CN102135145A - 机电离合器促动器组件 - Google Patents

Abstract

带有齿轮装置的包括电动机的离合器促动器组件被公开。齿轮装置包括具有带有螺纹的蜗杆和带有促动器部分的蜗轮的蜗轮副。蜗轮由蜗杆促动，蜗杆由电动机促动。蜗轮还包括带有送进螺纹的送进齿轮部分。离合器促动器组件的固定螺纹与送进螺纹相啮合。齿轮装置包括自锁特征，当电动机未被促动时，其阻止促动器部分移动。

Description

机电离合器促动器组件

技术领域

本发明涉及一种机电离合器促动器组件。

背景技术

通过机电离合器促动器启动离合器的操作为液压或气动离合器促动提供了可供选择的方法。机电离合器促动器用于例如半自动变速器和双离合器变速器。已知机电离合器促动器的几种类型。一种类型的离合器促动器包括可移动的滑块。滑块的运动是由连到电动机上的蜗轮副所驱动。滑块作为杠杆臂的枢转点，以至于作用于杠杆臂上的弹簧力被转换成随滑块位置变化的输出力。根据进一步的类型，鲍登缆线(Bowden wire)端被连接到电动机的主轴驱动。鲍登缆线的另一端被连接到带有斜面的盘，其将盘的旋转运动转换成离合器分离轴承的断开运动。

发明内容

本申请的目的是提供用于促动单离合器的改进的离合器促动器组件，本申请的进一步的目的是提供用于促动双离合器的两个机电离合器促动器组件的布置。离合器促动器组件也称作机电离合器促动器。

所公开的离合器促动器组件，其包括带有齿轮装置的电动机。该齿轮装置包括带有螺纹的蜗杆和蜗轮的蜗轮副。促动器部分，如离合器分离轴承，被连接到蜗轮上用于促动离合器。蜗轮由蜗杆促动，蜗杆由电动机促动。蜗轮还包括带有送进螺纹(advance thread)的送进齿轮部分。离合器促动器组件的固定螺纹与送进螺纹相啮合。该齿轮装置包括自锁特征，当电动机未被促动时，其阻止促动器部分移动。更特别地是，自锁特征是由一个或多个螺纹形式所提供，如倾角(inclination)或螺纹的螺纹面(flank)的形式。

在本申请的实施例中，蜗轮是由第一圆柱形和第二圆柱形零件所提供。与蜗杆螺纹相啮合的蜗轮的第二螺纹是在第一圆柱形零件的圆周上提供。蜗轮的送进齿轮部分是由第二圆柱形零件所提供。固定螺纹是由位于杯形零件的内表面上的螺纹所提供。在实施例中，第一和第二圆柱形零件是离合器促动器组件的第二部分的零件，该部分可绕旋转轴线旋转。旋转轴线与输出轴的对称轴线相一致。蜗杆和杯形零件分别是离合器促动器组件的第一和第三部分的零件。

在本申请的实施例中，固定螺纹是由连接到离合器壳体上的杯形零件的表面所提供。在进一步的实施例中，固定螺纹是由离合器壳体的螺纹所提供。固定螺纹作为内螺纹或者也作为外螺纹而形成。

在本申请的实施例中，蜗轮的螺纹是由位于第一圆柱形零件的圆周上的阴螺纹所提供，蜗轮的送进螺纹是由位于第二圆柱形零件的圆周上的阳螺纹所提供。因此，位于杆上的啮合螺纹可以作为阳螺纹实现，啮合的固定的内螺纹可以作为阴螺纹实现，其容易加工。

在本申请的实施例中，电动机和带有螺纹的蜗杆可沿运动轴线移动。用于沿运动轴线移动电动机和蜗杆的导向装置被提供，其连接到电动机上。导向装置与连接到蜗轮的接合部分相接合合。接合部分在离合器促动器组件的第二部分被提供。

在本申请的实施例中，固定螺纹在杯形零件的表面被提供，杯形零件连接到离合器壳体上。

此外，本申请公开了用于促动双离合器的两个离合器促动器组件的布置。该布置包括根据其中一个应用的第一离合器促动器组件，用于促动双离合器的第一离合器，和根据该应用的第二离合器促动器组件，用于促动双离合器的第二离合器。离合器促动器组件是彼此嵌套的，以至于第一机电离合器促动器的送进螺纹分包围第二机电离合器促动器的送进螺纹。

附图说明

本申请将参考附图进行更详细的解释，其中：

图1表示机电离合器促动器的第一实施例的侧视图，

图2表示处于开启位置的离合器和图1的机电离合器促动器的横截面，

图3表示处于闭合位置的离合器和图1的机电离合器促动器的横截面，

图4表示带有导向装置的机电离合器促动器的第二实施例的侧视图，

图5表示图4中机电离合器促动器的导向装置和第一圆柱形零件的横截面，

图6表示带有根据第三实施例的两个机电离合器促动器的双离合器的横截面。

参考序号

8     输出轴轴线

9     电动机

9’   电动机

10    机电离合器促动器

10”  机电离合器促动器

10”’机电离合器促动器

11    第一部分

12    第二部分

13    第三部分

14    螺纹

14”  螺纹

14”’螺纹

15    杆

15”  杆

15”’杆

16    杆15的旋转

17    第一带有螺纹的圆柱形零件

17”  第一带有螺纹的圆柱形零件

17”’第一带有螺纹的圆柱形零件

18    螺纹

18”  螺纹

18”’螺纹

19    离合器分离轴承

20    第二带有螺纹的圆柱形零件

20”  第二带有螺纹的圆柱形零件

20”’第二带有螺纹的圆柱形零件

21    螺纹

21”  螺纹

21”’螺纹

22    杯形零件

22’  离合器壳体

23    内螺纹

23”  内螺纹

23”’内螺纹

25    离合器

25’  双离合器

26    逆时针旋转

27    顺时针旋转

28    向内移动

30    向外移动

31    离合器盘

32    输出轴

32’  内部轴

33    轴承

35    顺时针旋转

36    逆时针旋转

37    向外移动

40    导向装置

41    指状部分

42    形部分

43    圆形凹槽

45    中空轴

具体实施方式

图1显示根据本申请的机电离合器促动器10的示意的侧视图。机电离合器促动器10包括第一部分11、第二部分12和固定的第三部分13。第一部分11位于与输出轴(其在图1中未显示)的轴线8相垂直的方位，而第二部分12和固定的第三部分13与轴线8同轴布置。

第一部分11包括电动机9和附连至电动机9的轴线的杆15。杆15包括在杆15末端的螺纹14。杆15绕电动机9的轴线的旋转如箭头16所示。

第二部分12包括第一带有螺纹的圆柱形零件17。在第一带有螺纹的圆柱形零件17圆周上的螺纹18与杆15上的螺纹14相啮合。离合器分离轴承19与第一带有螺纹的圆柱形零件17的一侧相接触。第二带有螺纹21的圆柱形零件20连到第一带有螺纹的圆柱形零件17的相对侧。

固定的第三部分13包括杯形零件22，其连接到离合器的壳体上。离合器的壳体在图1中未显示。在杯形零件22的内侧提供有内螺纹23。内螺纹23与第二带有螺纹的圆柱形零件20的螺纹21相啮合。在杯形零件22的底部提供有用于接收输出轴的圆形孔。该孔在图2和3的横截面中可以看到。

杆15的、第一带有螺纹的圆柱形零件17的、第二带有螺纹的圆柱形零件20的和杯形零件22的螺纹是低倾角的螺纹。“低倾角”意思是螺纹的倾角相对于垂直于旋转轴线的表面基本上小于45°。旋转轴线由各自螺纹的对称轴所定义。螺纹的倾角也称为“螺纹升角”。

特别是，杆15、第一圆柱形零件17、第二带有螺纹的圆柱形零件20和杯形零件的螺纹倾角是这样的，以至于机电离合器促动器10提供了自锁特性，由此如果电动机9未被促动时，机电离合器促动器10的第二部分12被阻止移动。

在图1的实施例中，零件的尺寸关系如下叙述。离合器分离轴承19的直径比第一带有螺纹的圆柱形零件17的直径大，该第一带有螺纹的圆柱形零件17的直径又比第二带有螺纹的圆柱形零件20的直径大。沿轴线8测量，离合器分离轴承19的厚度比第一带有螺纹的圆柱形零件17的厚度小，该第一带有螺纹的圆柱形零件17的厚度又比第二带有螺纹的圆柱形零件20的厚度小。

沿轴线8，第一带有螺纹的圆柱形零件17的螺纹18的宽度尺寸是这样的，以至于第一圆柱形零件17的螺纹18和杆15的螺纹14在第一圆柱形零件17的移动范围上啮合，该范围足够经由离合器分离轴承19打开和闭合离合器。

图2和3显示带有根据图1的机电离合器促动器10的自然闭合(naturallyclosed)的离合器25的横截面。离合器分离轴承19和花键轴在侧视图中显示。图2显示处于打开位置的离合器25，图3显示处于闭合位置的离合器25。以下，假定右旋螺纹。轴15的旋转方向是从电动机9所看进行描述，第一带有螺纹的圆柱形零件17的旋转方向是从离合器25所看进行描述。

如图2和3所示，圆柱形零件17和20是中空的，杯形零件22的底部有圆形孔。输出轴32在圆柱形零件17和20内和在杯形零件22的圆形孔内同轴布置。输出轴32由位于输出轴32和杯形零件22的圆形孔之间的轴承33和由位于输出轴32和离合器25的离合器壳体之间的另一轴承所支撑。离合器壳体连接到飞轮上，飞轮按已知方式连接到发动机的输出轴。飞轮和发动机未显示。

为了闭合图2中所示的处于打开位置的离合器25，给电动机9提供电流，以至于电动机9按逆时针方向转动轴15，如箭头26所指。轴15的螺纹14的逆时针旋转，经过螺纹14与第一带有螺纹的圆柱形零件17的螺纹18相啮合，转动第一带有螺纹的圆柱形零件17。第一带有螺纹的圆柱形零件17的顺时针旋转如箭头27所指。第一带有螺纹的圆柱形零件17传递其顺时针旋转给第二带有螺纹的圆柱形零件20。经过第二带有螺纹的圆柱形零件20的内螺纹21与在杯形零件22内部的内螺纹23相啮合，第二带有螺纹的圆柱形零件20移入杯形零件22中。机电离合器促动器10的第二部分12向指向杯形零件22的内部和远离离合器25移动。第二部分12的向内移动如箭头28所指。

离合器25的弹簧30将离合器分离轴承19压向第一带有螺纹的圆柱形零件17。离合器分离轴承19远离离合器盘31。弹簧30的向外运动经过弹簧30的枢轴安装被转换成作用于摩擦盘上的压力。摩擦盘压在离合器盘上，摩擦盘的转动被传递给连接到输出轴32的离合器盘。

为了打开如图3所示处于闭合位置的离合器25，给电动机9提供电流，以至于电动机9按顺时针方向转动轴15，如箭头35所指。轴15经过螺纹14的啮合按逆时针方向转动第一带有螺纹的圆柱形零件17，如箭头36所指。第一带有螺纹的圆柱形零件17传递其旋转到第二带有螺纹的圆柱形零件20。第二带有螺纹的圆柱形零件20移出杯形零件22并移向离合器25。第二带有螺纹的圆柱形零件20的向外移动如箭头37所指。

第二带有螺纹的圆柱形零件20的向外移动被传递给第一带有螺纹的圆柱形零件17和离合器分离轴承19。离合器分离轴承向指向离合器25内部压缩弹簧30。弹簧30的向内运动经过弹簧30的枢转安装被转换成摩擦盘的向外移动。摩擦盘从离合器盘分离。

图4和5显示机电离合器促动器的第二实施例，其中电动机9以可平行于轴线8移动这种方式来支撑，但是这样电动机9的移动被约束到包含轴线8的平面。导向装置连接第一部分11到第二部分12上，以至于第一部分11的移动跟随第二部分12的移动。

图4显示机电离合器促动器10’的第二实施例的侧视图。同样的零件具有相同的参考序号，相似的零件具有相同主参考序号。与前面实施例不同，在第一圆柱形零件17的圆周上的螺纹18具有与在杆15端部的螺纹14基本相同的宽度。

除了图1中所示特征外，图4的机电离合器促动器10’包括连接到电动机9’上的导向装置40。该导向装置包括指状部分41和叉形部分42。指状部分在一端被固定到在电动机9’的壳体上的附件。在指状部分的另一端设置的叉形部分42以半圆的形状形成。叉形部分42与在第一圆柱形零件17’外部的圆形凹槽43相接合。

如果第一圆柱形零件17’移向或者远离杯形零件22，那么导向凹槽43的侧壁移动导向装置40和相连接的电动机9’，沿第一圆柱形零件17’的移动方向。

图5显示导向装置40、第一圆柱形零件17’、和输出轴32的横截面，在图5的下半部分，显示了圆形凹槽43的侧壁。

图6显示包括两个自然打开的离合器的双离合器25’的横截面。双离合器25’的离合器根据第三实施例从第一机电离合器促动器10”和第二机电离合器促动器10”’被促动。在图6中，促动器10”和10”’的电动机在横截面的外部，因此未被显示。只有机电离合器促动器10”、10”’不同于图1的机电离合器促动器10的特征将在下面进行解释。

内部输出轴32’在中空输出轴45内同轴布置。第一和第二离合器盘分别安装在中空输出轴45和输出轴32’的花键部分。第一和第二摩擦盘分别被机电离合器促动器10”和10”’促动。

机电离合器促动器10”’的第二带有螺纹的圆柱形零件20”’在机电离合器促动器10”的第二带有螺纹的圆柱形零件20”内同轴布置。

机电离合器促动器10”的第一带有螺纹的圆柱形零件17”，其以大齿轮的形式形成，被安装在机电离合器促动器10”的第二带有螺纹的圆柱形零件20”上。第一带有螺纹的圆柱形零件17”的螺纹18”，其以第一带有螺纹的圆柱形零件17”的齿的形式形成，与杆15”的螺纹14”相啮合，该杆15”连接到电动机上。在离合器壳体22’的第一带有螺纹的圆形孔的内侧的内螺纹23”与在第二带有螺纹的圆柱形零件20”的外侧的螺纹21”相啮合。

同样地，机电离合器促动器10”’的第一带有螺纹的圆柱形零件17”’，其以大齿轮的形式形成，被安装在机电离合器促动器10”’的第二带有螺纹的圆柱形零件20”’上。第一带有螺纹的圆柱形零件17”’的螺纹18”’，其以第一圆柱形零件17”’的齿的形式形成，与杆15”’的螺纹14”’相啮合，该杆15”’连接到电动机上。在离合器壳体22’的第二带有螺纹的圆形孔的内侧的内螺纹23”’与在第二带有螺纹的圆柱形零件20”’的外侧的螺纹21”’相啮合。

滚柱轴承，其在图6中未显示，在机电离合器促动器10”的第二圆柱形零件20”与机电离合器促动器10”’的第二圆柱形零件20”’之间被提供，以至于第二圆柱形零件20”’在第二圆柱形零件20”内自由旋转，并且第二圆柱形零件20”’在第二圆柱形零件20”内被支撑。双离合器25’的双质量飞轮连接到发动机的输出轴上，如图6左手侧所示。

由于自锁特征，根据本申请的机电离合器在闭合位置不要求额外能量去保持自然打开离合器。这在实现至少其中一个离合器作为自然打开的离合器的双离合器传输中是特别有利的。由于节能，内燃机的排放也减少了。

根据本申请的机电离合器促动器可以用于自然打开和自然闭合的离合器。此外，其可有效地用于双离合器变速器(DCT)，并且也可用于半自动变速器(AMT)。

机电离合器促动器可以仅用非常少的零件来实现。不要求液压管路和防止泄露的密封，不需要补充液压油。

由于根据本申请的螺纹的低倾角，快速转动电动机的相对低的输出扭矩可被转换成相对高的促动力。此外，螺纹的低倾角提供了自锁特性，其阻止当电动机断开时，甚至当没有提供附加装置如刹车机构时，促动器滑出位置。螺纹可以具有特殊的形式以提高自锁特性，例如螺纹牙侧特定的倾角。螺纹可以形成，例如锯齿形或者如偏梯形、V形和英制梯形螺纹(Acme)的梯形形状。英制梯形螺纹和偏梯形螺纹具有承受高载荷的优点，而V形螺纹能提供用于自锁特征的更大的摩擦表面。螺纹还可具有多头螺纹以增加用于快速离合器促动的线性运动。

机电离合器促动器的带有螺纹的零件可以用标准零件使用标准加工工具制成。因此，配有根据本申请的离合器促动器的汽车是更友好服务的。这个优点尤其适用于，但不排除其它的，打算用于欠发达地区的车辆。

此外，根据本申请的机电离合器促动器的零件与其它包含杠杆、弹簧、滚柱和类似东西的其它机电机构相比可以做的坚固。因此，根据本申请的机电离合器促动器也可用于在恶劣环境操作和用于军事车辆。

根据本申请对双离合器的两个促动器使用固定的内螺纹使得第二圆柱形零件靠近输出轴放置成为可能。因此，离合器的杠杆臂可以做大用于接收大的压力。

尽管上面的描述包含许多细节，但是这些不构成作为本实施例的范围的限制，而仅仅提供可预见实施例的说明。特别是上面提到的本实施例的优点不构成作为本实施例的范围的限制，而仅仅解释如果所描述的实施例投入实践的可能的成果。因此，实施例的范围应当通过权利要求书和其等价物来确定，而不是通过所给出的实例。

一些修改是可能的。例如，第二部分的第二和第一圆柱形零件可以作为有两个外螺纹的一个单独零件或者作为有一个外螺纹和齿的单独零件来实现。第一圆柱形零件可以作为带有齿的嵌齿轮(cog wheel)来实现。零件的螺纹也可以是左旋的。电动机和杆的位置可以相对于图中所示的位置交换180°。

两个机电离合器促动器的布置也可用于促动离合器从不同侧被促动的一类双离合器。在这个布置中，第二圆柱形零件彼此不嵌套，并且机电离合器促动器可以同样构造。

代替杯形零件，可以使用由另一个零件如离合器壳体形成的内螺纹。第一和第二圆柱形零件的位置也可以交换，这意味着内螺纹和第二圆柱形零件可以与离合器分离轴承相邻，而杆和第一圆柱形零件位于进一步远离离合器分离轴承的位置。

Claims (15)

1.一种带有齿轮装置的包括电动机(9；9’)的离合器促动器组件(10；10’)，所述齿轮装置包括：

-蜗轮副，其有带有螺纹的蜗杆(15)和带有促动器部分(19)的蜗轮(12)，所述蜗轮(12)由所述蜗杆(15)促动，所述蜗杆(15)由所述电动机(9；9’)促动；

-所述蜗轮(12)还包括带有送进螺纹(21)的送进齿轮部分(20)；

-固定螺纹(23)，与所述送进螺纹(21)相啮合；

其中

所述齿轮装置包括自锁特征，当所述电动机(9；9’)未被促动时，该自锁特征阻止所述促动器部分(19)移动。

2.如权利要求1所述的离合器促动器组件(10；10’)，其特征在于：

所述自锁特征是由所述蜗轮(12)的第二螺纹(18)的倾角所提供。

3.如权利要求1所述的离合器促动器组件(10；10’)，其特征在于：

所述自锁特征是由所述送进螺纹(21)的倾角所提供。

4.如权利要求1所述的离合器促动器组件(10；10’)，其特征在于：

所述自锁特征是由所述蜗轮(12)的所述第二螺纹(18)的和所述送进螺纹(21)的倾角所提供。

5.如前述权利要求任一项所述的离合器促动器组件(10；10’)，其特征在于：

所述自锁特征进一步由所述带有螺纹的蜗杆(15)的螺纹(14)的螺纹面和/或所述送进螺纹(21)的螺纹面的形状所提供。

6.如权利要求5所述的离合器促动器组件(10；10’)，其特征在于：

所述带有螺纹的蜗杆(15)的螺纹(14)的和/或所述送进螺纹(21)的螺纹面形成为锯齿形螺纹。

7.如权利要求5所述的离合器促动器组件(10；10’)，其特征在于：

所述带有螺纹的蜗杆(15)的螺纹(14)的和/或所述送进螺纹(21)的螺纹面形成为梯形螺纹。

8.如前述权利要求任一项所述的离合器促动器组件(10)，其特征在于：

所述蜗轮的螺纹(18)是由位于第一圆柱形零件(17)的圆周上的阴螺纹(18)所提供，所述送进螺纹(21)是由位于第二圆柱形零件(20)的圆周上的阳螺纹(21)所提供。

9.如前述权利要求任一项所述的离合器促动器组件(10；10’)，其特征在于：

所述固定螺纹(23)是由离合器壳体的内螺纹(23)所提供。

10.如前述权利要求任一项所述的离合器促动器组件(10’)，其特征在于：

所述电动机(9’)和所述带有螺纹的蜗杆(15)可沿移动轴线(8)移动，并且其中提供有用于沿所述移动轴线(8)移动所述电动机(9’)和所述蜗杆(15)的导向装置(40)，所述导向装置(40)被连接到所述电动机(9’)，并且所述导向装置(40)与连接到所述蜗轮(12)的接合部分相接合。

11.一种用于促动双离合器的两个离合器促动器组件(10”，10”’)的布置，所述布置包括：

-根据前述权利要求任一项所述的第一离合器促动器组件(10”)，用于促动所述双离合器的第一离合器；

-根据前述权利要求任一项所述的第二离合器促动器组件(10”’)，用于促动所述双离合器的第二离合器；

其特征在于：

所述第一离合器促动器组件(10”)的送进螺纹(21”)部分地包围所述第二机电离合器促动器(10”’)的送进螺纹(21”’)。

12.如权利要求11所述的两个离合器促动器组件(10”；10”’)的布置，其特征在于：

在所述第一离合器促动器组件(10”)的送进螺纹(21”)与所述第二离合器促动器组件(10”’)的送进螺纹(21”’)之间设置有轴承。

13.一种单离合器，带有如权利要求1到10任一项所述的离合器促动器组件(10；10’)。

14.一种双离合器，带有两个如权利要求11或者12所述的离合器促动器组件(10”，10”’)布置。

15.一种汽车，带有如权利要求13或者权利要求14所述的离合器。

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