CN100549449C - 能被流体操纵的旋转随动器离合装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可以流体施加作用的旋转随动器离合装置(1)。其中应用了一个活塞-缸-单元(7)，它与离合轴(12)刚性连接并一起转动地支承。

Description

能被流体操纵的旋转随动器离合装置

技术领域

本发明涉及一种能被流体操纵的旋转随动器离合装置。

背景技术

这种旋转随动器离合装置在机械结构中应用于将一个传动轴的转动按照需要传递到一个从动轴上，其中该旋转随动器离合装置按照本身特性处在离合装置接合或分离的状态中，或在过度区域中被以打滑方式驱动。

在离合装置接合时，这些对应的随动器盘必须通过一个活塞-缸-单元和一个所属的环活塞(Ringkolben)以较高的压力相互间挤压着，以便传递所要求的扭矩。

为此应用了活塞-缸-单元，从该活塞-缸-单元起通过环活塞的端表面的一个一同转动的压力腔提供该操纵流体。因此这种旋转随动器离合装置的一个原理性问题在于，存在着彼此相对转动的密封面，它们至少当旋转随动器离合装置处在离合装置接合中时以驱动侧的转速彼此相对地转动。

因此用于给随动器盘施加压力的压力腔的供应只能通过一个具有已连接的通道系统的回转接头来实现，其中该通道系统的一个分通道以离合轴转速进行旋转，而另外的分通道则不是这样，并且因此两个分通道相对于施加压力的活塞-缸-单元的压力是被压力密封的。

因此在活塞-缸-单元的出口和这个与另外的压力腔相连系的通道系统之间必须设置一个压力密封的回转接头。

特别是在大的机械设备、例如在汽车工业中液压的压力机的情况下，通过一个这种形式的回转接头要密封直达约100bar的高压，才不会发生任何的环境污染。

当然与此相关的构造费用也是可观的。

因此需求一种能被流体操纵的旋转随动器离合装置，其中所述在旋转随动器离合装置和活塞-缸-单元之间通过相对转动而相对可运动的构件不再需要昂贵的液压或气动的密封措施。

发明内容

因此本发明的任务是，消除现有技术的这些缺陷、并提供一些措施，借助该措施就能够将活塞-缸-单元和回转接头之间的昂贵回转接头省去。

本发明利用这样一种能够被流体操纵的旋转随动器离合装置来解决这一任务。在该旋转随动器离合装置的随动器盘中的至少一个随动器盘与一个传动机构抗扭地连接，并且至少一个另外的随动器盘与一个驱动机构抗扭地连接，其中操纵流体从一个活塞-缸-单元的压力腔通过一个连接管道被输送到另一压力腔中，该另一压力腔被一个在施加压力时可轴向移动的离合装置操纵环的环活塞所密封，其中面对所述另一压力腔的活塞端表面-按照旋转随动器离合装置的功能-为了使旋转随动器离合装置接合或分离而被施加以操纵流体的压力，并且其中活塞-缸-单元连同连接管道一起抗扭地、压力密封地并可共同转动地与下述的离合装置结构件连接：从该离合装置结构件起使所述连接管道通入到所述另一压力腔中，其特征在于，活塞-缸-单元被一个外力力发生器施加作用，该外力力发生器具有一个动子和一个定子，其中动子在活塞-缸-单元的轴向上可移动，并且

相对定子可转动地支承，或者

通过一个轴向力-转动轴承被耦连到可转动的活塞-缸-单元上。

本发明产生的优点是，活塞-缸-单元连同那个还载有与所述另一压力腔相联系的管道连接机构的离合结构件共同构成一个结构单元，其结构件不彼此相对转动。

由此所述活塞-缸-单元例如与离合轴一起转动地连接，并且必要时被相应地支承，以便考虑在活塞-缸-单元和离合装置之间要求压力密封时可以基于一个刚性的系统。

因此该活塞-缸-单元就可以与离合轴、或一般是与离合装置结构件(在其上还安置有连接管道的通入到所述另一压力腔中的注入孔)一起被视为静止的系统，其中所要求的压力密封性就可以毫无问题地通过静止的措施实现。

这些静止的措施可以例如安置在离合轴和活塞-缸-单元之间的压力密封的法兰连接结构中。

一种用于操纵流体的回转接头因此也就不再需要了。

该活塞-缸-单元最好被一个外力力发生器(Auβenkraftgeber)施加作用。该外力力发生器具有一个在活塞-缸-单元的轴向上可运动的动子并且还有一个对应配置的定子。所述动子应该在活塞-缸-单元的轴向上是可移动的，并且活塞和工作缸为了在液体腔减小时产生压力可以彼此相对地移动。

对此可以想到各种不同的实施例，其中在第一实施例中所述动子相对于定子可转动地支承。因此该动子可以与活塞-缸-单元刚性地连接。

另一个实施例规定，动子和定子应是彼此相对不可转动的。

对于这种情况则建议，动子通过一个轴向上起作用的转动轴承被耦连到可转动的活塞-缸-单元上。

作为在轴向上可起作用的转动轴承可以考虑滑动轴承或滚动体轴承。

在另一个实施例中，所述外力力发生器是一个线性电机，其动子不仅在轴向上是可移动的、而且此外还通过活塞-缸-单元可转动地进行支承。

因为在这样一种线性电机的情况下在动子和定子之间设置了一个无接触的环间隙，故本发明的这种改进方案也可以利用该动子的这个自由转动性。这种线性电机例如电气或电磁地受到驱动并且属于现有技术。这个独特的优点在于，通过一个伺服控制器例如依据确定的运行参数实现一种控制的可能性。

在用于操纵旋转随动器离合装置的活塞-缸-单元情况下，将这种电磁式线性电机用作一起转动的组成构件仍然不是公知的。

在这种旋转随动器离合装置中可实现直达约100bar的高压，并且此外当活塞-缸-单元被支承在一对相对安装的径向推力球轴承上时，能够以特别简单的方式实现抵消(abtragen)。

这种径向推力球轴承、最好是在活塞-缸-单元外圆周上的相对安装能实现一种紧凑的结构形式，并还特别地适合于采用标准化的结构件。

特别的优点是，能将本发明简单地组合到一个所谓的离合装置-制动器-组合设备中。

在这样一种离合装置-制动器-组合设备中，所述环活塞一方面应用于离合装置操纵环、并另一方面应用于制动器-操作器-元件。相应的功能则产生于相应的移动方向，其中当然同时只是在与旋转随动器离合装置相结合时也必须确保活塞-缸-单元的转动性。

关于制动功能方面而言，并不存在一种转动运动的问题，并因此也不存在一个流体密封的回转接头的问题。

当然只要是施加制动作用同样通过一个转动地支承的环件来实现的话，则全部的上述实施例也相应地适用。

当然最好是这样一种实施方案，其中将作用力由弹性预张紧的弹簧施加到制动器的移动元件上，所述弹簧则在为了操纵离合装置以施加压力作用的情况下向增加的弹簧力进行预紧。

这样的离合装置-制动器-组合设备在两个精确限定的终端位置上工作，亦即一个制动位置、其中离合装置处于分离而制动器处于接合，以及一个离合装置-接合-位置、其中仅仅是离合装置被接合而制动器是不起作用的。

为了减小离合装置层的磨损，可以另外地规定通过一个同样一起转动的通道系统向离合装置腔输送冷却油。

对此提供了一些实施例。

附图说明

下面借助具体实施例详细地解释本发明。在附图中表明：

图1是本发明的第一实施例，

图2是本发明的另一实施例，

图3是本发明在一个离合装置-制动器-组合设置方案时的实施例。

具体实施方式

只要在下面没有另外说明的，则下面的描述就适合于所有附图。

附图示出一个旋转随动器离合装置1。

该旋转随动器离合装置1具有随动器盘2。随动器盘2一方面与传动机构3抗扭地连接，并另一方面与驱动机构4抗扭地连接。

其中随动器盘2可轴向上稍微移动地或者安置在中心离合轴12上，或者安置在该离合装置的背离离合轴的结构件上。

对于当前的观察，是否将离合轴12视为传动机构或是驱动机构在原理上都是无关紧要的。

因此按照考虑方式，将所表示的皮带盘作为驱动-或传动机构4或3，在皮带盘的圆周上作用着在图中表示的力矢量。

对于旋转随动器离合装置的所有未描述的和分开称呼的单个组成构件可参见现有技术。

实质性的是，在离合装置上要被传递的摩擦力被一个环活塞5所施加。在此环活塞5安置在离合轴12上，并在轴向上是可移动的。

环活塞5在其与随动器盘2远离的端部上具有一个端表面，该端表面被操纵流体施加作用。

该操纵流体11可以是液压的或气动的介质。

对环活塞5端表面的施加作用由活塞-缸-单元7的压力腔30实现，它通过一个连接管道8与另一压力腔6连接，其中所述连接管道8以一个相应的开口通入到该另一压力腔6中。

所述另一压力腔6被环活塞5的端表面所封闭。环活塞5可移动地安置在离合轴12上、并且通过未详细描述的密封结构也被密封，而该环活塞在其外圆周上被一个活塞壳体所包围，该活塞壳体构成压力腔6的其它的封闭壁。

因此在用操纵流体11对所述另一压力腔6施加压力时，该离合装置操纵环9被如此施加作用，以致于这个离合装置操纵环在轴向上被朝着旋转随动器离合装置1的方向上移动。由此随动器盘2进行形状配合及传力地接触，从而传递所要求的扭矩。

在本实施例中示出了一个旋转随动器离合装置，其中，离合装置操纵环在施加压力时使该离合装置接合。

但是也可以想到一个如此的旋转随动器离合装置，它例如通过弹簧预紧力被接合，然而操纵流体通过一个相应设置的另一压力腔则导致该旋转随动器离合装置分离。

对于这种情况，与压力腔面对的活塞端表面必须指向旋转随动器离合装置1，而该环活塞5由对置的侧面施加弹簧力地而被移动到该旋转随动器离合装置的接合位置上。

现在实质性的是，通过活塞-缸-单元7使操纵流体通过一个此处被设置在离合轴12中的轴向孔被导入到一起转动的所述另一压力腔6中。

为此，连接管道8的注入孔持续地与所述另一压力腔6相连接，而该连接管道8的另一端部安置在活塞-缸-单元7的出口上。

为了在那个从它使所述连接管道8通入到另一压力腔6中的离合装置结构件、在本情况下亦即离合轴12与活塞-缸-单元7之间实现一种压力密封的并无旋转的连接，则活塞-缸-单元7与离合轴12抗扭地、抗压力地并可一起转动地连接。

而且这个还意味着，一旦离合装置在滑动的状态或在接合的状态中时，活塞-缸-单元7与离合轴12就一起转动。

由此在活塞-缸-单元7和离合轴12之间的密封连接可以由一个可简单制造的法兰连接构成，该法兰连接在必要时通过O形环密封结构被密封。

另外这些附图表明了活塞-缸-单元7的施加作用的各种可能方案。

但是在所有情况下都设置一个外力力发生器13。该外力力发生器13具有一个在活塞-缸-单元7的轴向上可运动的动子(

)14和一个对应配置的定子15。在定子和动子之间按照作用及反作用的原理一个作用力被传递到该活塞-缸-单元7上，其最终实现活塞及工作缸的一个相对移动，因此活塞-缸-单元7的压力腔在施加作用力情况下被相应地减小，以便操纵该旋转随动器离合装置1。

此外图1，3和2公开了不同的原理方案。

在图1和3的情况下外力力发生器13具有一个动子14，它相对定子15是可转动地支承的。

其中动子14另外还可以在活塞-缸-单元7的轴向上移行。与此不同的是，图2表明了一种改进方案，其中该活塞-缸-单元7被一个外力力发生器13的所述动子14施加作用，该动子14虽然在活塞-缸-单元7的轴向上是可移动的，但不是安置在一个可转动的轴承中。

为此目的，在动子14和活塞-缸-单元7之间设置一个轴向力-转动轴承16，它可抵消在可转动的活塞-缸-单元7和外力力发生器13之间的相对运动。

这可以是一个滑动轴承、或最好是一个滚动体轴承。

此外附图表明了一个线性电机17结构形式的外力力发生器13。

此处涉及一个直接传动机构，其中线性运动在中间没有连接机械的传动机构地无磨损地产生。这种独特性在于，线性电机仅仅由两个构件、亦即动子14和定子15组合构成。

另外在线性电机的位置固定安置的壳体中，除了电机绕组以外还可以安置可能需要的用于动子或用于位置检测的支承结构、以及在给定情况下安置微处理程序电路。

一个线性电机的优点在于绝对的无磨损性，其动子是电气或电磁方式驱动的。

其中在动子14和定子15之间存在一个环形的空气间隙，其在本身特性上必须防止可能的短路。

图1和3的实施方案就利用了这个环形的空气间隙28，因为它确保了动子14在定子15内部在任何轴向位置上的自由旋转运动性。

作为对此的补充，图3示出了一种改进方案，其中线性电机17通过一个伺服控制器27被控制。

此外伺服控制器27可以是一个闭合调节回路的组成部分，在其内部预先确定的运行参数或用于压力建立等的预先确定的时间函数都可被调整。

在这种情况中，伺服控制器27通过一个在另一压力腔6中安置的压力传感器受到控制，以便使离合装置操纵环9按照一个预先确定的时间函数移动。

当然也可以应用所有其它有意义的运行参数作为伺服控制器的输入参数，例如摩擦层温度、离合装置间隙、离合装置磨损等。

另外图3示出的是，活塞-缸-单元7在一对对置安装的径向推力球轴承18上是在轴向上不可运动地支承的。

这个改进方案的优点在于，即使在直达100bar的较大压力时、并且此外全部作用到活塞-缸-单元7上的轴向力通过这个位置固定的壳体都可被抵消。

此外图3表明了一种实施例，其中离合装置操纵环9在其与所施加的压力相反的轴向运动方向上同样被一个反力力发生器20可移动地施加作用。在该情况中，所述反力力发生器20由螺旋弹簧构成，它在它的离合装置侧对离合装置操纵环9施加作用，并且致力于使这个离合装置操纵环在朝另一压力腔6的方向上移动。

因此这些弹性预紧的弹簧在离合装置操作期间对于环活塞5以施加增加的压力的情况下向增大的弹簧力进行预紧。

可以看出，在通过使活塞朝向外力力发生器30的方向移动而活塞-缸-单元的容积扩大的情况下，所述操纵流体11使另一压力腔6就如同通过活塞-缸-单元7的移位所设定的那种程度地离开。

在这种情况下，离合装置操纵环9在离合轴上朝一个与旋转随动器离合装置1对置的制动器19的方向移动，因此在旋转随动器离合装置1分离以后这个还在转动的离合轴12随之到达静止状态。

由此本发明不是只局限在旋转随动器离合装置1的这种应用上，而是还特别地表现在与制动器的组合方案中。

其中也可以想到的是，不是通过螺旋弹簧而是通过一种流体的、也就是说气动或液压地施加的反力力发生器来操纵该制动器，该反力力发生器同样应该按照本发明的措施与离合轴12一起转动地相连接。

在这个范围上到此为止的说明都是相应地适合的。

如果特别象图3表明的那样，该活塞-缸-单元7可转动地支承在一个位置固定的并本身封闭的壳体21中的话，可以设置其它联系的通道，它们以一个一起转动的通道系统22的结构形式与离合装置腔以及可能存在的制动器腔24有联系地连接，或者只与离合装置腔相联系地连接。

其中可以想到，在闭合壳体21和活塞-缸-单元7之间这个本身被密封的空腔被连接到一起转动的通道系统22上。

这例如可以通过一个环形的输送管道25实现，它在活塞-缸-单元7的任何转动位置上都与这个在位置固定的壳体21和活塞-缸-单元7之间的闭合空腔相连接。

在此特别地指出，使这个一起转动的通道系统22通过环形的输送管道25连接到一个不一起转动的冷却油贮槽26上，以便使在制动-或离合过程中产生的热量可以更好地排出，并且使所述层磨损减小或最小化。

附图标记列表

1     旋转随动器离合装置         15    定子

2     随动器盘                   16    轴向力-转动轴承

3     传动机构                   17    线性电机

4     驱动机构                   18    径向推力球轴承

5     环活塞                     19    制动器

6     另一压力腔                 20    反力力发生器

7     活塞-缸-单元               21    位置固定的壳体

8     连接管道                   22    一起转动的通道系统

9     离合装置操纵环             23    离合装置腔

10    面对另一压力腔的活塞端     24    制动器腔

      表面                       25    环形的输送管道

11    操纵流体                   26    冷却油贮槽

12    离合轴                     27    伺服控制器

13    外力力发生器               28    空气间隙

14    动子                       30    活塞-缸-单元的压力腔

Claims (13)

1.能够被流体操纵的旋转随动器离合装置(1)，在其随动器盘(2)中的至少一个随动器盘与一个传动机构(3)抗扭地连接，并且至少一个另外的随动器盘与一个驱动机构(4)抗扭地连接，其中操纵流体(11)从一个活塞-缸-单元(7)的压力腔通过一个连接管道(8)被输送到另一压力腔(6)中，该另一压力腔被一个在施加压力时可轴向移动的离合装置操纵环(9)的环活塞(5)所密封，其中环活塞的面对所述另一压力腔(6)的端表面为了使旋转随动器离合装置(1)接合或分离而按照旋转随动器离合装置(1)的功能被施加以操纵流体(11)的压力，并且其中活塞-缸-单元(7)连同连接管道(8)一起抗扭地、压力密封地并可共同转动地与下述的离合装置结构件连接：从该离合装置结构件起使所述连接管道(8)通入到所述另一压力腔(6)中，其特征在于，活塞-缸-单元(7)被一个外力力发生器(13)施加作用，该外力力发生器具有一个动子(14)和一个定子(15)，其中动子(14)在活塞-缸-单元(7)的轴向上可移动，并且

相对定子(15)可转动地支承，或者

通过一个轴向力-转动轴承(16)被耦连到可转动的活塞-缸-单元(7)上。

2.按权利要求1所述的旋转随动器离合装置，其特征在于，轴向力-转动轴承(16)是滑动轴承。

3.按权利要求1所述的旋转随动器离合装置，其特征在于，轴向力-转动轴承(16)是滚动体轴承。

4.按权利要求1至3之一所述的旋转随动器离合装置，其特征在于，外力力发生器(13)是一个线性电机(17)。

5.按权利要求4所述的旋转随动器离合装置，其特征在于，线性电机(17)的动子(14)电气或电磁方式地驱动。

6.按权利要求4所述的旋转随动器离合装置，其特征在于，线性电机(17)能够通过一个伺服控制器(27)受到控制。

7.按权利要求4所述的旋转随动器离合装置，其特征在于，线性电机(17)在闭合的调节回路中被以预先确定的运行参数来运行。

8.按权利要求1所述的旋转随动器离合装置，其特征在于，活塞-缸-单元(7)在轴向上不可运动地支承在一对对置安装的径向推力球轴承(18)上。

9.按权利要求1所述的旋转随动器离合装置，其特征在于，离合装置操纵环(9)在其与所述施加压力相反的轴向运动方向上被一个反力力发生器(20)同样可移动地施加作用，并且用作一个制动器(19)的移动元件。

10.按权利要求9所述的旋转随动器离合装置，其特征在于，所述反力力发生器(20)被弹性地预紧，并具有如此安置的弹簧：该弹簧在离合装置操作期间对于环活塞(5)以增加的施加压力的作用下向增大的弹簧力进行预紧。

11.按权利要求1所述的旋转随动器离合装置，其特征在于，活塞-缸-单元(7)被可转动地支承在一个位置固定的并本身密封闭合的壳体(21)中，并且通过一个一起转动的通道系统(22)与离合装置腔相联系地连接。

12.按权利要求11所述的旋转随动器离合装置，其特征在于，所述活塞-缸-单元(7)通过所述一起转动的通道系统(22)分别与离合装置腔及制动器腔(24)相联系地连接。

13.按权利要求11所述的旋转随动器离合装置，其特征在于，一起转动的通道系统(22)通过一个环形的输送管道(25)连接到一个不一起转动的冷却油贮槽(26)上。

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