elements 50 . 51 . 52 are designed like flaps, which each have a pivot point 51a . 52a on the coupling carrier 42 are pivotally mounted. The coupling elements each have a curved outer surface, on each of which a friction lining 50b . 51b . 52b is trained. 4 shows the centrifugal clutch in the disengaged state in which the friction linings 50b . 51b . 52b the inner wall of the clutch bell 40 do not contact. If the speed of the clutch carrier 30 increases, the coupling elements pivot about their pivot points to the outside. The outer surfaces of the coupling elements 50 . 51 . 52 are with their friction linings 50b . 51b . 52b designed so that when reaching a certain limit speed as large a contact surface between the coupling elements 50 . 51 . 52 and the inner wall of the clutch bell 40 arises. Here, in the selected embodiment, the pressure on the inner wall of the clutch bell 40 in the region of the coupling elements 50 . 51 . 52 the largest, the furthest from a pivot point 51a . 52a is removed. In these end areas also engage the spring elements 60 . 61 . 62 on.

Die Fliehkraftkupplung weist ferner einen Aktuator 80 auf, mit welchem sie in einen eingekuppelten Zustand mit Kraftschlussverbindung bringbar und/oder in diesem Zustand fixierbar ist. Der Aktuator wird dabei im Wesentlichen durch einen Druckbolzen 80 gebildet, der innerhalb einer axialen Bohrung 32 in der Kupplungswelle 31 geführt ist. Der Druckbolzen 80 ist in axialer Richtung hin- und her bewegbar, wie es in den 2 und 3 jeweils durch einen Doppelpfeil gekennzeichnet ist. Diese axiale Bewegung kann elektrisch, magnetisch, hydraulisch und/oder mechanisch bewirkt werden. Hierzu ist der Aktuator 80 durch eine Steuereinheit 24 ansteuerbar, wie sie schematisch in 1 gezeigt ist.The centrifugal clutch also has an actuator 80 on, with which it can be brought into a coupled state with frictional connection and / or fixable in this state. The actuator is essentially by a pressure pin 80 formed within an axial bore 32 in the coupling shaft 31 is guided. The pressure pin 80 is back and forth in the axial direction, as in the 2 and 3 each marked by a double arrow. This axial movement can be effected electrically, magnetically, hydraulically and / or mechanically. This is the actuator 80 by a control unit 24 controllable, as shown schematically in 1 is shown.

Der Aktuator 80 weist endseitig einen Druckbereich 81 auf, über den er mit mehreren Druckelementen 70, 71, 72 zusammenwirkt, über welche die Kupplungselemente 50, 51, 52 bei Bedarf in Richtung der Innenwandung der Kupplungsglocke 40 gedrückt werden können. Dieser Druckbereich 81 hat die Form einer Pyramide. Die Druckelemente sind als Druckstangen ausgebildet, die radial verlaufen, wobei wie in dem Ausführungsbeispiel der Figuren vier Kupplungselemente und somit auch vier zugehörige Druckelemente vorgesehen sind. Vorzugsweise entspricht die Anzahl der Druckelemente somit wenigstens der Anzahl der Kupplungselemente. Die 2 und 3 zeigen zwei um 180° gegenüber liegende Druckelemente 70 und 71, während die Ansicht der 4 zwei um einen Winkel von 90° zueinander versetzte Druckelemente 70 und 72 zeigt.The actuator 80 has a pressure area at the end 81 on top of it with several printing elements 70 . 71 . 72 cooperates over which the coupling elements 50 . 51 . 52 if necessary in the direction of the inner wall of the clutch bell 40 can be pressed. This pressure range 81 has the shape of a pyramid. The pressure elements are designed as push rods, which extend radially, wherein, as in the embodiment of the figures, four coupling elements and thus also four associated pressure elements are provided. The number of pressure elements thus preferably corresponds at least to the number of coupling elements. The 2 and 3 show two by 180 ° opposite printing elements 70 and 71 while the view of the 4 two offset by an angle of 90 ° to each other pressure elements 70 and 72 shows.

Die Druckstangen 70, 71, 72 sind beispielsweise in Führungen innerhalb der Grundplatte 42 des Kupplungsträgers geführt. Die Druckstangen weisen abgeschrägte Enden auf, an denen der pyramidenförmige Druckbereich 81 des Aktuators 80 zur Anlage bringbar ist, wenn dieser axial in Richtung der Druckstangen 70, 71, 72 bewegt wird. Die abgeschrägten Enden 73, 74 der Druckstangen sind so ausgeformt und angeordnet, dass sie dabei möglichst vollflächig an den Seitenflächen des pyramidenförmigen Druckbereichs 81 zur Anlage kommen können. Ferner können die Druckstangen 70, 71, 72 einteilig direkt bis zu den Kupplungselementen 50, 51, 52 reichen und diese dort kontaktieren. In alternativen Ausführungsformen sind die Druckstangen mehrteilig ausgeformt, so dass sich eine Druckstange aus mehreren Einzelelementen zusammensetzt, deren letztes Element jeweils ein Kupplungselement kontaktiert. Wird der Aktuator 80 axial auf die Druckstangen 70, 71, 72 zu bewegt, drücken die Seitenflächen des Druckbereichs 81 alle Druckstangen 70, 71, 72 gleichzeitig radial nach außen, wodurch radial Druck auf die Kupplungselemente 50, 51, 52 ausgeübt wird. Das System ist so ausgelegt, dass die Druckstangen 70, 71, 72 die Reibbeläge 50b, 51b, 52b der Kupplungselemente 50, 51, 52 gegen die Innenwandung der Kupplungsglocke 40 drücken können, um so eine Kraftschlussverbindung herzustellen.The push rods 70 . 71 . 72 are for example in guides within the base plate 42 led the coupling carrier. The push rods have beveled ends at which the pyramidal pressure area 81 of the actuator 80 can be brought to the plant, if this axially in the direction of the push rods 70 . 71 . 72 is moved. The bevelled ends 73 . 74 the push rods are formed and arranged so that they have as full as possible on the side surfaces of the pyramidal pressure range 81 can come to the plant. Furthermore, the push rods can 70 . 71 . 72 in one piece directly to the coupling elements 50 . 51 . 52 submit and contact them there. In alternative embodiments, the push rods are formed in several parts, so that a push rod composed of a plurality of individual elements, the last element each contacted a coupling element. Will the actuator 80 axially on the push rods 70 . 71 . 72 To move, press the side surfaces of the print area 81 all push rods 70 . 71 . 72 simultaneously radially outward, causing radial pressure on the coupling elements 50 . 51 . 52 is exercised. The system is designed so that the push rods 70 . 71 . 72 the friction linings 50b . 51b . 52b the coupling elements 50 . 51 . 52 against the inner wall of the clutch bell 40 can press to make a frictional connection.

Der Kontakt zwischen einer Druckstange 70, 71, 72 und einem Kupplungselement 50, 51, 52 erfolgt vorzugsweise im Kontaktbereich zwischen Kupplungselement 50, 51, 52 und der Kupplungsglocke 40. In der gewählten Ausführungsform bedeutet dies, dass die Druckstangen 70, 71, 72 die Kupplungselemente 50, 51, 52 in einem Endbereich kontaktieren, in dem auch die Federelemente 60, 61, 62 liegen. In diesem Bereich muss der Druck erzeugt werden, um die Reibbeläge 50b, 51b, 52b gegen die Innenwandung der Kupplungsglocke zu drücken. Wird der Aktuator 80 von den Druckstangen 70, 71, 72 weg bewegt, löst sich dieser Druck auf und die Kupplungselemente 50, 51, 52 können sich durch die Rückstellwirkung der Federelemente 60, 61, 62 von der Kupplungsglocke 40 lösen. Gleichzeitig werden die Druckstangen 70, 71, 72 in radialer Richtung von den Kupplungselementen 50, 51, 52 mitgenommen und können so wieder in ihre Ausgangslage gebracht werden.The contact between a push rod 70 . 71 . 72 and a coupling element 50 . 51 . 52 is preferably in the contact area between the coupling element 50 . 51 . 52 and the clutch bell 40 , In the chosen embodiment, this means that the push rods 70 . 71 . 72 the coupling elements 50 . 51 . 52 contact in an end area, in which also the spring elements 60 . 61 . 62 lie. In this area, the pressure must be generated to the friction linings 50b . 51b . 52b to press against the inner wall of the clutch bell. Will the actuator 80 from the push rods 70 . 71 . 72 moved away, this pressure dissolves and the coupling elements 50 . 51 . 52 can by the restoring action of the spring elements 60 . 61 . 62 from the clutch bell 40 to solve. At the same time, the push rods become 70 . 71 . 72 in the radial direction of the coupling elements 50 . 51 . 52 taken and can be brought back to their original position.

Der Aktuator 80 wird von der Steuereinheit 24 beispielsweise angesteuert, nachdem die Fliehkraftkupplung eine bestimmte Grenz-Drehzahl erreicht hat und somit bereits durch Fliehkraft in den eingekuppelten Zustand versetzt wurde. In diesem Zustand kann die Fliehkraftkupplung durch zusätzlichen Druck über die Druckstangen 70, 71, 72 fixiert werden. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit 24 den Aktuator 80 für einen Rekuperationsbetrieb der Antriebseinrichtung 10 ansteuert. Hierbei ist der Elektromotor 20 inaktiv und die Drehung der Antriebswellen 100, 101 der Fahrzeugräder 200, 201 soll durch Umkehrung der Energieumwandlung zum Laden der Energiespeichervorrichtung 23 genutzt werden. Stellt der Aktuator 80 hierfür eine Kraftschlussverbindung zwischen den Kupplungselementen 50, 51, 52 und der Kupplungsglocke 40 her, kann die Rotation der Antriebswellen 100, 101 über das Fahrzeuggetriebe mit der eingekuppelten Fliehkraftkupplung auf die Getriebeeingangswelle 21 übertragen werden. Sobald der Rekuperationsbetrieb zu beenden ist, wird der Aktuator 80 durch die Steuereinheit 24 gelöst. Das Fahrzeug befindet sich wieder im Segelbetrieb und die vorhandene Bewegungsenergie wird wieder zur Fortbewegung genutzt.The actuator 80 is from the control unit 24 For example, activated after the centrifugal clutch has reached a certain limit speed and thus has already been added by centrifugal force in the engaged state. In this condition, the centrifugal clutch can be pressurized through the push rods 70 . 71 . 72 be fixed. In addition, it can be provided that the control unit 24 the actuator 80 for a recuperation operation of the drive device 10 controls. Here is the electric motor 20 inactive and the rotation of the drive shafts 100 . 101 the vehicle wheels 200 . 201 is intended by reversing the energy conversion for charging the energy storage device 23 be used. Represents the actuator 80 For this purpose, a frictional connection between the coupling elements 50 . 51 . 52 and the clutch bell 40 ago, can the rotation of the drive shafts 100 . 101 via the vehicle transmission with the engaged centrifugal clutch on the transmission input shaft 21 be transmitted. As soon as the recuperation operation is to end, the actuator becomes 80 through the control unit 24 solved. The vehicle is again in sailing mode and the existing kinetic energy is used again for locomotion.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010

Fliehkraftkupplungcentrifugal clutch

1111

Antriebseinrichtungdriving means

2020

Elektromotorelectric motor

2121

GetriebeeingangswelleTransmission input shaft

2222

Zahnrad, RitzelGear, pinion

2323

Energiespeichervorrichtung, TraktionsbatterieEnergy storage device, traction battery

2424

Steuereinheitcontrol unit

3030

Kupplungsträger, KupplungseingangselementCoupling carrier, clutch input element

3131

Kupplungswelleclutch shaft

3232

Bohrungdrilling

3333

Zahnradgear

4040

Kupplungsglocke, KupplungsausgangselementClutch bell, clutch output element

4141

Zahnrad, RitzelGear, pinion

4242

Grundplattebaseplate

50,51,5250,51,52

Kupplungselement, Fliehkörper, KlappeCoupling element, centrifugal body, flap

50a,51a,52a50a, 51a, 52a

Drehpunkt, SchwenklagerPivot, swivel bearing

50b,51b,52b50b, 51b, 52b

Reibbelagfriction lining

60,61,6260,61,62

Federelementspring element

70,71,7270,71,72

Druckelement, DruckstangePressure element, push rod

73,7473.74

Ende, abgeschrägtEnd, bevelled

8080

Aktuator, DruckbolzenActuator, pressure pin

8181

Druckbereichpressure range

8282

Parkbremseparking brake

8383

Aktuatorbewegungactuator movement

9090

Umlaufradträger, RingradRing wheel carrier, ring gear

9191

Achsdifferentialgetriebeaxle differential

100,101100,101

Antriebswelledrive shaft

200,201200.201

Fahrzeugradvehicle

300,301300.301

Gehäusehälftehousing half

302,303302.303

Schraubverbindungscrew

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• DE 102013219229 A1 [0004]DE 102013219229 A1 [0004]
• US 7232021 B2 [0005]US 7232021 B2 [0005]

Claims (10)

Fliehkraftkupplung (10) mit einem Kupplungsträger (30) und einer Kupplungsglocke (40), wobei an dem Kupplungsträger (30) mehrere Kupplungselemente (50;51;52) mit Reibbelägen (50b; 51b; 52b) an Drehpunkten (50a; 51a; 52a) schwenkbar gelagert sind, die um die Drehachse des Kupplungsträgers (30) angeordnet sind, und dass die Kupplungselemente (50;51;52) ab einer bestimmten Drehzahl des Kupplungsträgers (30) eine Kraftschlussverbindung mit der Innenwandung der Kupplungsglocke (40) herstellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Fliehkraftkupplung (10) einen ansteuerbaren Aktuator (80) aufweist, mit welchem eine Kraftschlussverbindung der Fliehkraftkupplung herstellbar und/oder fixierbar ist, wobei die Kupplungselemente (50;51;52) mit Druckelementen (70;71;72) zusammenwirken, die bei Ansteuerung des Aktuators (80) durch diesen radial nach außen so gegen die Kupplungselemente (50;51;52) gedrückt werden, dass ihre Reibbeläge (50b; 51b; 52b) eine Kraftschlussverbindung mit der Innenwandung der Kupplungsglocke (40) herstellen.Centrifugal clutch (10) with a clutch carrier (30) and a clutch bell (40), wherein on the clutch carrier (30) a plurality of coupling elements (50; 51; 52) with friction linings (50b; 51b; 52b) at pivot points (50a; 51a; 52a ) are pivotally mounted, which are arranged around the axis of rotation of the coupling carrier (30), and that the coupling elements (50; 51; 52) from a certain speed of the coupling carrier (30) make a frictional connection with the inner wall of the clutch bell (40), characterized characterized in that the centrifugal force clutch (10) has a controllable actuator (80) with which a frictional connection of the centrifugal clutch can be produced and / or fixed, the coupling elements (50; 51; 52) interacting with pressure elements (70; 71; 72), which, when the actuator (80) is actuated, are pressed radially outward against the coupling elements (50, 51, 52) such that their friction linings (50b, 51b, 52b) form a frictional connection with the inner wall Make the clutch bell (40). Fliehkraftkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator ein axial entlang der Drehachse der Fliehkraftkupplung (10) verlaufender Druckbolzen (80) ist, durch den bei axialer Bewegung des Druckbolzens (80) in Richtung der Druckelemente (70;71;72) eine radiale Kraft nach außen auf die Druckelemente (70;71;72) ausgeübt wird.Centrifugal clutch after Claim 1 , characterized in that the actuator is an axially along the axis of rotation of the centrifugal clutch (10) extending pressure pin (80) by the axial movement of the pressure pin (80) in the direction of the pressure elements (70; 71; 72) a radial force to the outside is exerted on the pressure elements (70; 71; 72). Fliehkraftkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbolzen (80) endseitig einen Druckbereich (81) aufweist, der die Form einer Pyramide hat, und über den bei axialer Bewegung des Druckbolzens (80) in Richtung der Druckelemente (70;71;72) eine radiale Kraft nach außen auf die Druckelemente (70;71;72) ausgeübt wird, indem die Seitenflächen der Pyramide die Druckelemente (70;71;72) kontaktieren und dabei sukzessive radial nach außen bewegen.Centrifugal clutch after Claim 2 , characterized in that the pressure pin (80) has at its end a pressure region (81) which has the shape of a pyramid and a radial force via the axial movement of the pressure pin (80) in the direction of the pressure elements (70; 71; 72) is exerted on the outside of the pressure elements (70, 71, 72) by the side surfaces of the pyramid contact the pressure elements (70, 71, 72) and thereby move successively radially outward. Fliehkraftkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (80) elektrisch, magnetisch, hydraulisch und/oder mechanisch ansteuerbar ist.Centrifugal clutch according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the actuator (80) is electrically, magnetically, hydraulically and / or mechanically controllable. Fliehkraftkupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungselemente (50;51;52) jeweils über Federelemente (60;61;62) mit dem Kupplungsträger (30) verbunden sind, wobei die Federelemente (60;61;62) auf die Kupplungselemente (50;51;52) eine Zugkraft in Richtung der Drehachse der Fliehkraftkupplung ausüben.Centrifugal clutch according to one or more of Claims 1 to 4 characterized in that the coupling elements (50; 51; 52) are each connected to the coupling support (30) via spring elements (60; 61; 62), wherein the spring elements (60; 61; 62) act on the coupling elements (50; 51 52) exert a tensile force in the direction of the axis of rotation of the centrifugal clutch. Fliehkraftkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstelle zwischen einem Federelement (60;61;62) und einem Kupplungselement (50;51;52) im Bereich des Kontaktes zwischen einem Kupplungselement (50;51;52) und der Innenwandung der Kupplungsglocke (40) liegt.Centrifugal clutch after Claim 5 , characterized in that the connection point between a spring element (60; 61; 62) and a coupling element (50; 51; 52) lies in the region of contact between a coupling element (50; 51; 52) and the inner wall of the coupling bell (40) , Fliehkraftkupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckelemente (70;71;72) die Kupplungselemente (50;51;52) jeweils im Bereich des Kontaktes zwischen einem Kupplungselement (50;51;52) und der Innenwandung der Kupplungsglocke (40) radial nach außen drücken.Centrifugal clutch according to one or more of Claims 1 to 6 , characterized in that the pressure elements (70; 71; 72) respectively press the coupling elements (50; 51; 52) radially outward in the area of contact between a coupling element (50; 51; 52) and the inner wall of the clutch bell (40) , Antriebseinrichtung (11) für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine elektrische Energiespeichervorrichtung (23), einen Elektromotor (20) und ein Fahrzeuggetriebe mit einer Getriebeeingangswelle (21), die rotatorisch mit dem Elektromotor (20) verbunden ist, und einem Getriebeausgangselement, welches rotatorisch mit wenigstens einer Antriebswelle (100;101) eines Fahrzeugrades (200;201) des Elektrofahrzeugs verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeuggetriebe eine Fliehkraftkupplung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 beinhaltet, die bei Erreichen einer bestimmten Drehzahl der Getriebeeingangswelle (21) durch eine Kraftschlussverbindung eine rotatorische Verbindung zwischen der Getriebeeingangswelle (21) und dem Getriebeausgangselement herstellt.A drive device (11) for a motor vehicle, comprising an electrical energy storage device (23), an electric motor (20) and a vehicle transmission having a transmission input shaft (21) rotatably connected to the electric motor (20) and a transmission output element rotationally connected to at least a drive shaft (100; 101) of a vehicle wheel (200; 201) of the electric vehicle is connected, characterized in that the vehicle transmission, a centrifugal clutch (10) according to one of Claims 1 to 7 includes, upon reaching a certain speed of the transmission input shaft (21) by a frictional connection produces a rotational connection between the transmission input shaft (21) and the transmission output member. Antriebseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Steuereinheit (24) aufweist, die dazu ausgebildet ist, bei deaktiviertem Elektromotor (23) den Aktuator (80) anzusteuern, um die Fliehkraftkupplung in eine Kraftschlussverbindung zu bringen, und durch Umkehr der Richtung der Energieumwandlung ein Aufladen der Energiespeichervorrichtung (23) zu bewirken.Drive device after Claim 8 , characterized in that it comprises a control unit (24) adapted to control the actuator (80) when the electric motor (23) is deactivated in order to bring the centrifugal clutch into a frictional connection, and by reversing the direction of the energy conversion, charging Energy storage device (23) to effect. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Steuereinheit (24) aufweist, die dazu ausgebildet ist, den Aktuator (80) der Fliehkraftkupplung (10) anzusteuern, um die Fliehkraftkupplung (10) bei einer Kraftschlussverbindung durch Erreichen einer bestimmten Drehzahl der Getriebeeingangswelle (21) in dieser Kraftschlussverbindung zu fixieren.Drive device according to one of Claims 8 and 9 , characterized in that it comprises a control unit (24) adapted to control the actuator (80) of the centrifugal clutch (10) to the centrifugal clutch (10) in a traction connection by reaching a certain speed of the transmission input shaft (21) in to fix this frictional connection.

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