專利名稱：機(jī)電式齒輪離合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)電式離合器，它可應(yīng)用在機(jī)動(dòng)車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的其它部分之間。這種離合器例如可與齒輪箱或連續(xù)變速傳動(dòng)裝置相連。
本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的高效機(jī)電式離合器。該目的通過(guò)以下離合器實(shí)現(xiàn)，該離合器包括外殼、相對(duì)于外殼被可旋轉(zhuǎn)地支承的輸入軸和輸出軸、傳動(dòng)齒輪組以及控制齒輪組，所述傳動(dòng)齒輪組和控制齒輪組均包括一個(gè)第一齒輪、多個(gè)小齒輪、其上安裝有小齒輪的托架以及一個(gè)第二齒輪，每個(gè)小齒輪與齒輪組中相應(yīng)的第一齒輪和第二齒輪嚙合/匹配，該離合器還包括控制裝置，它可通過(guò)傳感器如編碼器的控制影響齒輪組中第一齒輪或第二齒輪的旋轉(zhuǎn)，其中傳動(dòng)齒輪組的第一齒輪與輸入軸相連，傳動(dòng)齒輪組的托架與輸出軸相連，并且傳動(dòng)齒輪組的第二齒輪與控制齒輪組的托架相連，控制齒輪組的第一齒輪與輸出軸相連，控制齒輪組的第二齒輪與控制裝置相連。
在根據(jù)本發(fā)明的離合器中，使用上的高效性是由應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)控制齒輪組的控制裝置中的動(dòng)力實(shí)現(xiàn)的。這種動(dòng)力被加入到與離合器輸入軸相連的發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的動(dòng)力中。這樣，在輸出軸上便獲得了由控制裝置供給的動(dòng)力和由輸入軸供給的動(dòng)力的總和，這在需要使離合器分離或需要加速車(chē)輛時(shí)是有利的。
當(dāng)離合器在輸入軸和輸出軸之間形成正常連接、即不會(huì)產(chǎn)生任何轉(zhuǎn)速差后，停止控制裝置的操作，在此情況下設(shè)有一接合機(jī)構(gòu)/接合裝置，以選擇性地在輸入軸和輸出軸之間形成旋轉(zhuǎn)連接或非旋轉(zhuǎn)連接。所述接合機(jī)構(gòu)優(yōu)選與傳動(dòng)齒輪組的第一齒輪和控制齒輪組的第二齒輪相連。特別地，該傳動(dòng)齒輪組的第一齒輪和控制齒輪組的第二齒輪均具有端面，每個(gè)端面均承載接合機(jī)構(gòu)的一部分，例如可以徑向延伸的隆起和凹槽。
為了能夠進(jìn)行接合，傳動(dòng)齒輪組的第一齒輪和控制齒輪組的第二齒輪可彼此相對(duì)地軸向移動(dòng)，以用于在接合和未接合狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換齒輪。當(dāng)傳動(dòng)齒輪組的第一齒輪和控制齒輪組的第二齒輪被彼此相向地彈性偏置時(shí)，可以確定接合狀態(tài)。
借助于能夠抵抗偏置力使傳動(dòng)齒輪組的第一齒輪和控制齒輪組的第二齒輪彼此遠(yuǎn)離的電磁致動(dòng)器可實(shí)現(xiàn)未接合狀態(tài)。致動(dòng)器的線圈與外殼相連，連接在該電磁致動(dòng)器上的電樞與控制齒輪組的第二齒輪相連。
控制齒輪組的第二齒輪借助一盤(pán)件可相對(duì)于輸出軸被可旋轉(zhuǎn)地支承，所述第二齒輪還可相對(duì)于盤(pán)件軸向滑動(dòng)。盤(pán)件位于背離接合機(jī)構(gòu)的第二齒輪的一側(cè)，電樞伸過(guò)盤(pán)件，偏置裝置設(shè)置在盤(pán)件和第二齒輪之間。
傳動(dòng)齒輪組的第一齒輪和控制齒輪組的托架例如通過(guò)滾動(dòng)元件軸承被彼此可旋轉(zhuǎn)地支承。此外，傳動(dòng)齒輪組的第一齒輪通過(guò)一彈簧減震器與輸入軸相連。
所述控制裝置可以包括電動(dòng)馬達(dá)、與外殼相連的定子和與控制齒輪組的第二齒輪相連的轉(zhuǎn)子。
傳動(dòng)齒輪組的第一齒輪可帶有諸如外嚙合齒一類(lèi)的裝置，以用于與起動(dòng)馬達(dá)嚙合?；蛘?，傳動(dòng)齒輪組的第一齒輪還可與起動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)子以及與連接在外殼上的定子相連。
齒輪組可具有不同的形式，它取決于離合器的布置方式和尺寸。根據(jù)第一實(shí)施例，傳動(dòng)齒輪組的第一齒輪和第二齒輪為平面齒輪。或者，控制齒輪組為行星齒輪組，其中的第一齒輪為恒星齒輪，第二齒輪為環(huán)形齒輪。
現(xiàn)在將參考附圖中所示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖1和2示出了根據(jù)本發(fā)明的離合器的第一實(shí)施例的部分徑向截面透視圖。
圖3示出了根據(jù)圖1和2所示實(shí)施例的前視圖。
圖4示出了根據(jù)圖1和2所示實(shí)施例的徑向截面圖。
圖5示出了第二實(shí)施例的部分徑向截面透視圖。
圖6示出了圖5中實(shí)施例的前視圖。
圖7示出了根據(jù)圖5所示實(shí)施例的徑向截面圖。
圖8示出了第三實(shí)施例。
圖1至圖4所示的離合器包括一帶有開(kāi)口的外殼，輸入軸2和輸出軸3可分別從該開(kāi)口中伸出。此外，外殼1還包括傳動(dòng)齒輪組4和控制齒輪組5。傳動(dòng)齒輪組4由可與多個(gè)小齒輪8嚙合的第一平面齒輪6和第二平面齒輪12構(gòu)成?？刂讫X輪組5則為帶有恒星齒輪7、環(huán)形齒輪13和多個(gè)行星齒輪9的行星齒輪組5。
此外，還設(shè)置有控制裝置14，其可包括電動(dòng)馬達(dá)、與外殼1相連的定子27以及與行星齒輪組5的環(huán)形齒輪13相連的轉(zhuǎn)子28。
傳動(dòng)齒輪組4的小齒輪8由與輸出軸3相連的托架10支承。傳動(dòng)齒輪組4的第一平面齒輪6與輸入軸2相連，第二平面齒輪12與控制齒輪組5的托架11相連。該托架11還支承所述控制齒輪組5的行星齒輪9。控制齒輪組5的恒星齒輪7與輸出軸3相連，環(huán)形齒輪13與如上所述的電動(dòng)馬達(dá)14的轉(zhuǎn)子28相連。
此外，設(shè)有以未嚙合狀態(tài)示出的接合機(jī)構(gòu)15。這意味著輸入軸2和輸出軸3可彼此相對(duì)地自由旋轉(zhuǎn)。所述接合機(jī)構(gòu)還包括帶有隆起和凹槽19的端面(facing surface)17和18。
端面17與傳動(dòng)齒輪組4的第一平面齒輪6相連，端面18由控制齒輪組5的第二或環(huán)形齒輪13承載。通過(guò)帶齒連接件35，所述環(huán)形齒輪13可軸向移動(dòng)，但是不能相對(duì)于傳動(dòng)齒輪組5的第一平面齒輪6旋轉(zhuǎn)。端面17和18可通過(guò)彈簧24一直被壓迫成相互嚙合。此外，還設(shè)置有包括線圈21和電樞22的電磁致動(dòng)器20。通過(guò)向線圈21通電，電樞22可克服彈簧24的彈力產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，由此使端面17，18彼此脫離嚙合。
傳動(dòng)齒輪組4的第一平面齒輪6和控制齒輪組5的托架11通過(guò)滾動(dòng)元件軸承25彼此可旋轉(zhuǎn)地支承。傳動(dòng)齒輪組4的第一平面齒輪6通過(guò)彈簧減震器26與輸入軸2相連。此外，傳動(dòng)齒輪組4的第一平面齒輪6具有通過(guò)窗口33與起動(dòng)馬達(dá)(未示出)嚙合的外嚙合齒29。
除了起動(dòng)布局外，圖5至圖6所示的實(shí)施例與圖1至4中的實(shí)施例的大部分相同。如圖5至7所示，傳動(dòng)齒輪組4與起動(dòng)馬達(dá)31的轉(zhuǎn)子30相連，定子32與外殼相連。
根據(jù)前述實(shí)施例的離合器具有如下功能。線圈21被通電后，在端面17和18分離的狀態(tài)下，其上連接有本發(fā)明的離合器的發(fā)動(dòng)機(jī)被起動(dòng)。在圖1至4所示的實(shí)施例中，借助于起動(dòng)馬達(dá)31與嚙合齒29的嚙合實(shí)現(xiàn)上述起動(dòng)，而在圖5至7所示的實(shí)施例中，借助于向起動(dòng)馬達(dá)31通電實(shí)現(xiàn)上述起動(dòng)。
當(dāng)起動(dòng)馬達(dá)時(shí)，輸入軸2沿圖1左側(cè)雙箭頭所指示的方向旋轉(zhuǎn)。利用彈簧26使起動(dòng)過(guò)程中可能發(fā)生的振動(dòng)衰減下來(lái)。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)自輸入軸2經(jīng)由與輸入軸相連的盤(pán)件34和彈簧26被傳遞到傳動(dòng)齒輪組4的第一平面齒輪6。當(dāng)輸出軸3靜止時(shí)，小齒輪的托架10和恒星齒輪7也保持靜止。這意味著平面齒輪6可使小齒輪8只繞著它們各自的軸旋轉(zhuǎn)，借此第二平面齒輪7和托架11向著與圖1左側(cè)雙箭頭所指示的方向相反的方向旋轉(zhuǎn)。因此，馬達(dá)14的轉(zhuǎn)子28也沿所述相反方向旋轉(zhuǎn)。
為了使輸出軸3沿同一方向旋轉(zhuǎn)，即也按照雙箭頭方向旋轉(zhuǎn)，需要向馬達(dá)14通電。借此使馬達(dá)28的旋轉(zhuǎn)慢下來(lái)，這意味著由馬達(dá)14提供的動(dòng)力對(duì)將動(dòng)力傳送至輸出軸3起到積極的作用。因此，輸出軸3獲得了與輸入軸2相關(guān)聯(lián)的動(dòng)力以及來(lái)自電動(dòng)馬達(dá)14的動(dòng)力。只要輸入軸2與輸出軸3旋轉(zhuǎn)了同樣的轉(zhuǎn)數(shù)，端面齒17和18就會(huì)以相同的速度旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，令線圈21斷電，從而使凹槽和隆起19彼此緊扣在一起。這時(shí)輸入軸2和輸出軸3彼此固定不動(dòng)地連接在一起，從而得到正常的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。
圖8所示的實(shí)施例與前述實(shí)施例大部分相同。但是，該簡(jiǎn)化實(shí)施例中未設(shè)置用于減振的彈簧26。這里傳動(dòng)齒輪組4的第一平面齒輪6利用凹槽和隆起19直接與端面17相連。
包括彈簧減振器和/或平衡裝置和/或起動(dòng)馬達(dá)或起動(dòng)裝置的單元可與凸緣37相連。本身為已知類(lèi)型的平衡裝置36與盤(pán)件34相連，以用于平衡整體布局。電動(dòng)馬達(dá)14不但在進(jìn)行離合時(shí)、而且在離合器完全嚙合的正常驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下均可作為輔助器(booster)使用。而且，根據(jù)圖5至7所示實(shí)施例的起動(dòng)馬達(dá)31也可用作這種輔助器。
還設(shè)置有控制傳感器，例如可以配置成在閉合環(huán)路中控制諸如連續(xù)變速傳動(dòng)裝置之類(lèi)的傳動(dòng)裝置。其目的在于提供一種高效的傳動(dòng)系統(tǒng)，以例如可防止連續(xù)變速傳動(dòng)裝置的皮帶/盤(pán)件接觸結(jié)構(gòu)中的滑動(dòng)。
該控制系統(tǒng)也可以是整個(gè)汽車(chē)管理系統(tǒng)的一部分。前述這種離合器系統(tǒng)可應(yīng)用于道路車(chē)輛或越野車(chē)輛以及諸如車(chē)床等工業(yè)用途。
權(quán)利要求
1.一種離合器，其包括外殼(1)、相對(duì)于外殼(1)被可旋轉(zhuǎn)地支承的輸入軸(2)和輸出軸(3)、傳動(dòng)齒輪組(4)以及控制齒輪組(5)，所述傳動(dòng)齒輪組(4)和控制齒輪組(5)均包括一個(gè)第一齒輪(6，7)、多個(gè)小齒輪(8，9)、其上安裝有小齒輪(8，9)的托架(10，11)以及第二齒輪(12，13)，每個(gè)小齒輪(8，9)均與齒輪組中(4，5)中相應(yīng)的第一齒輪(6，7)和第二齒輪(12，13)嚙合，該離合器還包括控制裝置(14)，以影響控制齒輪組中的第一齒輪(7)或第二齒輪(13)的旋轉(zhuǎn)，其中傳動(dòng)齒輪組(4)的第一齒輪(6)與輸入軸(2)相連，傳動(dòng)齒輪組(4)的托架(10)與輸出軸(3)相連，傳動(dòng)齒輪組(4)的第二齒輪(12)與控制齒輪組(5)的托架(11)相連，控制齒輪組(5)的第一齒輪(7)與輸出軸(3)相連，控制齒輪組(5)的第二齒輪(13)與控制裝置(4)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離合器，其特征在于，設(shè)有一接合機(jī)構(gòu)(15)，以選擇性地在輸入軸(2)和輸出軸(3)之間形成旋轉(zhuǎn)連接或非旋轉(zhuǎn)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的離合器，其特征在于，所述接合機(jī)構(gòu)(15)與傳動(dòng)齒輪組(4)的第一齒輪(6)和控制齒輪組(5)的第二齒輪(13)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的離合器，其特征在于，傳動(dòng)齒輪組(4)的第一齒輪(6)和控制齒輪組(5)的第二齒輪(13)具有端面(17，18)，每個(gè)端面承載接合機(jī)構(gòu)(15)的一部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的離合器，其特征在于，所述接合機(jī)構(gòu)(15)包括徑向延伸的隆起和凹槽(19)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3、4或5所述的離合器，其特征在于，傳動(dòng)齒輪組(4)的第一齒輪(6)和控制齒輪組(5)的第二齒輪(13)可彼此相對(duì)地軸向移動(dòng)，以用于在接合和未接合狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換齒輪(6，13)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的離合器，其特征在于，傳動(dòng)齒輪組(4)的第一齒輪(6)和控制齒輪組(5)的第二齒輪(13)被彼此相向地彈性偏置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的離合器，其特征在于，設(shè)有電磁致動(dòng)器(20)，于用于抵抗偏置力使傳動(dòng)齒輪組(4)的第一齒輪(6)和控制齒輪組(5)的第二齒輪(13)彼此遠(yuǎn)離。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的離合器，其特征在于，致動(dòng)器(20)的線圈(21)與外殼(1)相連，該致動(dòng)器的電樞(22)與控制齒輪組(5)的第二齒輪(13)相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的離合器，其特征在于，控制齒輪組(5)的第二齒輪(13)借助一盤(pán)件(23)相對(duì)于輸出軸被可旋轉(zhuǎn)地支承，所述第二齒輪(13)還可相對(duì)于盤(pán)件(23)軸向滑動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的離合器，其特征在于，盤(pán)件(23)位于背離接合機(jī)構(gòu)(15)的第二齒輪(13)的一側(cè)，電樞(22)伸過(guò)盤(pán)件(23)，偏置裝置(24)設(shè)置在盤(pán)件(23)和第二齒輪之間(13)。
12.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的離合器，其特征在于，傳動(dòng)齒輪組(4)的第一齒輪(4)和控制齒輪組(5)的托架(11)例如通過(guò)一滾動(dòng)元件軸承(25)被彼此可旋轉(zhuǎn)地支承。
13.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的離合器，其特征在于，傳動(dòng)齒輪組(4)的第一齒輪(6)通過(guò)一彈簧減震器(26)與輸入軸(2)相連。
14.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的離合器，其特征在于，所述控制裝置(14)包括電動(dòng)馬達(dá)、與外殼(1)相連的定子(27)和與控制齒輪組(5)的第二齒輪(13)相連的轉(zhuǎn)子(28)。
15.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的離合器，其特征在于，傳動(dòng)齒輪組(4)的第一齒輪(6)具有用于與起動(dòng)馬達(dá)嚙合的裝置，例如外嚙合齒(29)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)所述的離合器，其特征在于，傳動(dòng)齒輪組(4)的第一齒輪(6)與起動(dòng)馬達(dá)(31)的轉(zhuǎn)子(30)相連，起動(dòng)馬達(dá)(31)的定子(32)與外殼(1)相連。
17.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的離合器，其特征在于，傳動(dòng)齒輪組(4)的第一齒輪(6)和第二齒輪(12)為平面齒輪。
18.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的離合器，其特征在于，控制齒輪組(5)為行星齒輪組，其中的第一齒輪為恒星齒輪(7)，第二齒輪為環(huán)形齒輪(13)。
19.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的離合器，其特征在于，設(shè)有一例如為編碼器的傳感器，以用于向控制裝置提供信息。
20.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的離合器，其特征在于，采用不同的組件，如離合器組件、減震器組件、平衡組件等。
21.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的離合器，其特征在于，一些部件可由金屬或非金屬部件、復(fù)合材料、粉末材料、金屬板材等制成。
全文摘要
一種離合器，其包括外殼(1)、相對(duì)于外殼(1)被可旋轉(zhuǎn)地支承的輸入軸(2)和輸出軸(3)、傳動(dòng)齒輪組(4)以及控制齒輪組(5)，所述傳動(dòng)齒輪組(4)和控制齒輪組(5)均包括一個(gè)第一齒輪(6，7)、多個(gè)小齒輪(8，9)、其上安裝有小齒輪(8，9)的托架(10，11)以及第二齒輪(12，13)，每個(gè)小齒輪(8，9)均與齒輪組中(4，5)中相應(yīng)的第一齒輪(6，7)和第二齒輪(12，13)嚙合，該離合器還包括控制裝置(14)，以影響控制齒輪組中的第一齒輪(7)或第二齒輪(13)的旋轉(zhuǎn)，其中傳動(dòng)齒輪組(4)的第一齒輪(6)與輸入軸(2)相連，傳動(dòng)齒輪組(4)的托架(10)與輸出軸(3)相連，傳動(dòng)齒輪組(4)的第二齒輪(12)與控制齒輪組(5)的托架(11)相連，控制齒輪組(5)的第一齒輪(7)與輸出軸(3)相連，控制齒輪組(5)的第二齒輪(13)與控制裝置(4)相連。
文檔編號(hào)F16H3/72GK1771404SQ200480009601
公開(kāi)日2006年5月10日 申請(qǐng)日期2004年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月10日
發(fā)明者埃馬紐埃爾·雅克·埃羅, 亨德里克斯·揚(yáng)·卡帕安, 雅各布斯·茨瓦特斯, 保羅·伯納德·米尼, 科爾內(nèi)留斯·彼得魯斯·安東尼烏斯·維瑟斯 申請(qǐng)人:Skf公司