CN104565101B - 带有爪式端面离合器的致动器 - Google Patents

带有爪式端面离合器的致动器 Download PDF

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Abstract

一种带有爪式端面离合器的致动器，具有第一离合器爪和第二离合器爪以及致动器组件。所述第二离合器爪被配置为当旋转动力在所述第一离合器爪和所述第二离合器爪之间被传递时，与所述第一离合器爪脱离。所述致动器组件被配置为当所述第二离合器爪在第一位置时予以锁定，从而阻止所述第二离合器爪与所述第一离合器爪的自动脱离。

Description

带有爪式端面离合器的致动器
技术领域
本公开涉及带有爪式端面离合器的致动器。
背景技术
本部分提供与本公开有关的背景信息，其未必是现有技术。
本领域中已知使用具有端面齿的离合器爪(即爪式端面离合器)以在输入轴和输出轴之间选择性地传递旋转动力。虽然这样的设备适于其所预期的目的，但是本领域仍存在对改进的爪式端面离合器的需要。
发明内容
本部分提供本公开的一般性概述，并非其全部范围和所有特征的全面公开。
在一种形式中，本教导提供离合器和致动器组合，其包括：第一轴；第一离合器爪，被固定地联接至所述第一轴以共同旋转；第二轴；第二离合器爪，不能旋转但能轴向滑动地接收在所述第二轴上；和致动器组件。所述致动器组件具有输出构件，该输出构件被配置为使所述第二离合器爪在所述第二轴上于第一位置和第二位置之间滑动，在所述第一位置时，所述第二离合器爪与所述第一离合器爪接合，在所述第二位置时，所述第二离合器爪与所述第一离合器爪间隔开，使得旋转动力不能在所述第一离合器爪和所述第二离合器爪之间被传递。所述第二离合器爪被配置为当旋转动力在所述第一离合器爪和所述第二离合器爪之间被传递时，与所述第一离合器爪脱离。所述致动器组件被配置为，当所述输出构件已将所述第二离合器爪移动到所述第一位置时予以锁定，以阻止所述第二离合器爪与所述第一离合器爪脱离。
在另一种形式中，本教导提供一种离合器和致动器组合，其包括：第一轴；第一离合器爪，被固定地联接至所述第一轴以共同旋转；第二轴；第二离合器爪，不能旋转但能轴向滑动地接收在所述第二轴上；和致动器组件。所述第一离合器爪具有多个第一爪齿。每个所述第一爪齿具有第一齿顶和一对相对的第一齿根面。每对相对的第一齿根面彼此相向地斜削而朝向所述第一齿顶中的相应的一个具有逐渐减小的距离。所述第二离合器爪具有多个第二爪齿。每个所述第二爪齿具有第二齿顶和一对相对的第二齿根面。每对相对的第二齿根面彼此相向地斜削而朝向所述第二齿顶中的相应的一个具有逐渐减小的距离。所述致动器组件具有输出构件，该输出构件被配置为使所述第二离合器爪在所述第二轴上于第一位置和第二位置之间滑动，在所述第一位置时，所述第二离合器爪接合到所述第一离合器爪，在所述第二位置时，所述第二离合器爪与所述第一离合器爪间隔开，使得旋转动力不能在所述第一离合器爪和所述离合器爪之间被传递。所述致动器组件被配置为当所述输出构件已将所述第二离合器爪移动到所述第一位置时予以锁定。
进一步的适用范围将从在此提供的描述中变得显而易见。本发明内容中的描述和特定示例旨在仅为说明的目的，并非意在限制本公开的范围。
附图说明
在此描述的附图仅用于所选择的实施例而非所有可能的实施方式例示目的，并非意在限制本公开的范围。
图1是根据本公开的教导构造的第一离合器和致动器组合的剖视图；
图2是当第一和第二离合器爪彼此接合时沿图1的线2-2截取的剖视图；并且
图3是根据本公开的教导构造的第二离合器和致动器组合的剖视图。
相应的附图标记在附图的几个视图中始终表示的相应部分。
具体实施方式
参见附图的图1，根据本公开的教导构造的离合器和致动器组合概括地由附图标记10表示。离合器和致动器组合10被配置为在第一轴12和第二轴14之间选择性地传递旋转动力。离合器和致动器组合10可以包括离合器组件16和致动器组件18。
离合器组件16可以包括第一离合器爪20和第二离合器爪22。第一离合器爪20可以被固定地联接至第一轴12以随其旋转，并且可以具有一带有多个第一离合器齿26的第一离合器剖面24。第二离合器爪22可以被不能旋转但能轴向滑动地安装到第二轴14上。在所提供的特定示例中，第二离合器爪22具有被配合接收在第二轴14的外花键部分30上的内花键孔28。第二离合器爪22可以具有一带有多个第二离合器齿36的第二离合器剖面34。
另外参见图2，第一离合器剖面24和第二离合器剖面34可以被配置使得当在第一离合器爪20和第二离合器爪22之间传递预定大小的旋转载荷时，使第二爪式离合器趋于脱离第一离合器爪20。更具体而言，第一离合器齿26和第二离合器齿36可以被成形为当旋转载荷通过第一离合器齿26和第二离合器齿36被传递时，产生促使第二离合器爪22沿轴向远离第一离合器爪20的轴向反作用力。在所提供的特定示例中，第一离合器齿26和第二离合器齿36具有等腰梯形形状，其中形成第一离合器齿26和第二离合器齿36中给定的一个的等腰梯形的两腰和两底中较小的一底，还限定第一离合器剖面24和第二离合器剖面34的相应部分。换言之，第一离合器齿26和第二离合器齿36被配置成具有相对的齿根面F，该相对的齿根面F彼此相向延伸而朝向相应的齿端部或齿顶T具有逐渐减小的距离。
返回到图1，致动器组件18可以是任何类型的线性致动器，其被配置为在轴向方向上沿第二轴14在第一位置和第二位置之间移动第二离合器爪22，在所述第一位置时，第二离合器剖面34被配合接合到第一离合器剖面24，在所述第二位置时，第二离合器剖面34被与第一离合器剖面24间隔开至在第一离合爪20和第二离合爪22之间不传递旋转动力的程度。例如，致动器组件18可以包括离合器拨叉40，止推轴承42和线性马达44。离合器拨叉40可以是致动器组件18的输出构件，并且可以被接收到形成在第二离合器爪22中的拨叉槽50中。在所提供的示例中，第二离合器爪22包括主体构件52和管状构件54，第二离合器剖面34和内花键孔28被形成在主体构件52上，管状构件54在与第二离合器剖面34相反的一侧被固定地联接至主体构件52。管状构件54可以具有中空的圆柱形主体部分56，该中空的圆柱形主体部分56可以具有可被固定地联接至主体构件52的第一端部，和可限定肩部58的第二相反的端部。离合器拨叉40可以包括拨叉构件60和驱动构件62，拨叉构件60可以被接收在圆柱形主体部分56上并且可以紧靠肩部58，驱动构件62可以被联接至线性马达44或者被线性马达44驱动。止推轴承42可以被接收在拨叉构件60和第二离合器爪22的主体构件52之间。
线性马达44可以是任何类型的线性马达，包括汽缸(气动的或液压的)或电驱动的螺线管，但在所提供的特定示例中，线性马达44包括旋转马达70、引导螺杆72和配合的内螺纹结构74，引导螺杆72被联接到旋转马达70的输出轴(未具体示出)上以随其旋转，配合的内螺纹结构74可以被形成在驱动构件62中并且螺纹接合到引导螺杆72。由于旋转马达70可以被固定地且不能旋转地安装到例如外壳(未示出)的适当的结构上，因此旋转马达70的运行可以引起引导螺杆72相应的旋转，并由此引起离合器拨叉40相应的轴向运动。引导螺杆72和配合的内螺纹结构74可被形成为使得引导螺杆72为自锁的。
旋转马达70可以运行以旋转引导螺杆72而使离合器拨叉40将第二离合器爪22推入第二位置，从而使第二离合器剖面34与第一离合器剖面24接合。通过第一离合器齿26和第二离合器齿36的旋转动力的传递，可以将轴向力传递到第二离合器爪22，这通常会促使第二离合器爪22如上所述地远离第一离合器爪20。然而，引导螺杆72的自锁特性阻止第二离合器爪22的轴向移动，并且因此第二离合器齿36不能脱离第一离合器齿26，以致于旋转动力可以通过离合器组件16传递。
参见图3，根据本公开的教导构造的第二离合器和致动器组合概括地由附图标记10'表示。离合器和致动器组合10'可以大致类似于离合器和致动器组合10(图1)，不同之处在于致动器组件18'包括推进器100、止推轴承42和线性马达44'。推进器100可以被同轴地并且不能旋转地围绕第二轴14安装。推进器100以任何期望的方式能轴向可移动但不能旋转地联接至壳体120。例如，多个圆柱形销140可以被固定地安装到推进器100和壳体120之一上；销140可以被接收到形成在推进器100和壳体120中的另一个中的轴向延伸的孔洞142中。在所提供的示例中，销140被固定地安装到壳体120，而孔洞142被形成在推进器100中。多个外螺纹102可被形成在推进器100的外径上。止推轴承42可以在推进器100和第二离合器爪22之间被轴向接收在管状构件54的圆柱形主体部分56上。管状构件54的肩部58可以在推进器100的与其邻接止推轴承42的端部相反的轴向端部紧靠推进器100。线性马达44'可被配置为在轴向方向上沿第二轴14移动推进器100。线性马达44'可以包括旋转马达70'，输入小齿轮110和输出齿轮112。旋转马达70'可以被固定地安装到适当的结构，例如离合器和致动器组合10'的壳体120上，并且可以具有输出轴122，输入小齿轮110可以联接到输出轴122以共同旋转。输出齿轮112可以是具有反作用端面126的环形齿轮，该反作用端面126可以紧靠例如壳体120之类的结构。可选地，输出齿轮112可以任何期望的方式被能旋转地但轴向地联接至所述结构(例如壳体120)，以允许它们之间的相对旋转同时限制它们之间的相对轴向运动。输出齿轮112可以具有围绕其外径所形成的一组齿，该组齿可以与输入小齿轮110的齿相啮合。一组内螺纹130可以被形成在输出齿轮112的内径面上。该组内螺纹130可被螺纹接合到形成在推进器100上的外螺纹102，使得推进器100被套叠地接收到输出齿轮112内。这些螺纹的几何形状可被设计为，假定摩擦力抵消移动构件之间的相对运动，推进器100上没有轴向力可以引起输出齿轮112的旋转。
可以运行旋转马达70'来旋转输入小齿轮110，以引起输出齿轮112和推进器100的相应的旋转。由于反作用端面126与壳体120之间的接触，输入小齿轮110沿第一旋转方向的旋转可以引起推进器100朝向第一离合器爪20轴向移动，从而驱动第二离合器爪22与第一离合器爪20接合。旋转动力通过第一离合器齿26和第二离合器齿36的传递可以将轴向力传递给第二离合器爪22，这通常会促使第二离合器爪22如上所述地远离第一离合器爪20。然而，线性马达44'可以将推进器100保持在第二离合器齿36被接合到第一离合器齿26的位置。
输入小齿轮110沿第二相反的旋转方向的旋转，可以促进第二离合器爪22从第一离合器爪20脱离。到达如下程度：在输出齿轮112上有任何轴向载荷，这样的载荷可以以任何适当的方式被传递到壳体120，例如通过与第二反作用端面136和壳体120的接触。可以根据需要配置输出齿轮112与壳体120之间的间隙以控制用于连接/断开的时间、NVH等。
为了说明和描述的目的已提供实施例的上述描述。其非旨在穷举或限制本公开。特定实施例的单个元素或特征通常不局限于该特定实施例，而在适当的情况下是可互换的并可以用于所选择的实施例，即使未具体地示出或描述。同样也可以以许多方式改变。这样的改变不应被视为脱离本公开，并且所有这样的修改旨在被包括在本公开的范围内。

Claims (20)

1.一种离合器和致动器组合，包括：
第一轴；
第一离合器爪，被固定地联接至所述第一轴以共同旋转；
第二轴；
第二离合器爪，不能旋转但能轴向滑动地接收在所述第二轴上；和
致动器组件，其具有线性马达和输出构件，该输出构件被螺纹连接到所述线性马达并被配置为使所述第二离合器爪在所述第二轴上于第一位置和第二位置之间滑动，在所述第一位置时，所述第二离合器爪与所述第一离合器爪接合，在所述第二位置时，所述第二离合器爪与所述第一离合器爪间隔开，使得旋转动力不能在所述第一离合器爪和所述第二离合器爪之间被传递；
其中所述第二离合器爪被配置为当旋转动力在所述第一离合器爪和所述第二离合器爪之间被传递时，趋于与所述第一离合器爪脱离；并且
其中所述致动器组件被配置为当所述输出构件已将所述第二离合器爪移动到所述第一位置时自锁，从而阻止所述第二离合器爪与所述第一离合器爪脱离。
2.根据权利要求1所述的离合器和致动器组合，其中所述致动器组件的所述输出构件包括离合器拨叉。
3.根据权利要求2所述的离合器和致动器组合，其中所述线性马达包括引导螺杆，并且其中所述离合器拨叉被螺纹连接到所述引导螺杆上。
4.根据权利要求3所述的离合器和致动器组合，其中止推轴承被设置在所述离合器拨叉和所述第二离合器爪之间。
5.根据权利要求1所述的离合器和致动器组合，其中所述输出构件是推进器，并且所述线性马达包括输出齿轮，该输出齿轮被螺纹连接到所述推进器上，使得所述推进器被套叠地联接到所述输出齿轮。
6.根据权利要求5所述的离合器和致动器组合，其中，所述线性马达进一步包括旋转马达和由所述旋转马达驱动的小齿轮，所述小齿轮被啮合到所述输出齿轮。
7.根据权利要求6所述的离合器和致动器组合，其中所述小齿轮由所述旋转马达直接驱动。
8.根据权利要求1所述的离合器和致动器组合，其中所述第二离合器爪具有主体和多个爪齿，每个爪齿具有一对相对的齿根面，该相对的齿根面彼此相向地斜削而朝向所述爪齿的齿顶具有逐渐减小的距离。
9.根据权利要求1所述的离合器和致动器组合，其中所述第一离合器爪具有多个第一爪齿，每个所述第一爪齿具有第一齿顶和一对相对的第一齿根面，每对相对的第一齿根面彼此相向地斜削而朝向所述第一齿顶中的相应的一个具有逐渐减小的距离。
10.根据权利要求9所述的离合器和致动器组合，其中所述第二离合器爪具有多个第二爪齿，每个所述第二爪齿具有第二齿顶和一对相对的第二齿根面，每对相对的第二齿根面彼此相向地斜削而朝向所述第二齿顶中的相应的一个具有逐渐减小的距离。
11.根据权利要求1所述的离合器和致动器组合，其中所述输出构件围绕所述第二轴被同轴地接收。
12.根据权利要求1所述的离合器和致动器组合，其中所述第二轴包括被接收到所述第二离合器爪的内花键部分中的外花键部分。
13.一种离合器和致动器组合，包括：
第一轴；
第一离合器爪，被固定地联接至所述第一轴以共同旋转，所述第一离合器爪具有多个第一爪齿，每个所述第一爪齿具有第一齿顶和一对相对的第一齿根面，每对相对的第一齿根面彼此相向地斜削而朝向所述第一齿顶中的相应一个具有逐渐减小的距离；
第二轴；
第二离合器爪，不能旋转但能轴向滑动地接收在所述第二轴上，所述第二离合器爪具有多个第二爪齿，每个所述第二爪齿具有第二齿顶和一对相对的第二齿根面，每对相对的第二齿根面彼此相向地斜削而朝向所述第二齿顶中的相应一个具有逐渐减小的距离；和
致动器组件，其具有线性马达和输出构件，该输出构件被螺纹连接到所述线性马达并被配置为使所述第二离合器爪在所述第二轴上于第一位置和第二位置之间滑动，在所述第一位置时，所述第二离合器爪与所述第一离合器爪接合，在所述第二位置时，所述第二离合器爪与所述第一离合器爪间隔开，使得旋转动力不能在所述第一离合器爪和所述第二离合器爪之间被传递；
其中所述致动器组件被配置为当所述输出构件已将所述第二离合器爪移动到所述第一位置时自锁。
14.根据权利要求13所述的离合器和致动器组合，其中所述致动器组件的所述输出构件包括离合器拨叉。
15.根据权利要求14所述的离合器和致动器组合，其中所述线性马达包括引导螺杆，并且其中所述离合器拨叉被螺纹连接到所述引导螺杆上。
16.根据权利要求15所述的离合器和致动器组合，其中止推轴承被设置在所述离合器拨叉和所述第二离合器爪之间。
17.根据权利要求13所述的离合器和致动器组合，其中所述输出构件是推进器，并且所述线性马达包括输出齿轮，该输出齿轮被螺纹连接到所述推进器上，使得所述推进器被套叠地联接到所述输出齿轮。
18.根据权利要求17所述的离合器和致动器组合，其中所述线性马达进一步包括旋转马达和由所述旋转马达驱动的小齿轮，所述小齿轮被啮合到所述输出齿轮。
19.根据权利要求18所述的离合器和致动器组合，其中所述小齿轮由所述旋转马达直接驱动。
20.根据权利要求13所述的离合器和致动器组合，其中所述输出构件围绕所述第二轴被同轴地接收。
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