(57)【要約】  本発明は、クラッチシステム（１０）であって、トルクをトルク導入要素（１２）とトルク導出要素（１４）との間で伝達する摩擦クラッチ（１６）と、入力ランプ（２８）とこの入力ランプ（２８）に対して相対回動可能な出力ランプ（３２）とを有するランプシステム（２４）と、入力ランプ（２８）に連結され、トルク導入要素（１２）に相対回動可能に支持される連動体（３４）と、連動体（３４）をトルク導入要素（１２）に相対回動不能に連結するマグネットクラッチ（３８）と、を備え、マグネットクラッチ（３８）は、相対回動不能に連動体（３４）に連結されるものの、軸方向では変位可能な可動子ディスク（４６）であって、永久磁石（４８）によりマグネットクラッチ（３８）を自動的に閉鎖するように変位可能な可動子ディスク（４６）を有し、かつマグネットクラッチ（３８）は、電磁石（４２）であって、電磁石（４２）により発生可能な、永久磁石（４８）を突き放す電磁界によりマグネットクラッチ（３８）を開放する電磁石（４２）を有する、クラッチシステム（１０）に関する。「常閉形」として構成されるマグネットクラッチ（３８）により、パワートレーン内でのトルク伝達を、スポーティな走行形態での様々な走行ストラテジに容易かつ効率的に適合させることができる。
2018538489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車原動機の駆動軸を自動車トランスミッションの少なくとも１つのトランスミッション入力軸またはハイブリッド自動車の電気機械のロータに断接自在に接続するクラッチシステムであって、
トルクをトルク導入要素（１２）、特に前記自動車原動機の駆動軸と、トルク導出要素（１４）、特に前記自動車トランスミッションのトランスミッション入力軸または前記電気機械のロータとの間で伝達する、特に複数の薄板が積層されたクラッチとして構成される摩擦クラッチ（１６）と、
前記摩擦クラッチ（１６）の圧着プレートを軸方向で変位させるランプシステム（２４）であって、前記トルク導入要素（１２）と前記トルク導出要素（１４）との間の差回転数の結果として前記ランプシステム（２４）の軸方向の延在長さを変化させる入力ランプ（２８）と、前記入力ランプ（２８）に対して相対回動可能な出力ランプ（３２）とを有するランプシステム（２４）と、
前記入力ランプ（２８）に連結され、前記トルク導入要素（１２）に相対回動可能に支持される連動体（３４）と、
前記連動体（３４）を前記トルク導入要素（１２）に相対回動不能に連結するマグネットクラッチ（３８）と、
を備え、
前記マグネットクラッチ（３８）は、相対回動不能に前記連動体（３４）に連結されるものの、軸方向では変位可能な可動子ディスク（４６）であって、永久磁石（４８）により前記マグネットクラッチ（３８）を自動的に閉鎖するように変位可能な可動子ディスク（４６）を有し、かつ
前記マグネットクラッチ（３８）は、電磁石（４２）であって、前記電磁石（４２）により発生可能な、前記永久磁石（４８）を突き放す電磁界により前記マグネットクラッチ（３８）を開放する電磁石（４２）を有する、
クラッチシステム。
【請求項２】
前記連動体（３４）は、特に転動体軸受として構成されるラジアル軸受（３６）を介して前記トルク導入要素（１２）に支持されており、前記ラジアル軸受（３６）は、前記マグネットクラッチ（３８）によりロックアップ可能であることを特徴とする、請求項１記載のクラッチシステム。
【請求項３】
前記永久磁石（４８）は、少なくとも部分的に前記永久磁石（４８）に対して半径方向外側に配置される軟磁性の外側の可動子部分（５０）および／または少なくとも部分的に前記永久磁石（４８）に対して半径方向内側に配置される軟磁性の内側の可動子部分（５２）に磁気的に連結されていることを特徴とする、請求項１または２記載のクラッチシステム。
【請求項４】
前記永久磁石（４８）は、前記外側の可動子部分（５０）および／または前記内側の可動子部分（５２）に接着されている、かつ／または、前記外側の可動子部分（５０）および／または前記内側の可動子部分（５２）の成形時に内部に埋め込まれていることを特徴とする、請求項３記載のクラッチシステム。
【請求項５】
軸方向で前記可動子ディスク（４６）と前記電磁石（４２）との間には、前記トルク導入要素（１２）にトルクを伝達するように連結される摩擦ディスク（５４）が、前記外側の可動子部分（５０）および／または前記内側の可動子部分（５２）と摩擦接触するように設けられていることを特徴とする、請求項３または４記載のクラッチシステム。
【請求項６】
前記電磁石（４２）は、直流電源に接続されており、前記直流電源は、第１の電流方向の直流と、前記第１の電流方向とは反対方向の第２の電流方向の直流とを提供可能であり、特に前記直流の電流の強さは、可変調整可能であることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載のクラッチシステム。
【請求項７】
前記可動子ディスク（４６）は、特に板ばねとして構成される戻しばねを介して、特に前記永久磁石（４８）により発生される磁界が減少したときに前記マグネットクラッチ（３８）を開放するように前記連動体（３４）に結合されていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載のクラッチシステム。
【請求項８】
前記摩擦クラッチ（１６）は、前記トルク導出要素（１４）に連結され、特に出力薄板キャリアとして構成される出力部（１８）と、前記トルク導入要素（１２）に連結され、特に入力薄板キャリアとして構成される入力部（２２）とを有し、前記入力部（２２）は、前記トルク導入要素（１２）に、かつ／または前記出力部（１８）は、前記トルク導出要素（１４）に、特にモーメントフィーラとして構成される補償要素（２０）を介して、半径方向および／または周方向での前記トルク導出要素（１４）に対する前記トルク導入要素（１２）のずれを補償するように連結されていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載のクラッチシステム。
【請求項９】
自動車内に設けられた請求項１から８までのいずれか１項記載のクラッチシステム（１０）を運転する方法であって、
前記自動車の自動車原動機が停止されているとき、前記マグネットクラッチ（３８）の前記永久磁石（４８）は、前記摩擦クラッチ（１６）を閉鎖し、かつ
前記自動車原動機の始動のために、前記マグネットクラッチ（３８）の前記電磁石（４２）に通電し、前記摩擦クラッチ（１６）を開放する、
方法。
【請求項１０】
前記トルク導出要素（１４）に作用する電気機械の回生運転および／または前記自動車のセーリング運転のために、前記マグネットクラッチ（３８）の前記電磁石（４２）に通電し、前記摩擦クラッチ（１６）を開放する、請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車原動機の駆動軸を自動車トランスミッションの少なくとも１つのトランスミッション入力軸またはハイブリッド自動車の電気機械のロータに断接自在に接続することが可能なクラッチシステム、およびこのようなクラッチシステムを操作する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
国際公開第２０１１／０５０７７３号において、遮断クラッチとして構成される摩擦クラッチをランプシステムによって操作することができる、いわゆるブースタクラッチの形態のクラッチシステムが公知である。摩擦クラッチを閉鎖するために、ランプシステムは、皿ばねを用いて、入力ランプに対して相対回動可能な出力ランプによりランプシステムの軸方向の延在長さを変更し、これにより、摩擦クラッチの圧着プレートを軸方向で変位させることができる。これにより、摩擦クラッチの圧着プレートとカウンタプレートとの間でクラッチディスクを摩擦結合式に圧接させることができる。
【０００３】
パワートレーン、特にハイブリッド自動車のパワートレーン内でのトルク伝達を、スポーティな走行形態での様々な走行ストラテジに容易かつ効率的に適合させられるようにしたいという要求が、常に存在している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、パワートレーン、特にハイブリッド自動車のパワートレーン内でのトルク伝達を、スポーティな走行形態での様々な走行ストラテジに容易かつ効率的に適合させられる手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題は、本発明により請求項１の特徴を備えるクラッチシステムと、請求項９の特徴を備える方法とによって解決される。本発明の好ましい形態は、従属請求項および以下の説明に記載されており、それぞれ単独でも、または任意の組み合わせでも、本発明の一態様をなし得る。
【０００６】
本発明によれば、自動車原動機の駆動軸を自動車トランスミッションの少なくとも１つのトランスミッション入力軸またはハイブリッド自動車の電気機械のロータに断接自在に接続するクラッチシステムは、トルクをトルク導入要素、特に自動車原動機の駆動軸と、トルク導出要素、特に自動車トランスミッションのトランスミッション入力軸または電気機械のロータとの間で伝達する、特に複数の薄板が積層されたクラッチ（Lamellenkupplung）として構成される摩擦クラッチと、摩擦クラッチの圧着プレートを軸方向で変位させるランプシステムであって、トルク導入要素とトルク導出要素との間の差回転数の結果としてランプシステムの軸方向の延在長さを変化させる入力ランプと、入力ランプに対して相対回動可能な出力ランプとを有するランプシステムと、入力ランプに連結され、トルク導入要素に相対回動可能に支持される連動体と、連動体をトルク導入要素に相対回動不能に連結するマグネットクラッチと、を備え、マグネットクラッチは、相対回動不能に連動体に連結されるものの、軸方向では変位可能な可動子ディスクであって、永久磁石によりマグネットクラッチを自動的に閉鎖するように変位可能な可動子ディスクを有し、かつマグネットクラッチは、電磁石であって、電磁石により発生可能な、永久磁石を突き放す電磁界によりマグネットクラッチを開放する電磁石を有する。
【０００７】
燃料を節約する走行形態と比較して、スポーティな走行形態、特にスポーツカーで行われるようなスポーティな走行形態は、突然の強い加速と突然の強い減速とを特徴としている。自動車が実質的に出力なしに自らの質量慣性に基づいて惰走するセーリング運転は、燃料を節約する走行形態のときにむしろ多く行われ、スポーティな走行形態のときは、ほとんど行われない。強い減速時には、例えば内燃機関として構成される自動車原動機の引きずりモーメントによっても自動車が減速されることが重要な場合がある。特に、強い減速の際には、制動出力の一部を自動車原動機が担うことで、制動装置のブレーキパッドの負荷、例えば摩擦エネルギに起因する加熱の結果としての熱負荷を軽減することが必要であるまたは所望されることがある。
【０００８】
マグネットクラッチの永久磁石により、電磁石の非通電時に、マグネットクラッチが閉鎖されることを実現することができる（「常閉形」）。これにより、入力ランプは、トルク導入要素に連結され、かつ出力ランプは、トルク導出要素に連結され、その結果、トルク導入要素がトルク導出要素を追い越すドライビング運転中、入力ランプと出力ランプとにより形成されるランプシステムは、その軸方向の延在長さを増大させ、摩擦クラッチを閉鎖し、これにより、トルク導入要素の回転数が、トルク導入要素の回転数と同期される。その後の突然の減速時、コースティング運転が生じて、トルク導出要素がトルク導入要素を追い越そうとするとき、摩擦クラッチが閉鎖されているため、トルクを自動車原動機に導入することができ、自動車原動機の引きずりモーメントを、要求される制動出力のためにいわゆる「エンジンブレーキ」として利用可能である。未だ閉じられているマグネットクラッチにより、入力ランプは、トルク導入要素と同期されたままであり、その結果、トルク導出要素と同期されている出力ランプに対する回転数差は発生しない。これにより、摩擦クラッチは、ドライビング運転中も原則閉じられたままである。
【０００９】
自動車原動機がパワートレーンから切り離されるべきであるという、スポーティな走行形態ではむしろそれほど頻繁には起こらない状態、例えばセーリング運転時や、ハイブリッド自動車として構成される自動車の純然たる電気的な駆動時には、永久磁石を突き放す磁界を発生させることでマグネットクラッチを開放すべく、電磁石に通電することができる。入力ランプに連結される連動体は、トルク導入要素に相対回動可能に支持されているため、入力ランプは、マグネットクラッチが開放された状態では、もはやトルク導入要素に支持されておらず、その結果、摩擦クラッチは自ら自動的に開くことができ、このとき出力ランプは、入力ランプに対して相対回動する。これにより、ランプシステムの軸方向の延在長さは減少する。「常開形」として構成されるマグネットクラッチと比較して、「常閉形」として構成されるマグネットクラッチの場合、スポーティな走行形態ではむしろ稀にしか起こらない運転状況でのみ、マグネットクラッチの電磁石に通電することが必要である。その代わり、スポーティな走行形態ではより頻繁に起こる、突然強く減速する運転状況では、自動車を自動車原動機の引きずりモーメントによって付加的に減速するのに、マグネットクラッチの電磁石に通電する必要がない。これにより、スポーティな走行形態での電気的な所要エネルギを削減可能である。トルク導入要素に支持される連動体に作用する、「常閉形」として構成されるマグネットクラッチにより、自動車原動機のための、スポーティな走行形態ではより頻繁に起こるコースティング運転は、マグネットクラッチの電磁石の通電なしに実現可能であり、その結果、パワートレーン、特にハイブリッド自動車のパワートレーン内でのトルク伝達を、スポーティな走行形態での様々な走行ストラテジに容易かつ効率的に適合させることができる。
【００１０】
マグネットクラッチ、ランプシステムおよび摩擦クラッチは、相俟っていわゆるブースタクラッチを形成することができる。摩擦クラッチが閉鎖された状態では、トルク導入要素とトルク導出要素とは、スリップなしの運転中、実質的に同じ回転数を有している。摩擦クラッチが開放された状態では、トルク導入要素とトルク導出要素とは、互いに異なる回転数で回転可能であり、その結果、回転数差がトルク導入要素とトルク導出要素との間に生じる。トルク導入要素を介して流れるトルクは、少なくとも部分的に、閉鎖されたマグネットクラッチを介して流れることができ、その結果、マグネットクラッチが閉鎖された状態では、少なくとも一時的にランプシステムを介したトルク伝達が実施可能であり、これにより、摩擦クラッチの構成部材にかかる負荷を軽減可能である。ランプシステムの延在長さが変化することで、摩擦クラッチを閉鎖するために圧着プレートを変位させることができ、圧着プレートを変位させる変位力を、フリーホイールを介して伝達されるトルクから分岐させることができる。例えば圧着プレートが、複数の薄板が積層されたクラッチの薄板および／またはクラッチディスクを圧接するようになるまで、ランプシステムの延在長さが変更されると、スリップ運転の終了後、トルク導入要素の回転数と、トルク導出要素の回転数とはが互いに同期され、その結果、回転数差は、もはや存在しない。その後、ランプシステムは、到達した位置にとどまることができる。
【００１１】
出力ランプは、相対回動不能に、しかし軸方向では可動にトルク導出要素に連結されていることができる。これにより、トルク導出要素に連結される出力ランプと、フリーホイールおよび／またはマグネットクラッチを介してトルク導入要素に連結可能な入力ランプとは、トルク導出要素とトルク導入要素との間に回転数差があるとき、互いに相対回動可能である。ランプシステムのランプは、直接的に互いに滑動してもよいし、少なくとも１つのボール、ころその他の回転可能な要素を介して互いに相対回動されてもよく、その結果、ボール−ランプ−システムを形成することができる。ランプ同士の相対回動により、入力ランプおよび出力ランプの、それぞれ他方の対向するランプから背離する背面の間隔は、変化することができ、その結果、ランプシステムの軸方向の延在長さは相応に増減可能である。特に、出力ランプの、入力ランプから背離する背面によって、摩擦クラッチの圧着プレートは形成されている。特に好ましくは、出力ランプに対する入力ランプの最大相対回動角は、例えば少なくとも１つのストッパにより制限されており、これにより、例えば摩擦クラッチの摩擦フェーシングの最大の摩耗範囲の超過を回避可能である。
【００１２】
ランプシステムのランプ勾配を好適に選択することで、力の変換が達成可能である。さらに、マグネットクラッチを圧着プレートの領域から移設することが可能である。これにより、マグネットクラッチは、特に圧着プレートと比較して少なくとも大部分圧着プレートに対して半径方向内側に配置されていることができ、その結果、クラッチディスクの摩擦フェーシングに対して半径方向内側の構造空間が利用可能である。これにより、クラッチディスクの摩擦接触を、比較的遠く半径方向外側の領域で行うことができ、その結果、相応して大きな摩擦面を実現するのに必要となる半径方向内向きの摩擦クラッチの延在寸法は、相応に小さく済む。摩擦クラッチは、例えば複数の薄板が積層されたクラッチまたは多板クラッチ（Mehrscheibenkupplung）として構成することができる。好ましくは、冷却媒体、特にオイルにより、摩擦熱を摩擦クラッチから導出することができ、その結果、摩擦クラッチは、特に複数の薄板が積層された湿式のクラッチとして構成することができる。
【００１３】
可動子ディスクは、磁力に敏感な材料、例えば強磁性の材料から製造することができる。電磁石は、電流を流すことが可能なコイルを有することができ、コイルは、特に鉄心に巻回されている。永久磁石は、例えば相対回動不能に可動子ディスクに、または電磁石を支持する構成部材に取り付けられている。この摩擦クラッチは、特に自動車のマニュアルトランスミッションに使用可能である。この摩擦クラッチにより、「クラッチバイワイヤ」システムが実現可能であり、「クラッチバイワイヤ」システムでは、摩擦クラッチの操作が、機械式、液圧式または空気圧式の手段によってではなく、電気式に実施される。これにより、摩擦クラッチを「Ｅクラッチ（Ｅ−ｃｌｕｔｃｈ）」として構成することができる。
【００１４】
特に連動体は、特に転動体軸受として構成されるラジアル軸受を介してトルク導入要素に支持されており、ラジアル軸受は、マグネットクラッチによりロックアップ可能である。スポーティな走行形態では、特に頻繁に、自動車原動機の引きずりモーメントが減速のために必要とされるため、連動体とトルク導入要素との間で有効なフリーホイールを用いてコースティング運転を原則として回避することは、不要である。その代わりに、単純構造の、省スペースかつ低コストのラジアル軸受を設けることができる。このラジアル軸受は、「常閉形」として構成されるマグネットクラッチにより、スポーティな走行形態で最も頻繁な運転状況では、いずれにせよロックアップされている。マグネットクラッチが開放されているそれほど頻繁ではない運転状況において、ラジアル軸受は、摩擦クラッチを操作するトルク導入要素とトルク導出要素との間の回転数差を容易に許容することができ、このことは、ドライビング運転であるか、コースティング運転であるかを問わず、可能である。
【００１５】
好ましくは、永久磁石は、少なくとも部分的に永久磁石に対して半径方向外側に配置される軟磁性の外側の可動子部分および／または少なくとも部分的に永久磁石に対して半径方向内側に配置される軟磁性の内側の可動子部分に磁気的に連結されている。可動子部分を通して、永久磁石の磁界を容易に所望の箇所へと導くことができる。この場合、一般的にはむしろ脆性であり、加工性の悪い永久磁石は、単純な形状を有することができ、これに対して、加工性のよい可動子部分は、所望の磁界のために相応により複雑な幾何学形状を有することができる。例えば永久磁石は、半径方向内向きおよび半径方向外向きの磁極を有するリングまたはリングセグメントとして構成されている一方、少なくとも１つの可動子部分は、磁界を実質的に軸方向に向ける。
【００１６】
特に好ましくは、永久磁石は、外側の可動子部分および／または内側の可動子部分に接着されている、かつ／または、外側の可動子部分および／または内側の可動子部分の成形時に内部に埋め込まれている。これにより、可動子部分に対する永久磁石の相対位置を容易に固定することができる。特に、永久磁石を可動子部分に直接接触させ、固定のために使用される材料を接触面外で、永久磁石と可動子部分とからなる全体を少なくとも部分的に被覆する形で施すことが可能である。これにより、永久磁石から可動子部分への移行部において磁界が付加的な誘電体により影響を被ることを回避可能である。
【００１７】
特に、軸方向で可動子ディスクと電磁石との間には、トルク導入要素にトルクを伝達するように連結される摩擦ディスクが、外側の可動子部分および／または内側の可動子部分と摩擦接触するように設けられている。可動子ディスクは、摩擦結合を生じさせるべく、永久磁石により摩擦ディスクに押し付けられることができる。好ましくは、可動子ディスクは、少なくとも１つの可動子部分を有し、可動子部分は、マグネットクラッチが閉鎖された状態で、摩擦結合式に摩擦ディスクに押し付けられている。可動子部分は、加えて相応に大きな摩擦接触面を摩擦ディスクのために形成することができ、これにより、伝達すべき所定の定格トルクをなおも摩擦結合式に伝達することができる。
【００１８】
好ましくは、電磁石は、直流電源に接続されており、直流電源は、第１の電流方向の直流と、第１の電流方向とは反対方向の第２の電流方向の直流とを提供可能であり、特に、直流の電流の強さは可変調整可能である。電流方向に応じて、永久磁石を突き放す磁力または引き付ける磁力を電磁石により発生させることができる。突き放す磁力のとき、マグネットクラッチを開放することができる。引き付ける磁力のとき、マグネットクラッチ内の圧着力を高めることができ、その結果、相応してより大きなトルクを、スリップして空転してしまうことなく、マグネットクラッチを介して伝達することができる。
【００１９】
特に好ましくは、可動子ディスクは、特に板ばねとして構成される戻しばねを介して、特に永久磁石により発生される磁界が減少したときにマグネットクラッチを開放するように連動体に結合されている。戻しばねは、特に永久磁石の磁界が電磁石により相殺されているとき、マグネットクラッチ内にて可動子ディスクの所定の相対位置を設定することができる。特に、戻しばねは、可動子ディスクを、マグネットクラッチの開放位置に対応する相対位置へ変位させることができる。永久磁石が可動子ディスク内に設けられている場合、マグネットクラッチを開放した状態に維持するには、空隙が生じるため、電磁石のより低い通電で十分であり、これにより、電気的なエネルギの消費量を削減可能である。板ばねとして構成される戻しばねは、連動体に対する可動子ディスクの軸方向の相対運動を可能にし、しかし板ばねは、同時にトルクを伝達することができる。
【００２０】
特に、摩擦クラッチは、トルク導出要素に連結され、特に出力薄板キャリアとして構成される出力部と、トルク導入要素に連結され、特に入力薄板キャリアとして構成される入力部とを有し、入力部は、トルク導入要素に、かつ／または出力部は、トルク導出要素に、特にモーメントフィーラとして構成される補償要素を介して、半径方向および／または周方向でのトルク導出要素に対するトルク導入要素のずれを補償するように連結されている。補償要素は、特に、出力ランプに対する入力ランプの相対回動中の、トルク導出要素に対するトルク導入要素の、制限された範囲で発生する相対回動を補償することができる。これに加えてまたはこれとは異なり、補償要素は、自動車トランスミッションのトランスミッション入力軸に対する自動車原動機の駆動軸の半径方向ずれを補償することができる。これにより、クラッチシステム内の不要な横方向力は回避可能である。
【００２１】
さらに、本発明は、自動車内に設けられた、上述のように形成され、かつ発展されていてもよいクラッチシステムを運転する方法であって、自動車の自動車原動機が停止されているとき、マグネットクラッチの永久磁石は、摩擦クラッチを閉鎖し、かつ自動車原動機の始動のために、マグネットクラッチの電磁石に通電し、摩擦クラッチを開放する、方法に関する。トルク導入要素に支持される連動体に作用する、「常閉形」として構成されるマグネットクラッチにより、自動車原動機のための、スポーティな走行形態でより頻繁に起こるコースティング運転が、マグネットクラッチの電磁石の通電なしに実現可能であり、その結果、パワートレーン、特にハイブリッド自動車のパワートレーン内でのトルク伝達を、スポーティな走行形態での様々な走行ストラテジに容易かつ効率的に適合させることができる。
【００２２】
特に、トルク導出要素に作用する電気機械の回生運転および／または自動車のセーリング運転のために、マグネットクラッチの電磁石に通電し、摩擦クラッチを開放する。これにより、マグネットクラッチを開放すべく電気的なエネルギを消費することは、スポーティな走行形態ではむしろそう頻繁には起こらない運転状況、例えばセーリング運転またはハイブリッド車両のトラクションバッテリ用の電気的な回生運転でのみ行われる。
【００２３】
以下に、本発明について添付の図面を参照しながら好ましい実施例を基に例示的に説明する。以下に示す特徴は、それぞれ単独でも、任意の組み合わせでも、本発明の一態様をなし得る。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】クラッチシステムの概略断面図である。
【図２】図１に示したクラッチシステムの概略斜視断面図である。
【図３】図１に示したクラッチシステムのマグネットクラッチの要部概略図である。
【図４】図１に示したクラッチシステム用の代替的なマグネットクラッチの要部概略図（開放状態）である。
【図５】図４に示したマグネットクラッチの要部概略図（閉鎖状態）である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１および図２に示すクラッチシステム１０は、自動車原動機の、クランク軸として構成される駆動軸の形態のトルク導入要素１２を備え、トルク導入要素１２は、例えば自動車トランスミッションのトランスミッション入力軸の形態のトルク導出要素１４に連結することができる。トルク導出要素１４には、トルクのやり取りを行うべく、電気機械が作用するようになっていてもよい。このために、電気機械は、電流を流すことが可能なステータを有し、ステータは、トルク導出要素１４に連結されるロータと協働可能である。場合によっては、トルク導出要素は、ステータと協働する磁石を有し、これにより、電気機械のロータを形成していてもよい。トルク導入要素１２と自動車原動機との間および／またはトルク導出要素１４と自動車トランスミッションとの間には、遮断クラッチが設けられていてもよく、これにより、自動車原動機の作動中、自動車トランスミッション内でギヤ段をシフトすることができる。
【００２６】
トルク導入要素１２は、複数の薄板が積層されたクラッチとして構成される摩擦クラッチ１６を介してトルク導出要素１４に連結することができる。このために、摩擦クラッチ１６は、外側薄板キャリアとして構成される出力部１８を有し、出力部１８は、半径方向および／または周方向のずれを補償する補償要素２０を介してトルク導出要素１４に連結されている。特に出力部１８は、半径方向外側に電気機械のステータを支持し、ステータを形成すべく、ステータ−永久磁石を有していてもよい。加えて、摩擦クラッチ１６は、トルク導入要素１２にリベット止めされかつ内側薄板キャリアとして構成される入力部２２を有する。摩擦クラッチ１６は、ランプシステム２４により操作可能である。このために、ランプシステム２４は、スラスト軸受２６を介して軸方向で不動に支持される入力ランプ２８を有し、入力ランプ２８は、ボール３０を介して出力ランプ３２に対して回動可能である。これにより、出力ランプ３２は、軸方向で変位可能であり、これにより、摩擦クラッチ１６の圧着プレートとして摩擦クラッチ１６の摩擦薄板および／または鋼製薄板を摩擦クラッチ１６の閉鎖時に圧接させることができる。
【００２７】
入力ランプ２８には、鍋形状の連動体３４が作用しており、連動体３４により入力ランプ２８は回動可能である。連動体３４は、ラジアル軸受３６を介して回転可能にトルク導入要素１２に支持されている。ラジアル軸受３６はマグネットクラッチ３８によりロックアップされ、連動体３４をトルク導入要素１４に連結することができる。摩擦クラッチ１６が開放され、かつマグネットクラッチ３８が閉鎖されているとき、入力ランプ２８は、連動体３４を介してトルク導入要素１２に連結されている一方、出力ランプ３２は、出力部１８を介してトルク導出要素１４に連結されており、その結果、トルク導入要素１２とトルク導出要素１４との間の回転数差に基づいて、入力ランプ２８を、出力ランプ３２に対して相対的に回動することができる。このとき、特にトルク導入要素１２のオーバラン時、ランプシステム２４の軸方向の延在長さが増大し、摩擦クラッチ１６は、閉鎖され得る。マグネットクラッチ３８が開放されているときは、入力ランプ２８は、相対回動可能に支持された連動体３４を介してもはや支持されていない。これにより、摩擦クラッチ１６は、予め付勢された例えば波形ばねとして構成される戻しばね要素４０に基づいて、自動的に開き、ランプシステム２４の軸方向の延在長さを減少させることができる。
【００２８】
図３にその詳細を示すマグネットクラッチ３８は、固定側の電磁石４２を有し、電磁石４２には、半径方向内側の軸受４４を介してトルク導入要素１２が支持されている。電磁石４２は、軸方向で変位可能な可動子ディスク４６に作用し得る電界を発生させることができる。図示の実施例では、可動子ディスク４６は、永久磁石４８を有し、永久磁石４８は、軟磁性の外側の可動子部分５０および軟磁性の内側の可動子部分５２に磁気的に結合されている。マグネットクラッチ３８は、永久磁石４８により「常閉形」として構成されている。すなわち、永久磁石４８は、磁界が永久磁石４８により発生されることに起因して、可動子部分５０，５２を摩擦結合式に、相対回動不能にトルク導入要素１２に結合される摩擦ディスク５４に押し付け、これにより、マグネットクラッチを閉鎖することができる。電磁石４２に第１の電流方向で電流を通電させると、電磁石４２は、永久磁石４８を突き放す磁力を発生させ、これにより、永久磁石の磁界を大部分相殺することができる。このとき、可動子ディスク４６と連動体３４とに結合される板ばねは、可動子ディスク４６を摩擦ディスク５４から引き離し、これにより、マグネットクラッチ３８を開放することができる。電磁石４２に第１の電流方向とは反対方向の第２の電流方向で電流を通電させると、可動子ディスク４６と摩擦ディスク５４との間の圧着力を強めることができる。
【００２９】
マグネットクラッチ３８の、図４および図５に示す実施の形態では、マグネットクラッチ３８の、図３に示した実施の形態と比較すると、永久磁石４８および可動子部分５０，５２が、可動子ディスク４６から離れ、可動子ディスク４６とは反対側の領域に移設されている。これにより、永久磁石４８および可動子部分５０，５２は、摩擦ディスク５４の一部であり得る。これにより、変位させる必要のある可動子ディスク４６の重量を減らすことができる。好ましくは、電磁石４２は、軸方向で永久磁石４８と可動子ディスク４６との間に配置されている。特に可動子部分５０，５２は、永久磁石４８とともに馬蹄形磁石を形成することができ、電磁石４２は、半径方向で可動子部分５０，５２間に装入されていることができる。これにより、電磁石４２は、永久磁石４８により発生される磁界を容易に相殺することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１０  クラッチシステム
１２  トルク導入要素
１４  トルク導出要素
１６  摩擦クラッチ
１８  出力部
２０  補償要素
２２  入力部
２４  ランプシステム
２６  スラスト軸受
２８  入力ランプ
３０  ボール
３２  出力ランプ
３４  連動体
３６  ラジアル軸受
３８  マグネットクラッチ
４０  戻しばね要素
４２  電磁石
４４  軸受
４６  可動子ディスク
４８  永久磁石
５０  外側の可動子部分
５２  内側の可動子部分
５４  摩擦ディスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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