(57)【要約】  本発明は、電動式の渦電流ブレーキを有する操作装置を備えるクラッチ装置であって、渦電流ブレーキは、少なくとも１つのコイルを有するブレーキステータと、ブレーキ領域を有するブレーキロータとを有し、ブレーキ領域は、第１の側面及び第２の側面を有する導電性の第１の層を有し、第１の側面はコイル側にあり、第２の側面はコイルとは反対側にあり、ブレーキ領域は、第２の側面に結合されている磁性の第２の層を有するクラッチ装置に関する。本発明はさらに、相応する製造方法に関する。
2017521611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動式の渦電流ブレーキ（３００）を有する操作装置（２０４）を備えるクラッチ装置（１０２）であって、前記渦電流ブレーキ（３００）は、少なくとも１つのコイル（３２０）を有するブレーキステータ（３０３）と、ブレーキ領域（３２３）を有するブレーキロータ（３０２）とを有し、前記ブレーキ領域（３２３）は、第１の側面（３２４．１）及び第２の側面（３２４．２）を有する導電性の第１の層（３２４）を有し、前記第１の側面（３２４．１）は前記コイル（３２０）側にあり、前記第２の側面（３２４．２）は前記コイル（３２０）とは反対側にある、クラッチ装置（１０２）において、前記ブレーキ領域（３２３）は、前記第２の側面（３２４．２）に結合されている磁性の第２の層（３２５）を有することを特徴とするクラッチ装置（１０２）。
【請求項２】
前記ブレーキ領域（３２３）は、少なくとも部分的に円筒ジャケット形に形成されており、前記第２の層（３２５）は、環形の材料から形成されている、請求項１に記載のクラッチ装置（１０２）。
【請求項３】
前記第２の層（３２５）は、プレスばめによって前記第２の側面（３２４．２）に取り付けられている、請求項２に記載のクラッチ装置（１０２）。
【請求項４】
前記第２の層（３２５）は、前記第１の層（３２４）の半径方向外側に配置されており、前記ブレーキステータ（３０３）は、前記コイル（３２０）を含むインナステータ（３０４）を有する、請求項２又は３に記載のクラッチ装置（１０２）。
【請求項５】
前記インナステータ（３０４）と前記第１の層（３２４）との間に、前記第２の層（３２５）と、前記第２の層（３２５）に隣接するステータ構成部材との間の最小の空隙よりも小さい最小の空隙が存在している、請求項４に記載のクラッチ装置（１０２）。
【請求項６】
前記第２の層（３２５）の軸方向の寸法は、半径方向の寸法よりも大きい、請求項２から５までのいずれか１項に記載のクラッチ装置（１０２）。
【請求項７】
前記第２の層（３２５）は、前記第１の層（３２４）よりも厚い、請求項１から６までのいずれか１項に記載のクラッチ装置。
【請求項８】
電動式の渦電流ブレーキ（３００）を有する操作装置（２０４）を備えるクラッチ装置（１０２）を製造する方法であって、前記渦電流ブレーキ（３００）内に、少なくとも１つのコイル（３２０）を有するブレーキステータ（３０３）と、ブレーキ領域（３２３）を有するブレーキロータ（３０２）とを組み込み、このとき、前記ブレーキ領域（３２３）を、第１の側面（３２４．１）及び第２の側面（３２４．２）を有する導電性の第１の層（３２４）を備えて形成し、前記第１の側面（３２４．１）を前記コイル（３２０）側に配置し、前記第２の側面（３２４．２）を前記コイル（３２０）とは反対側に配置する、クラッチ装置（１０２）を製造する方法において、前記ブレーキ領域（３２３）を、前記第２の側面（３２４．２）に結合される磁性の第２の層（３２５）を備えて形成することを特徴とする、クラッチ装置（１０２）を製造する方法。
【請求項９】
前記第２の層（３２５）をプレスばめ工程によって前記第２の側面（３２４．２）に取り付ける、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の層（３２５）を環形に予備成形し、前記プレスばめ工程は、環形に予備成形した前記第２の層（３２５）の、前記ブレーキロータ（３０２）の円筒ジャケット形の壁領域へのプレスばめを含む、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルにより形成される磁界内で可動とされた、導電性のブレーキ領域を有するブレーキロータを備えるクラッチ装置用渦電流ブレーキに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両には、ハイブリッド車両の駆動のために、内燃機関と電動式の走行モータとが設けられていることが多い。その際、ハイブリッド車両は、内燃機関だけで駆動される場合と、電動式の走行モータだけで駆動される場合と、内燃機関及び電動式の走行モータの両方で駆動される場合とがある。電気のみで走行しているときに内燃機関を始動させるため、又は内燃機関をパワートレーンに接続するため、クラッチ装置が設けられている。クラッチ装置は、電動式のアクチュエータ、例えば渦電流ブレーキを備えている。渦電流ブレーキは、導電性のブレーキ領域、例えば金属製のディスクを有している。ブレーキ領域は、コイルにより発生され得る制御可能な磁界内を動かされる。金属製のディスクが磁界内で動くと、金属製のディスク内に電圧が誘導され、その結果、渦電流が誘導される。渦電流自体は、外部の磁界とは逆向きの固有磁界を発生させる。この磁界は、導電性の面を減速させる。これにより、クラッチのモーメント特性線が調整される。
【０００３】
電動式のアクチュエータを備えるこのようなクラッチは、独国特許出願公開第１０２０１２２２２８３０号明細書（DE 10 2012 222 830 A1）に開示されている。
【０００４】
渦電流ブレーキを備えるこのようなクラッチは、独国特許出願第１０２０１３２２３０４４．３号に開示されている。当該刊行物に開示される渦電流ブレーキは、センタコイルを有しており、コイルが金属製のブレーキディスクの一方の側面にのみ対向している特別な構造形態により、コイルアッセンブリの極めて省スペースな配置と同時に、大きな有効渦電流面が提供されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明者等は、従来技術のクラッチ装置の信頼性を向上させるという課題を設定した。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、特に、電動式の渦電流ブレーキを有する操作装置を備えるクラッチ装置であって、渦電流ブレーキは、少なくとも１つのコイルを有するブレーキステータと、ブレーキ領域を有するブレーキロータとを有し、ブレーキ領域は、第１の側面及び第２の側面を有する導電性の第１の層を有し、第１の側面はコイル側にあり、第２の側面はコイルとは反対側にあり、かつブレーキ領域は、第２の側面に結合されている磁性の第２の層を有するクラッチ装置によって解決される。
【０００７】
さらに上記課題は、電動式の渦電流ブレーキを有する操作装置を備えるクラッチ装置を製造する方法であって、渦電流ブレーキ内に、少なくとも１つのコイルを有するブレーキステータと、ブレーキ領域を有するブレーキロータとを組み込み、このとき、ブレーキ領域を、第１の側面及び第２の側面を有する導電性の第１の層を備えて形成し、第１の側面をコイル側に配置し、第２の側面をコイルとは反対側に配置し、ブレーキ領域を、第２の側面に結合される磁性の第２の層を備えて形成する、クラッチ装置を製造する方法によって解決される。
【０００８】
これにより、引き続きコンパクトな構造形態を維持することができる一方、同時に、存在する空隙を従来技術と比較して最小化することができる。而して、今や、背面あるいは第２の層と、隣接構成部材、例えばブレーキステータの一部との間に存在する空隙を拡大することができる。それというのも、今や磁気回路が、そもそもこの空隙を介して閉じる必要がないからである。これにより、ブレーキロータが、対応する隣接構成部材と接触することに起因する機能不全は、回避される。第２の側面に配置される第２の層によって、磁気回路は、今や、有利なことにブレーキステータ内で既に閉じることができ、互いに相対運動する２つの構成部材間の第２の空隙を介して磁界は延びない。これにより、全体として、空隙を通る磁界の道程が減じられ、よって、さらに磁束密度、ひいては渦電流ブレーキのブレーキモーメントが増大する。さらに、第２の層により、ブレーキロータの熱容量は高められ、その結果、ブレーキロータは、ブレーキモーメントの発生時（例えば機関始動のためのブレーキモーメントの発生時又は燃焼機関を連結するコースティング運転中）、さほど昇温しない。
【０００９】
クラッチ装置は、好ましくは、自動車のパワートレーン用のクラッチ装置であり、パワートレーンは、エンジンと、ステータ及びロータを有する電気機械と、トランスミッション装置とを有しており、クラッチ装置は、パワートレーン内で、エンジンと、電気機械及びトランスミッション装置との間に配置可能であるか又は配置されている。クラッチ装置は、特にハイブリッド車両のパワートレーン内においてエンジンを始動及び／又は接続すべく調整されている。クラッチ装置は、特に好ましくは、ハイブリッド型のパワートレーン用の接続クラッチ（いわゆるＥ−クラッチ（Ｅ−Ｃｌｕｔｃｈ））である。好ましくは、クラッチ装置は、多板クラッチ、好ましくは乾式の多板クラッチである。好ましくは、クラッチ装置は、パワートレーンの電気機械のロータ内に統合されている。接続クラッチは、好ましくは、エンジンをパワートレーンに連結あるいはパワートレーンから連結解除すべく調整されている。クラッチ装置は、本発明では、渦電流ブレーキを、２つの層を備えて構成した点を除いて、好ましくは、独国特許出願第１０２０１３２２３０４４．３号に開示されるクラッチ、特に当該刊行物の図２に開示されるクラッチのすべての特徴と同じ特徴を備えている。
【００１０】
渦電流ブレーキは、好ましくは、パイロット制御モーメントを電気機械のロータの回転から形成すべく調整されている。好ましくは、パイロット制御モーメントは、操作装置を介して、クラッチ装置の（部分的な）係合に変換される。渦電流ブレーキによるパイロット制御モーメントの発生は、内燃機関の迅速な接続を可能にする。このとき、渦電流ブレーキは、摩耗なしに動作する。
【００１１】
操作装置は、好ましくは、クラッチを開閉すべく調整されている。好ましくは、操作装置は、互いに回動可能な２つの傾斜路を有しており、２つの傾斜路は、クラッチ装置のプレッシャプレートに対する圧着プレートの軸方向の移動を、回動することで実施可能である。好ましくは、操作装置は、渦電流ブレーキが作用するプラネタリギヤを有している。このプラネタリギヤにより、渦電流ブレーキによって発生したパイロット制御モーメントが強められ、これにより、渦電流ブレーキの作用が高められる。
【００１２】
例えば、電気モータのみで駆動する場合、接続クラッチは開放されている。その結果、エンジンは、パワートレーンから連結解除されている。より高い出力が必要とされるとき、又は電気エネルギの蓄えが尽きかけたとき、エンジンは、接続クラッチの部分的な閉鎖により、接続クラッチがコースティング運転（Ｓｃｈｕｂｂｅｔｒｉｅｂ）に移行することで始動される。好ましくは、このために渦電流ブレーキが閉鎖され、その結果、接続クラッチ内で渦電流ブレーキが一方の傾斜路を制動し、その結果、回動可能な傾斜路同士に回転数差が生じる。この回転数差の結果として、接続クラッチは、少なくとも部分的に係合する。これにより、エンジンは電気モータによって始動される。エンジンが電気モータよりも速く回転するようになる（すなわちドライビング運転（Ｚｕｇｂｅｔｒｉｅｂ）に移行する）と、フリーホイールが閉じ、これにより接続クラッチは完全に係合される。フリーホイールがドライビング運転時に閉じると、エンジンは、そのトルクの一部を、プラネタリギヤの、フリーホイールに接続されている付加的なサンギヤと、プラネタリピニオンと、リングギヤとを介して、リングギヤ側の傾斜路に伝達し、その結果、接続クラッチは完全に係合され、而して、エンジンのすべてのトルクをドライビング運転中に伝達できる。渦電流ブレーキが開放されると、クラッチの係合解除が、例えば係合時に付勢された板ばね又はコイルばねによって実施される。エンジンは、好ましくは、係合解除動作中又は係合解除動作後、停止される。
【００１３】
ブレーキステータは、好ましくは、ブレーキロータに対して相対回動可能である構成部材である。ブレーキステータは、好ましくは、センタコイルを単一のコイルとして有している。センタコイルは、好ましくは、回転対称の形状を呈しており、好ましくは、渦電流ブレーキの回転軸線に関して同心的である。ブレーキステータは、好ましくは、複数の第１のポールクローを有する第１のクローポールと、複数の第２のポールクローを有する第２のクローポールとを有している。その際、好ましくは、センタコイルは、第１のクローポールの第１のポールクローと、第２のクローポールの第２のポールクローとによって取り囲まれている。
【００１４】
好ましくは、第１のクローポールは、ディスク区分を有している。ディスク区分は、好ましくは、半径方向外側の縁部を有している。第１のポールクローは、好ましくは、ディスク区分の半径方向外側の縁部に配置されている。第１のポールクローは、好ましくは、少なくとも部分的に第１のクローポールのディスク区分に対して略直角に屈曲されている。複数の第１のポールクローは、好ましくは、第１のクローポールのディスク区分に周方向で分配配置されている。第１のポールクロー間には、好ましくは、ギャップが形成されている。
【００１５】
好ましくは、第２のクローポールは、ディスク区分を有している。ディスク区分は、好ましくは、半径方向外側の縁部を有している。第２のポールクローは、好ましくは、ディスク区分の半径方向外側の縁部に配置されている。第２のポールクローは、好ましくは、少なくとも部分的に第１のクローポールのディスク区分に対して略直角に屈曲されている。複数の第２のポールクローは、好ましくは、第２のクローポールのディスク区分に周方向で分配配置されている。第２のポールクロー間には、好ましくは、ギャップが形成されている。
【００１６】
第１のクローポールと第２のクローポールとは、好ましくは、それぞれのディスク区分でもって互いに平行にかつ互いに間隔を置いて配置されている。第１のポールクロー及び／又は第２のポールクローは、好ましくは、それぞれ１つの自由端を有している。第１のクローポール及び第２のクローポールは、好ましくは、第１のポールクローの自由端と、第２のポールクローの自由端とが、互いに逆向きに方向付けられるように配置されている。好ましくは、第１のポールクローと第２のポールクローとは、それぞれ、交互に噛み合うように係合している。第１のポールクローは、好ましくは、第２のポールクロー間に形成されるギャップ内に係合している。第２のポールクローは、好ましくは、第１のポールクロー間に形成されるギャップ内に係合している。好ましくは、第１のポールクローの自由端及び／又は第２のポールクローの自由端は、それぞれ、先細りするように構成されている。
【００１７】
ブレーキステータは、好ましくは、インナステータを有している。インナステータは、（センタ）コイルと、好ましくは、クローポールとを有している。ブレーキロータは、少なくとも部分的にインナステータの半径方向外側に存在する。
【００１８】
ブレーキロータは、好ましくは、ブレーキステータに対して相対回動可能である構成部材である。
【００１９】
ブレーキロータのブレーキ領域には、ブレーキステータ由来の磁界により、渦電流が発生可能である。ブレーキ領域は、好ましくは、ブレーキロータの、円筒ジャケット形かつ／又はディスク形の部分領域である。
【００２０】
好ましくは、ブレーキロータは、ディスク状に形成されており、特に好ましくは、鍋状に形成されている。すなわちブレーキロータは、半径方向で延在する好ましくはディスク形の区分あるいは底区分と、軸方向で延在する好ましくは円筒ジャケット形の区分あるいは壁区分とを有している。ブレーキロータは、ワンピース又はマルチピースであってよい。ブレーキ領域は、好ましくは、半径方向で延在する区分及び／又は軸方向で延在する区分の一部であるか、又は半径方向で延在する区分及び／又は軸方向で延在する区分は、ブレーキ領域によって形成されている。特に好ましくは、ブレーキ領域は、少なくとも部分的にインナステータの半径方向外側に存在する。例えばブレーキロータは、ブレーキ領域としての壁区分を有する鍋状の形状を呈しており、壁区分は、インナステータの半径方向外側に配置されている。好ましくは、インナステータは、ポールクローを有しており、ポールクローは、ブレーキ領域に直接対向し、空隙によってブレーキ領域から離間している。その際、ブレーキロータは、好ましくは、底区分も有しており、この底区分でもって第２のクローポールのディスク区分に沿って、底区分とディスク区分との間に間隔を保って配置されており、好ましくは、底区分とディスク区分とは、互いに平行に配置されている。
【００２１】
好ましくは、ブレーキ領域の第１の層（第１の材料層ともいう）は、１０ｍｍ、好ましくは５ｍｍ、特に好ましくは１ｍｍの最大の厚さを有している。特に好ましくは、第１の層は、（実質的に、すなわち、例えば±０．１ｍｍの許容誤差をもって）一定の厚さを有している。機械的かつ熱的な観点では、可能な限り大きな肉厚あるいは厚さ（５〜１０ｍｍ）を選択すべきである。このために、可能な限り大きな肉厚（より大きな横断面）であるときに抵抗は減少し、これにより、最大のモーメントの位置を最適化することができる。しかし、実際の肉厚は、主に材料の選択による影響を受ける。強磁性の材料（例えば鉄）であれば、肉厚の増加は、磁気回路内の空隙に影響しない（空隙は、磁極と導電性の材料との間の視認可能な空隙に等しいにすぎない）。これに対して、常磁性の材料（例えばアルミニウム、ニッケル）又は反磁性の材料（例えば銅）が使用されると、このディスク材料が有する透磁率が空気と同等であるため、空隙は、肉厚が増すにつれ増加する（空隙は、視認可能な空隙に導電性の材料の厚さを足したものに等しい）。空隙が大きくなるということは、磁気抵抗が増加し、これにより、その他の磁石幾何学形状が同じであるとき、空隙内の磁束密度は低下するため、磁界に対して負に働く。このことは、渦電流ブレーキのブレーキモーメントの減少を結果として伴う。この理由から、肉厚は、常磁性及び反磁性の材料の場合、一般に１〜３ｍｍの範囲にある。
【００２２】
第１の層は、好ましくは、その中に渦電流が有利に形成され得るように導電性の（第１の）材料からなる。好ましいのは、できる限り良導電性の材料である。好ましくは、材料は、１５・１０６Ｓ／ｍより高い、特に好ましくは、３０・１０６Ｓ／ｍより高い導電性を有している（それぞれ、温度が３００Ｋであるとき）。例えば第１の材料は、好ましくは、鉄、タングステン、ニッケルである。特に好ましくは、第１の材料は、黄銅、銅又はアルミニウムである。導電性の材料の選択は、一般に、ディスクの幾何学的寸法、この幾何学的寸法から結果として生じる「可動導体」の相対速度及び渦電流ブレーキの所望の回転数あるいは作用範囲に鑑みて実施される。比電気抵抗が増すにつれ、最大のブレーキモーメントは、より高い相対速度で初めて達成される。これにより、導電性の材料の作用半径が小さく、回転数が低いときに最大のモーメントの位置があるような用途は、比電気抵抗の低い材料（例えば銅、アルミニウム）を必要とする。これに対して、作用半径がより大きく、最大のモーメントが、より大きなディスク回転数で初めて達成されることが望ましい場合は、より大きな電気抵抗を有する材料（例えば鋼）で十分である。
【００２３】
第１の層の第１及び第２の側面は、好ましくは、第１の層の、好ましくは互いに略平行に位置する２つの境界面である。円筒ジャケット形のブレーキ領域の場合、これは、例えば内外の周面であり、ディスク形のブレーキ領域の場合、前後の軸方向面である。
【００２４】
第１の側面は、コイル側にあり、第２の側面は、コイルとは反対側にある。すなわち、好ましくは、コイル、特に好ましくはコイルの中心点は、第１の側面に対して、第２の側面に対するよりも小さな最小間隔を有している。これにより、コイルによって、コイルを通って流れる電流の結果として、２つの磁極を形成可能である。両磁極は、ブレーキ領域の一方側に配置されており、すなわち、この一方側寄りにあり、その結果、両極の磁界は、それぞれの極から出発して、まず、ブレーキ領域の第１の層の第１の側面を通り抜け、その後で初めて第２の側面を通り抜ける。これにより、磁気回路の閉鎖が、コイルから見てブレーキ領域の第１の層の向こう側へと強制されるので、結果的に、磁力線が、ブレーキ領域の第１の層を２度通過しなければならず、このことは、渦電流の発生をさらに効率的にする。
【００２５】
好ましくは、第２の層（第２の材料層ともいう）は、１０ｍｍより大きな、好ましくは５ｍｍより大きな、特に好ましくは１ｍｍより大きな最小の厚さを有している。特に好ましくは、第２の層は、（実質的に、すなわち、例えば±０．１ｍｍの許容誤差をもって）一定の厚さを有している。特に好ましくは、肉厚あるいは厚さは、位置による。原理的には、使用される材料の飽和磁気分極に近い最大の電気的なコイル出力時に、磁気回路全体に一定の磁束密度が生じるように、肉厚あるいは厚さを決定すべきである。このことは、できる限り最良の材料利用に至り、極めて簡単に、例えば焼結された構成部材によって達成することができる。これに対して、クローポールが金属薄板から変形加工されるときは、最大の磁束密度が極の領域に生じることに留意すべきである。図２に看取されるように、極は、このために先細りするように構成されており、その結果、空隙内には、幅全体にわたって一定の磁界が生じる。
【００２６】
第２の層は、第２の層内で磁気回路が有利に閉鎖可能であるように磁性を有する。層は、好ましくは、できる限り高い透磁率を有する（第２の）材料、特に好ましくは、強磁性の材料からなっている。好ましくは、第２の材料は、少なくとも２００、好ましくは、少なくとも２０００の相対透磁率μｒを有している。好ましくは、第２の層は、鉄（できる限り高い純度を有する）、低合金鋼又はその他の合金、例えばミューメタル（Ｍｕ−Ｍｅｔａｌｌ）又はＦｅ−Ｓｉ−合金からなる。
【００２７】
第２の層は、好ましくは、第１の層に対して相対回動不能である。第２の層は、好ましくは、第１の層の第２の側面に相対回動不能に結合されている。第２の層は、好ましくは、相対回動不能にブレーキロータに結合されている。好ましくは、第１の層は、第２の層と、第１の層の第１の側面との間に配置されている。好ましくは、第２の層は、第１の層の第２の側面に取り付けられているか、又は第１の層は、第２の層に第１の層の第２の側面を介して取り付けられている。一方の層は、他方の層に、好ましくは、溶接、ねじ止め又は特に好ましくは、圧着あるいはプレスばめされている。第２の層は、好ましくは、ブレーキロータの周方向で連続してブレーキ領域に存在している。第２の層は、好ましくは、ブレーキロータの回転軸線上の１点に関して点対称である。
【００２８】
別の本発明に係るクラッチ装置において、ブレーキ領域は、少なくとも部分的に円筒ジャケット形に形成されており、第２の層は、環形の材料から形成されている。
【００２９】
これにより、渦電流ブレーキの半径方向の全体寸法に関して遠く半径方向外側に位置する領域への、ブレーキ領域の有利な配置が可能であり、これにより、一方では、ブレーキ領域の面積がより大きいこと、他方では、回転軸線に対する間隔がより大きいことから、ブレーキモーメントは高められる。
【００３０】
好ましくは、ブレーキロータは、導電性の材料からなる鍋状の構成部材を有しており、この構成部材の壁領域は、ブレーキ領域の一部である。この壁領域は、円筒ジャケット形に形成されており、（インナステータの場合）この壁領域の外側に、環形に予備成形された第２の層が取り付けられる。
【００３１】
別の本発明に係るクラッチ装置では、第２の層は、プレスばめによって第２の側面に取り付けられている。別の本発明に係る方法では、第２の層をプレスばめ工程によって第２の側面に取り付ける。
【００３２】
これにより、第２の層を均等に拘束する、簡単に実現可能な取り付けが達成される。好ましくは、（インナステータの場合）ロータの鍋状の構成部材の壁領域の外側に、環形に予備成形された第２の層がプレスばめされる。
【００３３】
別の本発明に係る方法において、第２の層を環形に予備成形し、プレスばめ工程は、環形に予備成形した第２の層の、ブレーキロータの円筒ジャケット形の壁領域へのプレスばめを含む。
【００３４】
別の本発明に係るクラッチ装置において、第２の層は、第１の層の半径方向外側に配置されており、ブレーキステータは、コイルを含むインナステータを有する。
【００３５】
これにより、コイルは第１の層の半径方向内側に配置される。よって、特にコンパクトな構造形式が達成される。この構造形式では、ブレーキ領域は、大きな半径をさらに有することができ、その結果、ブレーキモーメントにとって極めて有利である。
【００３６】
別の本発明に係るクラッチ装置では、インナステータと第１の層との間に、第２の層と、第２の層に隣接するステータ構成部材との間の最小の空隙よりも小さい最小の空隙が存在している。
【００３７】
これにより、ブレーキロータは、インナステータに対して最小の空隙を有して離間している。このことは、磁気回路が既に第２の層内で閉鎖可能であるので、他の空隙が影響を失うため、可能である。第２の層又は別のステータ構成部材に対しては、より大きな間隔あるいは空隙が設けられることにより、ロータと、ステータの外側の構成部材との接触の結果として生じる機能不全を回避することができる。
【００３８】
ステータ構成部材は、ブレーキロータに対して相対回動可能である構成部材である。ステータ構成部材は、インナステータ又はアウタステータの一部、好ましくは、アウタステータの一部であり得る。
【００３９】
最小の空隙とは、好ましくは、２つの構成部材の間隔が最小であるところの、２つの構成部材間の空隙と解される。
【００４０】
別の本発明に係るクラッチ装置では、第２の層の軸方向の寸法は、半径方向の寸法よりも大きい。
【００４１】
これにより、作用する磁界に対して垂直に、第２の層の特に大面積の寸法が達成され、より高い効率が達成される。
【００４２】
別の本発明に係るクラッチ装置において、第２の層は、第１の層よりも厚い。
【００４３】
好ましくは、第１の層に対する第２の層の層厚さの比は、１：１よりも大きく、１．５：１以下、好ましくは、１．５：１よりも大きい、特に好ましくは、２：１以上、殊に好ましくは、４：１以上の範囲にある。これにより、それぞれ、ブレーキ領域の透磁率及び導電性の有利な比が得られる。実際の使用では、１：１〜１．５：１の層厚さの比で、十分有利な効果が得られる。
【００４４】
図面は、本発明の可能な実施の形態を例示するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】渦電流ブレーキを備える本発明に係るクラッチ装置の原理図である。
【図２】従来技術による渦電流ブレーキの斜視断面図である。
【図３ａ】本発明に係る渦電流ブレーキの断面図である。
【図３ｂ】図３ａに示した本発明に係る渦電流ブレーキのＡ−Ａ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
図１は、渦電流ブレーキ３００を備える本発明に係るクラッチ装置１０２を示している。クラッチ装置１０２は、操作装置２０４を備えており、操作装置２０４は、電動式の渦電流ブレーキ３００を有している。渦電流ブレーキ３００は、少なくとも１つのコイル３２０を有するブレーキステータ３０３と、ブレーキ領域３２３を有するブレーキロータ３０２とを有している。ブレーキ領域３２３は、第１の層３２４を有している。第１の層３２４は、導電性であり、第１の側面３２４．１及び第２の側面３２４．２を有している。第１の側面３２４．１は、コイル３２０側にあり、第２の側面３２４．２は、コイル３２０とは反対側にある。ブレーキ領域３２３は、第２の層３２５を有している。第２の層３２５は、磁性を有し、第２の側面３２４．２に結合されている。
【００４７】
クラッチ装置１０２の運転中、渦電流ブレーキ３００の作動、すなわちコイル３２０の通電により、磁界が形成される。磁界は、第１の層３２４内に渦電流を発生させる。第２の層３２５により、磁気回路（破線にて略示）は、第２の層３２５内で閉じており、ひいては、ブレーキロータ３０２内で既に閉じている。
【００４８】
これにより、特に、磁界がさらに１つの別の空隙、例えばアウタステータに対する空隙を通過しなければならないことが回避される。よって、アウタステータ又はブレーキロータ３０２近傍の別の構成部材に対する間隔が拡大され、ひいては、動作信頼性を向上させることができる。さらに、ブレーキロータ３０２は熱容量を獲得し、これにより、過熱をより良好に防止し、磁気回路の比較的短い空隙距離に基づく効率を得る。
【００４９】
図２は、従来技術による渦電流ブレーキ３００の斜視断面図を示している。従来技術による渦電流ブレーキ３００は、ブレーキステータ３０３及びブレーキロータ３０２を有している。ブレーキステータ３０３は、インナステータ３０４及びアウタステータ３０６を有している。ここで、独国特許出願第１０２０１３２２３０４４．３号の図４を参照し、図４の符号を引き続き使用する。図４は、インナステータ３０４をより詳細に示している。インナステータ３０４は、ディスク区分３１０と複数のポールクロー３１２とを有する第１のクローポール３０８を有している。インナステータ３０４は、ディスク区分３１６と複数のポールクロー３１８とを有する第２のクローポール３１４を有している。インナステータ３０４は、センタコイル３２０を有している。第１のクローポール３０８のポールクロー３１２は、ディスク区分３１０の半径方向外側に配置されている。第１のクローポール３０８のポールクロー３１２は、それぞれ、ディスク区分３１０に対して約９０°屈曲されており、それぞれ１つの先細りする自由端を有している。第１のクローポール３０８の複数のポールクロー３１２は、ディスク区分３１０に周方向で分配配置されている。第１のクローポール３０８のポールクロー３１２間には、ギャップが形成されている。第２のクローポール３１４のポールクロー３１８は、ディスク区分３１６の半径方向外側に配置されている。第２のクローポール３１４のポールクロー３１８は、それぞれ、ディスク区分３１６に対して約９０°屈曲されており、それぞれ１つの先細りする自由端を有している。第２のクローポール３１４の複数のポールクロー３１８は、ディスク区分３１６に周方向で分配配置されている。第２のクローポール３１４のポールクロー３１８間には、ギャップが形成されている。第１のクローポール３０８は、そのディスク区分３１０でもって、そして第２のクローポール３１４は、そのディスク区分３１６でもって、センタコイル３２０の両側に配置されている。第１のクローポール３０８のポールクロー３１２と、第２のクローポール３１４のポールクロー３１８とは、センタコイル３２０を半径方向外側から取り囲んでいる。第１のクローポール３０８のポールクロー３１２の自由端と、第２のクローポール３１４のポールクロー３１８の自由端とは、互いに逆向きに方向付けられている。第１のクローポール３０８のポールクロー３１２と、第２のクローポール３１４のポールクロー３１８とは、交互に噛み合うように係合している。第１のクローポール３０８と第２のクローポール３１４とは、センタコイル３２０を半径方向内側から取り囲んでいる。ブレーキロータ３０２は、底区分３２２と、壁区分及び第１の層３２４を有するブレーキ領域とを有する鍋状の形状を呈している。ブレーキロータ３０２は、底区分３２２でもって第２のクローポール３１４に沿って配置され、第１の層３２４を有する壁区分でもってインナステータ３０４の半径方向外側に配置されている。アウタステータ３０６は、コイルレスに構成されており、薄いフラットリング状の形状を呈している。アウタステータ３０６は、透磁性である。アウタステータ３０６は、ブレーキロータ３０２の半径方向��側に配置されている。インナステータ３０４及びアウタステータ３０６は、支持体部分３２６に堅固に結合されている。支持体部分３２６は、フランジ区分及びハブ区分を有している。支持体部分３２６とアウタステータ３０６とは、インナステータ３０４及びブレーキロータ３０２用のハウジング状の収容部を形成している。第１のクローポール３０８は、支持体部分３２６のフランジ区分に配置されている。支持体部分３２６のハブ区分は、インナステータ３０４の中央の孔を貫通している。ブレーキロータ３０２は、軸受３２８によって回転可能に支持体部分３２６のハブ区分に支持されている。
【００５０】
このような渦電流ブレーキ３００は、アウタステータ３０６と第１の層３２４との間に空隙を有しており、磁気回路は、余分にこの空隙を介して閉じなければならない。
【００５１】
図３ａは、本発明に係る渦電流ブレーキ３００の断面図であり、図３ｂは、図３ａのＡ−Ａに沿った本発明に係る渦電流ブレーキの断面図である。この渦電流ブレーキは、図１及び図２に基づいて構成されている。図２に示した渦電流ブレーキ３００とは異なり、ブレーキロータ３０２は、ブレーキ領域３２３内、すなわち、ここでは、第１の層３２４を有する壁区分内に、第２の層３２５を有しており、アウタステータ３０６は、必須ではない。その他の点では、渦電流ブレーキ３００は、好ましくは、図２及び図１に示した渦電流ブレーキ３００と同じ特徴を有している。さらに、ブレーキ領域３２３は、少なくとも部分的に円筒ジャケット形に形成されており、第２の層３２５は、環形の材料から形成されている。第２の層３２５は、プレスばめによって第２の側面３２４．２に取り付けられている。第２の層３２５は、第１の層３２４の半径方向外側に配置されており、ブレーキステータ３０３は、インナステータ３０４を有している。インナステータ３０４は、コイル３２０を含んでいる。インナステータ３０４と第１の層３２４との間には、第２の層３２５と、第２の層３２５に隣接するステータ構成部材との間の最小の空隙よりも小さい最小の空隙が存在している。第２の層３２５の軸方向の寸法は、半径方向の寸法よりも大きい。第２の層３２５は、第１の層３２４よりも厚い。
【００５２】
クラッチ装置の運転中、磁気回路は、略示した経路に沿って「１」から「２」を経て「３」に至る。磁気回路は、ここでは、第２のクローポール３１４のポールクロー３１８から、インナステータ３０４とブレーキロータ３０２の第１の層３２４との間の空隙を経て延びている。磁気回路は、第１の層３２４を通り抜け（「１」参照）、第２の層３２５へ移行している。ここで磁気回路は、接線方向に、第１のクローポール３０８の、隣接する両ポールクロー３１２に向かって分岐して（「２」参照）、第１の層３２４に再帰し、第１の層３２４とインナステータ３０４との間の空隙を経て（「３」参照）第１のクローポール３０８へ延びている。
【００５３】
これにより、磁気回路は１つの空隙を介してしか延びていない。これに対し、図２の場合の磁気回路は、この空隙に加え、アウタステータ３０６とブレーキロータ３０２との間の空隙をも介して延びざるを得ない。而して、アウタステータ又は類似の構成部材との間の間隔を小さく保つことを省略でき、しかも、熱負荷に対する容量が高まるため、信頼性に加え、効率も向上する。
【００５４】
本発明により、空隙を減じた渦電流ブレーキを備えるクラッチ装置が提供される。本発明に係るクラッチ装置の場合、磁気回路は、従来のように外側のステータを介して閉じられるのではなく、ブレーキロータ（例えばブレーキディスク）とともに連れ回る（例えば環形の）追加層を介して閉じられる。追加層は、好ましくは、可及的高い透磁率を有する材料から構成され、渦電流リング上に直接プレスばめされる。この配置により、ロータと外側のステータとが接触することによる機能不全の可能性を排除することができる。さらに、空隙が減じられたことにより、空隙内の磁束密度、ひいては、渦電流ブレーキのブレーキモーメントが高められる。さらに、この変化態様は、ディスクの熱質量が増し、これにより、機関始動のためにブレーキモーメントを発生させる際（あるいは燃焼機関を連結するコースティング運転中）に、ディスクがさほど昇温しないという利点を有している。
【符号の説明】
【００５５】
１０２  クラッチ装置
２０４  操作装置
３００  渦電流ブレーキ
３０２  ブレーキロータ
３０３  ブレーキステータ
３０４  インナステータ
３０６  アウタステータ
３０８  第１のクローポール
３１０  ディスク区分
３１２  ポールクロー
３１４  第２のクローポール
３１６  ディスク区分
３１８  ポールクロー
３２０  センタコイル
３２２  底区分
３２３  ブレーキ領域
３２４  第１の層
３２４．１  第１の側面
３２４．２  第２の側面
３２５  第２の層
３２６  支持体部分
３２８  軸受
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【国際調査報告】
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