CN104653655A - 离合器 - Google Patents

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Abstract

一种用于机动车辆的离合器，该离合器优选地用于使全轮驱动车辆的传动系接合以及断开接合，该离合器包括第一轴、第二轴、离合器套筒和能够被供电的线圈，第二轴相对于第一轴同轴地设置，离合器套筒能够相对于第一轴和第二轴在轴向方向上移动，并且能够引起第一轴和第二轴的形式配合的联接或断开联接，其中，多个接合体旋转固定地连接至第一轴，其中，能够被供电的线圈相对于轴向方向同轴地设置，其中，通过对线圈供电，能够使离合器套筒在轴向方向上移动，其中，通过使离合器套筒在轴向方向上移动，能够将接合体挤压成使得其部分高度套置在接纳部中，其中，接纳部旋转固定地连接至第二轴。

Description

离合器
技术领域
本申请基于通过参引并入本文的DE102014209808和DE102013224047的优先权。本发明涉及用于机动车辆的离合器，该离合器优选地用于使全轮驱动车辆的传动系接合及断开接合，该离合器包括第一轴、第二轴、离合器套筒和能够被供电的线圈，第二轴相对于第一轴同轴地设置，离合器套筒能够相对于第一轴和第二轴在轴向方向上移动，并且引起第一轴和第二轴的形式配合的联接或断开联接。
背景技术
这种离合器是已知的，特别是呈所谓的断开连接系统的形式，其用于对机动车辆中的传动系的部件进行联接或断开联接，在该机动车辆中，全轮驱动能够被接合或断开接合，使得在两轮驱动模式下，位于一侧的主轴或传动单元与位于另一侧的副轴之间的连接能够至少部分地断开接合。在具有混合动力驱动的机动车辆中，在电动操作期间，这些离合器也能够替代性地用于使主传动装置与内燃机分离，以便避免或使功率损耗和产生的噪音最小化，从而能够减小能耗，并且因此能够减少CO2的排放。然而，也能够为副轴上的电动驱动装置提供传动系断开联接。
DE4002053A1描述了以上描述的类型的联接系统，其中，轴向的轴能够通过在轴向上能够移动的转换套筒与差速器可选地断开联接。在空转时，由差速器部件的拖曳所导致的损耗能够因此减少。
DE3911122C1描述了形式配合的转换离合器，其中，转换离合器能够用于将中空轴与同轴地放置在该中空轴中的轴颈相联接，其中，通过转换套筒的轴移动，能够将联接滚珠挤压成在轴颈中的承载件与中空轴中的孔口之间形式配合接合，并且通过止挡套筒的轴向移动，能够将止挡滚珠在径向上挤压至环形槽中而成中空轴相对于转换套筒的轴向形式配合接合。该转换离合器具有相对于轴同轴地形成的线圈承载件，其具有保持绕组和转换绕组，其中，转换绕组被供电以将转换环联接至旋转的轴。与转换绕组相比产生较弱的磁场的保持绕组被供电以将转换环保持在其位置中。
发明内容
本发明的目的是提供相对于已知方案呈改进形式的这样的离合器，该离合器构造成首先是经济的、以及其次是紧凑的，同时具有高的功能可靠性。
此目的通过用于机动车辆的离合器来实现，该离合器优选地用于使全轮驱动车辆的传动系接合和断开接合，该离合器包括第一轴、第二轴、离合器套筒和能够被供电的线圈，第二轴相对于第一轴同轴地设置，离合器套筒能够相对于第一轴和第二轴在轴向方向上移动，并且能够引起第一轴和第二轴的形式配合的联接或断开联接。本发明的改进是从属权利要求的讨论对象。
此目的通过用于机动车辆的离合器来实现，该离合器优选地用于使全轮驱动车辆的传动系接合及断开接合，该离合器包括第一轴、第二轴、离合器套筒和能够被供电的线圈，第二轴相对于第一轴同轴地设置，离合器套筒能够相对于第一轴和第二轴在轴向方向上移动，并且引起第一轴和第二轴的形式配合的联接或断开联接，其中，多个接合体旋转固定地连接至第一轴，其中，能够被供电的线圈相对于轴向方向同轴地设置，其中，通过对线圈供电，能够使离合器套筒在轴向方向上移动，其中，通过使离合器套筒在轴向方向上移动，能够将接合体挤压成使得其部分高度套置在接纳部中，其中，接纳部旋转固定地连接至第二轴。
根据本发明，离合器套筒设置在第一轴与第二轴之间，并且设置成用于使该两个轴连接和/或分离。
离合器套筒能够在该两个轴向设置的轴的轴向方向上移动，其中，能够将接合体挤压至接纳部中使得第一轴和第二轴通过形式配合连接在一起。
结合本发明，方向基准“轴向”和“径向”总是指的是两个轴的轴向方向。
在以下的描述中，术语“系统”意味着根据本发明的离合器。
该离合器套筒能够通过能够被供电的线圈来启动。该线圈相对于两个轴同轴地呈环形设置。该方案允许离合器的特别紧凑的结构。
在其基本位置中，能够使离合器套筒或者闭合或者断开，这取决于在基本位置中所需要的系统是否联接或断开联接。
本发明的改进在从属权利要求、说明书和所附附图中公开。
在根据本发明的一种实施方式中，离合器套筒旋转固定地设置于第一轴。与在必要的时候只产生旋转固定的连接的离合器相比，这允许特别简单的并且因此经济的离合器结构，并且该离合器具有增大的功能可靠性。
在优选的实施方式中，接纳部与第二轴一体地形成，其中，接纳部均匀地分布在第二轴的周部上。优选地，将接合体挤压至接纳部中达到该接合体几乎一半的高度，其中，接纳部具有用于接纳接合体的合适的形状以便实现可靠的形式配合连接。
根据本发明，接合体在第一轴上设置成处于非接合位置。当离合器套筒处于基本位置时，存在该非接合位置。
根据本发明，也能够在离合器套筒处于端部位置时使接合体处于接合位置。
为了便于理解，下面描述优选的实施方式。
设置在第一轴上的接合体保持在以例如像通常用于滚子轴承的保持架的方式形成的承载件中。以这种方式，接合体围绕可扭转套筒的周部以相对于彼此进行界定的方式分布。
根据本发明，保持架可以形成在离合器套筒上，其中，离合器套筒必须旋转固定地连接至第一轴。
在替代性实施方式中，保持架形成在第一轴上，其中，保持架和第一轴优选地一体地形成。此实施方式中的离合器套筒可以形成为相对于第一轴是可扭转的。在此实施方式中，离合器套筒具有周向斜面部或锥形部。
在此，周向斜面部形成在离合器套筒的相对于轴向方向同轴地产生的孔的内部面中，其中，离合器套筒的孔的直径对应于第一轴的保持架的区域中的直径。
周向斜面部可以在几何上形成使得该斜面部具有例如两个或更多个倾斜部。这构成了力矩的限制，从而该离合器用作安全离合器，因为当两个轴上的扭矩由于向外的推进力例如离心力而增大时，接合体压靠在周向斜面部的倾斜部上，因此离合器套筒在轴向方向上移动，使得两轴之间分离。由于离心力，能够实现由旋转速度限制的接合安全性。
在优选的实施方式中，承载件与第一轴一体地形成。由于接合体由保持架保持在合适的位置，原则上接合体同时接合在接纳部中，从而使接合部上的有效的力均匀地分布在每个接合体上。
在本发明的替代性实施方式中，能够在轴向方向上移动的离合器套筒接合在与离合器套筒不同的可扭转套筒中。该可扭转套筒大致地形成为使得其允许围绕沿轴向方向延伸的轴线的扭转。在优选的实施方式中，该可扭转套筒相对于第二轴同轴地设置。
在优选的实施方式中，离合器套筒能够经由多个端部斜面部接合在可扭转套筒中。此处，在根据本发明的实施方式中，在第二端部上，离合器套筒能够具有楔形部，该楔形部在轴向方向上突出，同时可扭转套筒具有对应的凹陷部。
在轴向方向上形成端部斜面部意味着：由于陡峭的侧面，当在轴向方向上相对大的移动时，扭转套筒发生相对小的扭转。然而，端部斜面部构造成使得：当离合器套筒在轴向方向上的移动完成时，实现了可扭转套筒的所需的扭转。
替代性地，能够考虑卡爪，其中，离合器套筒和可扭转套筒各自具有彼此接合的端部卡爪元件。
根据本发明，当端部斜面部接合时，可扭转套筒执行扭转。
如果在第二轴与可扭转套筒之间设置摩擦表面，则能够有利于可扭转套筒的扭转。一旦离合器套筒在第二轴的摩擦表面的方向上挤压扭转套筒，所述套筒就会由于摩擦表面而被扭转直到接合体被挤压至第二轴的接纳部中为止。
可扭转套筒和离合器套筒的端部斜面部构造成在周向方向上延伸，特别地，端部斜面部围绕相应的周部均匀地分布。可扭转套筒和离合器套筒的端部斜面部设置成在相反的方向上延伸。
在此实施方式中，接合体设置在可扭转套筒上。在此，接合体也接纳在以保持架的方式构造的承载件中，该接合体设置在非接合位置中。当离合器套筒处于基本位置时，接合体到达该非接合位置。
当离合器套筒在轴向方向上移动时，接合体通过在可扭转套筒中的多个斜面部在径向上被挤压至第二轴的接纳部中。
在可扭转套筒中的斜面部的倾斜面大致在可扭转套筒的周向方向上定向，其中，特别地，斜面部的数量对应于接合体的数量。
优选地，将滚珠或滚柱用作接合体。然而，也能够使用具有其他几何形状的接合体。然而，接合体的几何形状影响接合体的表面压力。
当离合器套筒返回至基本位置时，该两个轴分离，其中，通过旋转的轴的离心力使接合体从接纳部中提升出来。如果由于轴的旋转速度太低而导致离心力太小，则也能够设置将接合体从接纳部中压出的弹簧。
在优选实施方式中，离合器套筒具有在外圆周上在至少部分中的切口槽道。至少在轴向方向上的切口槽道具有与离合器套筒的期望的轴向移动长度至少对应的部分。
自然，也能够在离合器套筒中设置切口销并且在第一轴中设置切口。
替代性地，能够设置推动配合件或锯齿部来代替切口。在此，第一轴的轴部和离合器套筒至少部分具有齿部，该齿部将第一轴与离合器套筒旋转固定地连接在一起。
根据本发明，一个或更多个弹簧相对于轴向方向同轴地设置，根据系统如何构型，该弹簧使离合器套筒进入基本位置、联接位置或断开联接位置。
此处，该至少一个弹簧在第一端部处经由设置在第一轴上的止动件搁置在第一轴上。在第二端部处，弹簧搁置靠于离合器套筒的第一面并且在线圈未被供电时将离合器套筒挤压至基本位置中。离合器套筒的第一面面对第一轴的止动件。
在根据本发明的一种实施方式中，该至少一个弹簧旋转固定地设置于第一轴。
必须指出的是，作为对于为线圈供电的替代，也可以使用气动致动装置或液压致动装置。能够通过在合适的介质的增强的压力下对用作活塞面的面进行加压而使离合器套筒移动。
附图说明
下文参照附图作为示例对本发明进行描述。
图1示出了根据本发明的一种实施方式的离合器的简化的侧视图，其中，离合器处于基本位置。
图2为根据图1的离合器的另外的侧视图，其中，离合器套筒处于基本位置。
图3为根据图1的离合器的另外的侧视图，其中，离合器套筒处于端部位置。
图4示出了根据图1的离合器的立体图，其中，离合器处于基本位置。
图5示出了根据图1的离合器的立体图，其中，离合器处于端部位置。
图6示出了离合器的替代性实施方式的立体图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明第二实施方式的离合器1的简化的侧视图。该离合器1大致包括第一轴2、第二轴3和离合器套筒4。在离合器套筒中设置有接合体9，并且接合体9设置成接合在第二轴3的接纳部13中。容置离合器1的壳体(未示出)设置成旋转固定地安装线圈保持件5。在线圈接纳部5中，线圈6(未示出)相对于轴向方向同轴地设置。接合体9——优选地为滚珠——接纳在第一轴2中的以如根据滚子轴承所已知的保持架的方式形成的承载件10中。在离合器套筒4的基本位置G1中、即当线圈6没有被供电时，两个轴2和3是分离的、即系统是断开的。
如图2所示，当线圈6被供电时，离合器套筒4通过由磁通量M1产生的磁场的力克服弹簧7的弹力在闭合方向上受到牵引或被牵引至端部位置E1。磁通量M1在旋转固定地安装的线圈保持件5与旋转的离合器套筒4之间延伸。由于离合器套筒4与线圈保持件5间隔开，这使磁场畸变，所以磁通量M1初始具有较小的磁力。离合器套筒4构造成使得：离合器套筒4在内侧部具有周向斜面部11或圆锥部，借助于该周向斜面部11或圆锥部能够在径向上将接合体9挤压至第二轴3的接纳部13中。根据本发明的离合器套筒4执行在轴向方向上的移动，其中，在第一轴2中设置有至少一个切口销14，并且在离合器套筒4中设置有与切口销14相对应的切口15(未示出)，从而防止离合器套筒4的扭转并且限制在轴向方向上的移动。
图3示出了处于端部位置E1的离合器套筒4，从而通过形成于离合器套筒4中的周向斜面部将接合体9完全地挤压至接纳部13中，在接合位置中，因此使轴2和轴3连接，并且使系统闭合。离合器套筒4通过磁场的力保持在端部位置E1中，其中，由于线圈保持件5与离合器套筒4具有距离彼此的最小距离，从而使磁场达到其最大水平，故而磁通量M1达到最大力。当线圈6不再被供电时，离合器套筒4借助弹簧7移动返回到基本位置G1中，该弹簧7在第一轴2上相对于轴向方向同轴地设置，且弹簧7在一个端部处搁置在第一轴2的止动件(未示出)处，并且弹簧7在另一个端部处靠置于离合器套筒4的第一面。弹簧7旋转固定地设置于第一轴2。接合体9由离心力向外挤压，或者如果由于轴旋转太慢而导致离心力太小，则通过设置在接纳部13中的弹簧(未示出)来将接合体9向外挤压，从而使系统断开，如图5中所示。
在图4和图5中，分别根据图1和图2以及图3示出了离合器1的立体图。在图4中，离合器1是断开的，在图5中，离合器1是闭合的。线圈6和弹簧7未示出。接纳部13构造成使得在没有大的力的情况下能够将接合体9挤压至接纳部13中以及能够使接合体9再次从接纳部13出来。
图6中示出了替代性实施方式的立体图。在这种变型中，在第一轴2上设置有与离合器套筒4不同的可扭转套筒8。离合器套筒4和可扭转套筒8具有彼此对置的端部斜面部16，当离合器套筒4在轴向方向上移动时，彼此对置的端部斜面部16彼此接合，其中，端部斜面部16设置在离合器套筒4的第二面上。离合器套筒4的端部斜面部16与可扭转套筒8的对置的端部斜面部16接合而使该可扭转套筒8扭转，由此将接合体9——该接合体9在此实施方式中设置在可扭转部件8中并且构造为滚柱——挤压至第二轴3的接纳部13中、在接合位置中。根据本发明，在可扭转套筒8与第二轴3之间设置有相互面对的摩擦表面17，相互面对的摩擦表面17应缩短使接合体9接合在第二轴3的接纳部13中所需的时间。接合体安装在可扭转套筒8的承载件10中。切口销14设置在第一轴2中并且接合在离合器套筒4的相对应的切口15中。根据本发明，例如为了使表面压力最小化或防止切口销14在纵向移动时在切口15中倾斜，能够设置若干切口销14和切口15。在此，切口15具有沿轴向方向观察的纵向槽口，该纵向槽口具有限定长度，其限定了离合器套筒4在轴向方向上的移动。
附图标记
1  离合器
2  第一轴
3  第二轴
4  离合器套筒
5  线圈保持件
6  线圈
7  弹簧
8  套筒
9  接合体
10 承载件
11 周向斜面部
12 斜面部
13 接纳部
14 切口销
15 切口
16 端部斜面部
17 摩擦表面
E1 端部位置
G1 基本位置
M1 磁通量

Claims (17)

1.一种用于机动车辆的离合器(1)，所述离合器(1)优选地用于使用于全轮驱动车辆的传动系接合以及断开接合，所述离合器(1)包括第一轴(2)、第二轴(3)、离合器套筒(4)和能够被供电的线圈(6)，所述第二轴(3)相对于所述第一轴(2)同轴地设置，所述离合器套筒(4)能够相对于所述第一轴(2)和所述第二轴(3)在轴向方向上移动并且能够引起所述第一轴(2)和所述第二轴(3)的形式配合的联接或断开联接，其特征在于，多个接合体(9)旋转固定地连接至所述第一轴(2)，其中，能够被供电的所述线圈(6)相对于所述轴向方向同轴地设置，其中，通过对所述线圈(6)供电，能够使所述离合器套筒(4)在所述轴向方向上移动，其中，通过使所述离合器套筒(4)在所述轴向方向上移动，能够将所述接合体(9)挤压成使得其部分高度套置在接纳部(13)中，其中，所述接纳部(13)旋转固定地连接至所述第二轴(3)。
2.根据权利要求1所述的离合器(1)，其特征在于，所述离合器套筒(4)旋转固定地设置于所述第一轴(2)。
3.根据权利要求1所述的离合器(1)，其特征在于，所述接纳部(13)与所述第二轴(3)一体地形成。
4.根据权利要求1所述的离合器(1)，其特征在于，所述接合体(9)在所述第一轴(2)上设置成处于非接合位置。
5.根据权利要求1所述的离合器(1)，其特征在于，所述接合体(9)保持在以保持架的方式形成的承载件(10)中。
6.根据权利要求1所述的离合器(1)，其特征在于，所述离合器套筒(4)具有内周向斜面部(11)，当所述离合器套筒(4)在所述轴向方向上移动时，所述内周向斜面部(11)将所述接合体(9)在径向上挤压至所述接纳部(13)中。
7.根据权利要求1至3所述的离合器(1)，其特征在于，能够在所述轴向方向上移动的所述离合器套筒(4)能够接合在与所述离合器套筒(4)不同的可扭转套筒(8)上。
8.根据权利要求7所述的离合器(1)，其特征在于，所述离合器套筒(4)能够经由多个端部斜面部(16)接合在所述可扭转套筒(8)中。
9.根据权利要求7或8所述的离合器(1)，其特征在于，所述离合器套筒(4)和所述可扭转套筒(8)能够通过所述端部斜面部(16)的接合旋转固定地连接在一起。
10.根据权利要求9所述的离合器(1)，其特征在于，在所述端部斜面部(16)接合时，所述可扭转套筒(8)执行扭转。
11.根据权利要求7至10中的至少一项所述的离合器(1)，其特征在于，所述接合体(9)设置在所述可扭转套筒(8)上。
12.根据权利要求7所述的离合器(1)，其特征在于，当所述离合器套筒(4)在所述轴向方向上移动时，所述接合体(9)能够通过在所述可扭转套筒(8)中的多个斜面部(12)在径向上被挤压至位于所述第二轴(3)上的所述接纳部(13)中。
13.根据权利要求7所述的离合器(1)，其特征在于，在所述可扭转套筒(8)中的所述斜面部(12)的倾斜面大致在所述可扭转套筒(8)周向方向上定向，其中，特别地，所述斜面部(12)的数量对应于所述接合体(9)的数量。
14.根据权利要求1所述的离合器(1)，其特征在于，所述接合体(9)为滚珠或滚柱。
15.根据权利要求1所述的离合器(1)，其特征在于，通过弹簧和/或通过旋转的所述第二轴(3)的离心力，能够使所述接合体(9)从接合位置进入所述非接合位置。
16.根据权利要求1所述的离合器(1)，其特征在于，所述离合器套筒(4)具有切口(15)，其中，所述第一轴(2)具有切口销(14)，其中所述切口销(14)与所述切口(15)接合。
17.根据权利要求1所述的离合器(1)，其特征在于，通过相对于所述轴向方向同轴地设置的弹簧(7)，能够使所述离合器套筒(4)进入联接或断开联接的基本位置(G1)。
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