本發(fā)明涉及一種爪形離合器，具有兩個(gè)設(shè)有爪或齒的離合元件，其中一個(gè)能夠運(yùn)動(dòng)，以及該爪形離合器具有調(diào)整設(shè)備，其用于通過所述能運(yùn)動(dòng)的離合元件的調(diào)整運(yùn)動(dòng)來接合和分離或者說閉合和打開離合器。

背景技術(shù)：

爪形離合器通常具有兩個(gè)能夠繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的離合元件，該離合元件在其相對(duì)置的端側(cè)上具有互補(bǔ)的嚙合輪廓或齒部。該嚙合輪廓或齒部分別由一排或多排的爪或齒構(gòu)成，這些爪或齒與相鄰的齒通過齒槽分開并且這樣彼此配合，使得在離合器接合時(shí)，每個(gè)離合元件的齒都嚙合到相應(yīng)另一離合元件的齒之間的齒槽中并且在驅(qū)動(dòng)的離合元件與被驅(qū)動(dòng)的離合元件之間建立形鎖合的、不可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的連接。這兩個(gè)離合元件之一通常在轉(zhuǎn)軸的軸向方向上是位置固定的，而調(diào)整設(shè)備能夠使另一離合元件沿轉(zhuǎn)軸的軸向方向來回運(yùn)動(dòng)，從而為使離合器接合，使該離合元件與另一離合元件形鎖合地嚙合；而為了使離合器分離，使該離合元件如此遠(yuǎn)地與另一離合元件遠(yuǎn)離，使得進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的離合元件的齒可以在與被驅(qū)動(dòng)的離合元件的齒無接觸的情況下在其旁邊轉(zhuǎn)過。

但在接合或閉合爪形離合器時(shí)會(huì)發(fā)生兩個(gè)離合元件的齒成對(duì)地對(duì)置或碰撞，從而這些齒不進(jìn)入相應(yīng)另一離合元件的齒槽中。這結(jié)果是，兩個(gè)離合元件的相對(duì)置的齒僅摩擦連接地壓向彼此，卻不建立形鎖合連接并因此不會(huì)在兩個(gè)離合元件之間出現(xiàn)完整的力流。

在機(jī)動(dòng)車的動(dòng)力傳動(dòng)系中，通常通過同步設(shè)備保證爪形離合器的可靠接合或閉合，該同步設(shè)備在接合離合器之前使得被驅(qū)動(dòng)的離合元件的轉(zhuǎn)速如此與進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的離合元件的轉(zhuǎn)速匹配，使得這兩個(gè)轉(zhuǎn)速略微不同。由此在這兩個(gè)離合元件接近彼此時(shí)實(shí)現(xiàn)：這兩個(gè)離合元件的齒緩慢地在彼此旁邊轉(zhuǎn)動(dòng)，并且在進(jìn)一步接近時(shí)進(jìn)入到相應(yīng)另一離合元件的齒之間的齒槽中。

但由于同步設(shè)備會(huì)導(dǎo)致非常大的額外成本，所以要尋找避免該成本的可行方案，同時(shí)必須在無同步設(shè)備時(shí)確保離合器被真正接合或閉合，以及離合元件沒有“齒對(duì)齒”。

在本申請(qǐng)人的具有可斷開的全輪驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車中，在動(dòng)力傳動(dòng)中使用無同步設(shè)備的爪形離合器來通過爪形離合器的接合接通可接入的軸或通過爪式離合器的分離使可接入的軸被分離。但由于不使用同步設(shè)備，在機(jī)動(dòng)車停止時(shí)離合元件的齒或者與齒槽、或者與另一離合元件的齒對(duì)置，所以在機(jī)動(dòng)車停止時(shí)接合離合器一方面可以不供給太多轉(zhuǎn)矩，這是因?yàn)檫@可能會(huì)由于兩個(gè)離合元件仍處于“齒對(duì)齒”的狀態(tài)而導(dǎo)致磨損；另一方面卻要提供足夠的轉(zhuǎn)矩，以便在“齒對(duì)齒”的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)離合元件相對(duì)于彼此的轉(zhuǎn)動(dòng)并且早在開動(dòng)時(shí)就要向兩個(gè)軸上分配轉(zhuǎn)矩。該折中匹配被視作是不利的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

以此出發(fā)，本發(fā)明的目的是，在機(jī)動(dòng)車的動(dòng)力傳動(dòng)系中這樣改進(jìn)開頭所述類型的爪形離合器、尤其是不設(shè)置有同步設(shè)備的爪形離合器，使得能夠確定爪形離合器的正常的接合。

該任務(wù)根據(jù)本發(fā)明由此實(shí)現(xiàn)：沿能運(yùn)動(dòng)的離合元件的運(yùn)動(dòng)路徑設(shè)置傳感器，該傳感器檢測離合元件進(jìn)入到接合狀態(tài)中的運(yùn)動(dòng)。

在本申請(qǐng)人的機(jī)動(dòng)車中，該機(jī)動(dòng)車具有可斷開的全輪驅(qū)動(dòng)且在兩個(gè)軸之間在動(dòng)力傳動(dòng)系中具有爪形離合器，通過根據(jù)本發(fā)明的措施，即使在機(jī)動(dòng)車停止時(shí)，如果借助于傳感器確定了能運(yùn)動(dòng)的離合元件已經(jīng)正常地運(yùn)動(dòng)至與另一離合元件形鎖合地嚙合并且爪形離合器因此處于可靠的接合狀態(tài)中，則也能夠早在開動(dòng)時(shí)就為爪形離合器提供足夠的轉(zhuǎn)矩來驅(qū)動(dòng)兩個(gè)軸或全部車輪。

本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方案提出，離合元件具有操作輪廓/致動(dòng)輪廓，該操作輪廓在離合器接合時(shí)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過傳感器旁。在此，通過操作輪廓的運(yùn)動(dòng)經(jīng)過，在傳感器中產(chǎn)生信號(hào)，該信號(hào)能夠被分析處理，以便以該方式檢測離合元件進(jìn)入到接合狀態(tài)中的運(yùn)動(dòng)。操作輪廓適合這樣布置，使得當(dāng)爪形離合器未正常閉合，兩個(gè)離合元件仍處于“齒對(duì)齒”狀態(tài)時(shí)，則操作輪廓不運(yùn)動(dòng)經(jīng)過傳感器旁。

有利的是，傳感器是電磁傳感器，該電磁傳感器具有線圈和銜鐵，其中后者由于操作輪廓運(yùn)動(dòng)經(jīng)過傳感器旁而被移動(dòng)并由此在線圈中感生出可測量的電壓。

如果爪形離合器已經(jīng)設(shè)有電磁執(zhí)行器來在分離狀態(tài)下固定能運(yùn)動(dòng)的離合元件，并且如果執(zhí)行器具有線圈、銜鐵和與銜鐵連接的銷，則在執(zhí)行器操作/致動(dòng)時(shí)該銷與能運(yùn)動(dòng)的離合元件的鎖止輪廓嚙合(如在本申請(qǐng)人的具有可斷開的全輪驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車的動(dòng)力傳動(dòng)系中的爪齒離合中的情況那樣)，那么根據(jù)本發(fā)明的一特別優(yōu)選的實(shí)施方案，執(zhí)行器可以同時(shí)作為傳感器用于檢測能運(yùn)動(dòng)的離合元件進(jìn)入到接合狀態(tài)中的運(yùn)動(dòng)。為此目的，設(shè)置在能運(yùn)動(dòng)的離合元件上的操作輪廓在離合元件接合時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向上有利地這樣位于鎖止輪廓之后，使得在離合器接合的情況下，操作輪廓在解鎖之后運(yùn)動(dòng)經(jīng)過銷時(shí)或在銷下方運(yùn)動(dòng)通過時(shí)向銷上施加力并由此使銜鐵在線圈中移動(dòng)。通過銜鐵的運(yùn)動(dòng)在執(zhí)行器的線圈中感生出電壓，該電壓能夠被分析評(píng)估，以便探測離合器的正常的接合。

也就是說，執(zhí)行器同時(shí)也被用作探測器，而銷既能夠被用作是用于固定離合元件的止動(dòng)件、也能夠被用作是檢測離合元件運(yùn)動(dòng)的傳感元件。由此無需使用除執(zhí)行器外的單獨(dú)的傳感器。

在離合器分離時(shí)銷有利地與能運(yùn)動(dòng)的離合元件的鎖止輪廓嚙合，在使用組合式執(zhí)行器/傳感器作為執(zhí)行器時(shí)，由于在線圈上施加電壓，銷能夠與銜鐵共同移動(dòng)，從而該銷與鎖止輪廓脫離嚙合并且釋放能運(yùn)動(dòng)的離合元件。

在使用組合式執(zhí)行器/傳感器作為傳感器時(shí)，相反，在離合器接合時(shí)在離合元件的運(yùn)動(dòng)方向上布置在鎖止輪廓后方的操作輪廓當(dāng)在離合器接合時(shí)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過銷旁時(shí)使銷并進(jìn)而使銜鐵移動(dòng)，在此在線圈中感生出電壓。

操作輪廓適合在離合元件的運(yùn)動(dòng)方向上具有抬升的坡面，該坡面在操作輪廓運(yùn)動(dòng)經(jīng)過執(zhí)行器/傳感器期間向銷和銜鐵上施加力，從而銜鐵在線圈中移動(dòng)。在此在線圈中感生的電壓被輸入到具有a/d模塊的評(píng)估電路中并且產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，該觸發(fā)信號(hào)表明爪形離合器被正常接合。

本發(fā)明優(yōu)選應(yīng)用在爪形離合器中，其中調(diào)整設(shè)備包括彈簧且尤其是壓力彈簧，以便使能運(yùn)動(dòng)的離合元件為了使離合器接合而運(yùn)動(dòng)至與另一離合元件的嚙合中，這是因?yàn)榕c僅具有液壓或電的調(diào)整設(shè)備的離合器不同，在這種離合器中不能夠或難以能夠檢查離合器是否被接合或閉合。

附圖說明

下面借助附圖所示實(shí)施例詳述本發(fā)明。

圖1示出在分離狀態(tài)中的根據(jù)本發(fā)明的爪形離合器的側(cè)視圖的示意性的局部剖視圖；

圖2示出在接合狀態(tài)下的爪形離合器的相應(yīng)視圖；

圖3示出圖1中的局部iii的放大視圖；

圖4示出圖2中的局部iv的放大視圖；

圖5示出電流/時(shí)間圖表。

具體實(shí)施方式

附圖中示意性示出的爪形離合器1用于，在具有可斷開的全輪驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車的動(dòng)力傳動(dòng)系中，使具有對(duì)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)軸4的第一軸2和第二軸3以不可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式相互連接用于在全輪驅(qū)動(dòng)中行駛，或在其他情況下彼此分開。軸2例如是進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的軸，軸3是被驅(qū)動(dòng)的軸，其在離合器1接合或閉合時(shí)被軸2驅(qū)動(dòng)。

爪形離合器1具有第一離合元件5，其以不可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式并且不可沿轉(zhuǎn)軸4的軸向方向移動(dòng)的方式與第一軸2連接，爪形離合器1還具有能運(yùn)動(dòng)的第二離合元件6，其以不可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與第二軸3連接并且能夠沿轉(zhuǎn)軸4的軸向方向在軸3上移動(dòng)。

這兩個(gè)離合元件5、6通常設(shè)計(jì)為與軸2、3同軸，并且分別具有起到與軸2或3連接作用的轂部件7或8以及徑向靠外的環(huán)形的離合器部件9或10。

第一離合元件5的轂部件7以不可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與第一軸2連接。第一軸2為此設(shè)有槽11，超出于離合元件5的軸孔的內(nèi)圓周的鍵(未示出)伸入到所述槽中。

在第二離合元件6的轂部件8與第二軸3之間存在軸套13，其設(shè)有軸向的外齒部12，軸套與第二軸3以不可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連接并且不能夠相對(duì)于軸3軸向移動(dòng)。在第二離合元件6的轂部件8的內(nèi)圓周上的互補(bǔ)的內(nèi)齒部14與軸套13的外齒部12嚙合，由此第二離合元件6能夠相對(duì)于軸套13并且相對(duì)于第二軸3軸向移動(dòng)。

這兩個(gè)離合器部件9、10在其相對(duì)置的端面上設(shè)有互補(bǔ)的齒部15、16。這些齒部15、16分別由多個(gè)齒17和齒槽18組成，該齒和齒槽在離合器部件9、10的周向方向上可以實(shí)施為交替的以及對(duì)稱或不對(duì)稱的。在離合器1接合或閉合時(shí)(圖2)，齒部15、16形鎖合地嚙合，其中，第一離合元件的齒17完全伸入到第二離合元件6的齒槽18中，第二離合元件6的齒17完全伸入到第一離合元件5的齒槽18中，并且齒17的兩個(gè)齒面19、20貼靠在齒槽18的相對(duì)置的邊界部上。在驅(qū)動(dòng)的軸2上的第一離合元件5的齒17的在轉(zhuǎn)動(dòng)方向上指向的齒面19和在被驅(qū)動(dòng)的軸3上的第二離合元件6的齒槽18的相對(duì)置的邊界部通常垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)方向取向，而第一離合元件5的齒17的其他齒面20和第二離合元件6的齒槽18的相對(duì)置的邊界部則傾斜走向，以便方便齒17接合到齒槽18中。

被例如液壓操作或通過主軸驅(qū)動(dòng)操作的調(diào)整設(shè)備的調(diào)整部件(未示出)起到分離或打開爪形離合器1的作用，該調(diào)整部件作用在能運(yùn)動(dòng)的第二離合元件6上，以便使該離合元件運(yùn)動(dòng)到分離位置中，在該分離位置上，兩個(gè)齒部15、16的齒17的齒頂端部如圖1所示彼此間具有小的軸向間距a。

為接合或閉合離合器1，在軸套13和第二離合元件6之間布置以螺旋壓力彈簧形式的回位彈簧21，其一方面位置固定地支承在軸套13上、另一方面支承在能移動(dòng)的離合元件6上。在分離或打開離合器1時(shí)通過調(diào)整部件使該離合元件6運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)離離合元件5，則彈簧21被張緊。

為了將第二離合元件6固定在分離的或打開的位置上，設(shè)有鎖止機(jī)構(gòu)22，其具有帶有線圈24和銜鐵25的電磁執(zhí)行器/傳感器23以及具有銷26，該銷在銜鐵25的延長部中超出于執(zhí)行器/傳感器23并且與銜鐵25剛性連接。在執(zhí)行器運(yùn)行中，在線圈24上施加電壓，以便使銜鐵25在線圈24中來回運(yùn)動(dòng)并由此使銷26移出或移入。在傳感器運(yùn)行中，如果銜鐵25由于施加在銷26上力而在線圈24內(nèi)部來回運(yùn)動(dòng)，則在線圈24中感生出電壓。

與執(zhí)行器/傳感器23相對(duì)，第二離合元件6在離合器部件10的外周部上設(shè)有鎖止輪廓27和操作輪廓28，該輪廓與執(zhí)行器/傳感器23的沿第二離合元件6的運(yùn)動(dòng)路徑布置的銷26共同作用。

如圖4中最優(yōu)示出的，鎖止輪廓27主要包括槽29，該槽在其遠(yuǎn)離第一離合元件5的端部上設(shè)有平行于銷26的運(yùn)動(dòng)方向取向的階梯30。在離合器1分離或打開時(shí)，階梯30被彈簧21壓向之前移出的銷26，如圖1所示。在該位置上，銷26將離合元件6固定在分離狀態(tài)下并且阻止離合器1接合或閉合。

當(dāng)在執(zhí)行器/傳感器23的線圈24上施加解鎖電壓時(shí)，該解鎖電壓使得銜鐵25運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)離離合器1，由此銷26被移入，在此，該銷從鎖止輪廓27的槽29運(yùn)動(dòng)出來并且釋放離合元件6，其然后被彈簧21壓向第一離合元件5的方向。

如果在該狀態(tài)下，離合元件6的齒17與離合元件5的齒槽18對(duì)置，或者相反，如圖1所示，則離合元件6被彈簧21推動(dòng)，直至兩個(gè)離合元件5、6的齒17完全嚙合到相應(yīng)另一離合元件5、6的齒槽18中，如圖2所示。由此建立起在這兩個(gè)離合元件5、6之間的正常的形鎖合連接。

操作輪廓28具有朝向第一離合元件5的抬升的坡面31，該坡面在離合元件6的外周部上以離合元件6在離合器1接合時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向上位于階梯30后方的距離a處為起點(diǎn)。坡面31的坡度例如逐漸變大、然后再減小。距離a相當(dāng)于在離合器1分離或打開時(shí)(圖1)兩個(gè)離合元件5、6的齒17的齒頂?shù)妮S向距離，從而只有當(dāng)兩個(gè)離合元件5、6的齒部9、10相互嚙合時(shí)，抬升的坡面31才在軸向方向上在部分移出的銷26的下方運(yùn)動(dòng)通過。操作輪廓28的長度l相當(dāng)于齒17的高度。在操作輪廓28向著第一離合元件5的方向在銷26下方運(yùn)動(dòng)通過的期間，該操作輪廓向銷26上施加力，該力使得銜鐵25在線圈24內(nèi)部移動(dòng)遠(yuǎn)離爪形離合器1，如圖4所示。通過銜鐵25的移動(dòng)，在線圈中感生出電壓，這導(dǎo)致電流流動(dòng)通過線圈24，如圖5所示。在線圈24中感生的電壓和/或流動(dòng)通過線圈24的電流被與線圈24連接的評(píng)估電路(未示出)測量和分析評(píng)估，該評(píng)估電路具有a/d模塊并且當(dāng)電壓或電流超出規(guī)定閾值s時(shí)產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)——這表明離合器1的正常閉合。

如果相反第一離合元件5的齒17與第二離合元件6的齒17以“齒對(duì)齒”狀態(tài)相互對(duì)置，則第二離合元件6的齒17被彈簧21摩擦連接地壓向第一離合元件5的齒17。在此情況下，操作輪廓28不在銷26下方運(yùn)動(dòng)通過，從而銜鐵25在線圈24內(nèi)不移動(dòng)并且在線圈24中既不感生出電壓、也沒有電流流過。因此評(píng)估電路不產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)。也就是說，離合器1并沒有正常接合或閉合。