CN105008748A - 离合装置以及具有这种类型离合装置的阀门装置 - Google Patents

Abstract

公开一种离合装置，用于两个轴的转矩传递和确定分离，具有传动轴(20)、与传动轴(20)抗扭连接的传动件(22)、从动轴(42)、与从动轴(42)抗扭连接的从动件(44)和至少一个球体(58)，经由该至少一个球体通过使至少一个球体(58)伸入传动件(22)和从动件(44)内能够产生传动件(22)与从动件(44)之间进行转矩传递的形锁合连接。也公开一种阀门装置，其中两个阀门(72、74)通过致动器(76)操纵。为制造具有两个阀门(72、74)的两个不同旋转角范围的离合装置，这两个阀门对污染不敏感并具有小的结构空间需求，提出至少一个球体(58)在传动轴(20)的第一旋转角范围内伸入传动件(22)和从动件(44)内以产生传递转矩的形锁合连接，并在传动轴(20)与从动轴(42)分离的第二旋转角范围内从传动件(22)移出。在使用这种离合装置时，可以取消致动器上不同作用的连杆。

Description

离合装置以及具有这种类型离合装置的阀门装置

本发明涉及一种离合装置，用于两个轴的转矩传递和确定分离，具有传动轴、与传动轴抗扭连接的传动件、从动轴、与从动轴抗扭连接的从动件、至少一个球体，经由该至少一个球体通过使至少一个球体伸入传动件和从动件内能够产生传动件与从动件之间进行转矩传递的形锁合连接，以及涉及一种阀门装置，具有上面设置第一旋转角范围的阀门通过致动器传动的第一轴、上面设置第二旋转角范围的第二阀门的第二轴，其中，第一旋转角范围是第二旋转角范围的子集。

这种类型的离合装置通常用于将两个部件传递转矩相互连接。为此设置在例如传动件内的球体嵌入从动件相应的间隙内。球体在此方面为产生连接力在从动件的方向上承受负荷。

这样例如DE 102 58 907A1公开了一种自由皮带轮，其中在受传动轮毂与作为输出轴使用的轴之间的旋转方向上转矩传递的连接通过设置在轮毂与轴之间的球体实现。

此外DE 10 2007 016 300A1公开了一种用于机器人的工具更换器，其中，为在第一元件与第二元件之间连接，设置在第一元件间隙内的球体通过轴向运动的锥形元件径向向外负荷，由此第二元件轴向固定在第一元件上。

用于在使用球体进行转矩传递的情况下在具有不同的调整范围的两个部件之间进行转矩传递的离合器没有公开。

但公知两个阀门相互连接的阀门装置，这两个阀门各自控制一个通道并具有不同的旋转角范围，通过共同的致动器操纵。公知在此方面例如废气储存阀或节流阀与所连接的废气回收阀或空气转向阀的组合。

这种类型的阀门装置例如在DE 10 2005 002 266A1中有所介绍。在这里废气回收阀和废气储存阀通过共同的致动器操纵，其中，通过两个不同的杠杆机构可以调整阀门的不同调整角范围。

DE 10 2010 020 709公开了通过共同的致动器操纵的废气储存阀与空气转向阀的一种连接，其中，该致动器在连杆上具有用于传递运动的长孔，由此废气储存阀通过确定的旋转角范围旋转，而无需操纵空气转向阀和同时在第二旋转角范围内操纵两个阀门。

但对于这些在不同的旋转角范围内操纵，部分可以彼此独立操纵的阀门来说，始终需要附加的连杆，这种连杆需要发动机内的结构空间并在那里受到污染。两个旋转轴的直接连接没有公开。

本发明的目的因此在于，提供一种离合装置和具有这种类型离合装置的阀门装置，其中可以取消附加的杠杆机构和取代其存在两个阀门轴的直接连接，其中，但实现两个阀门不同的调整角范围，而为此无需调节器或接入和断开。附加降低所需的结构空间。

该目的通过一种具有权利要求1所述特征的离合装置和具有权利要求15所述特征的阀门装置得以实现。

通过至少一个球体在传动轴的第一旋转角范围内伸入传动件和从动件内以产生传递转矩的形锁合连接，并在传动轴与从动轴分离的第二旋转角范围内从传动件移出，以迄今为止没有公开的方式产生第一传动轴与从动轴在第一确定旋转角范围内的连接，并产生传动轴的旋转运动与从动轴在确定的第二旋转角范围内分离的可能性。

通过在两个阀门的轴之间设置这种类型的离合装置，其中，第一轴作为离合装置的传动轴使用和第二轴作为离合装置的从动轴使用，由此可以在没有附加的杠杆机构情况下将两个阀门这样相互连接，使其具有不同的旋转角范围。两个阀门轴之间的设置导致具有很小位置需求的结构形式和将连接简单地相对于被污染的发动机舱隔离的可能性。

传动轴优选支承在第一固定的离合器外壳件内和从动轴优选支承在第二固定的离合器外壳件内。通过这些离合器外壳件，离合装置的运动部分可以向外密封，从而可以防止污染物进入。

在本发明的一种优选构成中，至少一个球体轴向可以通过从动件内相应的开口从传动件向第二离合器外壳件的方向上移动。按照这种方式，可以中断传动件与从动件之间通过球体的力锁合，从而进行分离。

为可以在确定的旋转角下产生精确的分离，至少一个开口作为贯通孔构成，其直径基本上相当于至少一个球体的直径。

至少一个球体优选在第二旋转角范围内插入第二离合器外壳件的造型内并从传动件移出，由此不仅传动件与从动件之间的力锁合被取消，而且同时第二离合器外壳件与从动件之间产生力锁合，从而从动件被锁定。

在一种进一步构成的实施方式中，造型以与球体的数量对应的数量在对着从动件的平面上构成。这样产生球体的均匀的表面负荷，由此这些球体具有更长的使用寿命。

出于同样的原因也优选的是，在传动件对着从动件的表面上构成与球体的数量对应数量的球体区形状的造型，从而力锁合通过球体区形状的造型进行。

优选的是，通过第一旋转角后，从动件或与从动件连接的部件紧贴固定的止挡。由此确保从动件不再继续旋转和球体被强制压入离合器外壳件的造型内。

在一种特别紧凑的实施方式中，止挡与第二离合器外壳件固定连接并伸入从动件的一个间隙内。这样产生一种小结构成本低廉的离合装置。

额外优选的是，止挡这样设置，使得在到达止挡时，第二离合器外壳件的至少一个球体区形状造型使其与从动件的至少一个贯通孔相对设置。这样排除在球体到达止挡之后可以滑入造型之后通过球体歪斜。

在通过第一旋转角范围期间旋转方向逆转的情况下，与传动件连接的同步件传递转矩优选紧贴从动件或与从动件连接的部件。该同步件在通过第一旋转角后到达其止挡点并负责将球体从第二离合器外壳件强制移动到传动件内并在那里重新形成力锁合。

在此方面特别优选的是，同步件嵌入从动件的缺口内，同步件在通过第一角区内的第二角区后旋转方向逆转的情况下，紧贴其正切限制的壁面。通过这种实施方式，同步件可以设置在离合器外壳的内部，从而产生对污染不敏感的和紧凑的结构形式。

为在旋转方向逆转后也确保球体的滑动嵌入和移动，同步件这样设置，使得在到达同步点时使传动件的球体区形状造型与从动件的贯通孔相对设置。

第二离合器外壳件和传动件优选与造型径向相邻的表面产生用于轴向移动球体的力。相应地不需要用于产生轴向运动的其他部件。

因此提供一种离合装置以及具有这种类型离合装置的阀门装置，该离合装置结构简单和紧凑，便于安装和利用该离合装置无需附加的调节器便可以在确定的旋转角范围内在两个轴之间并因此也在两个阀门体之间产生连接和分离。

依据本发明的离合装置和具有这种类型离合装置的阀门装置的实施例在附图中示出并在后面进行说明。其中：

图1以分解图示出依据本发明的离合装置的透视图；

图2示出图1中离合装置在连接状态下剖面图的侧视图；

图3示出图1中离合装置的第一离合器外壳件的俯视图；

图4示出图1中离合装置的传动件的俯视图；

图5示出图1中离合装置的从动件的俯视图；

图6示出图1中第二离合器外壳件的俯视图；

图7示出依据本发明的阀门装置的侧视图。

依据本发明的离合装置如在图1和2中所看到的那样，由具有第一固定离合器外壳件12和第二固定离合器外壳件14的双体离合器外壳10组成，在其内部设置离合装置的其他功能件。两个离合器外壳件12、14通过设置在离合器外壳件12、14外圆周区域相应孔18内的销钉16径向彼此定位和定中心。

在图3所示的第一离合器外壳件12的内部，传动轴20支承在轴承孔21内，该轴承孔轴向沿中轴线穿过离合器外壳件12。在伸向第二离合器外壳件14的末端上，传动轴20上至少抗扭设置图4中所示的传动件22。传动件22盘形构成并在其圆周上具有通过约185°的角度延伸的间隙24。在第一离合器外壳件12内固定在相应孔28内的销钉26伸入该间隙24内。在传动件22对着第二离合器外壳件14的表面上构成三个球体区形状的造型30，它们以120°彼此偏移设置在传动件22中轴线的圆弧上。此外在传动件外部区域内构成孔32，在第二离合器外壳件的方向上凸起的销钉34插入该孔内。

在第一离合器外壳12上构成中心环绕中轴线轴向延伸的圆形凸缘36，该凸缘径向包围传动件22。该凸缘36直接由第二离合器外壳件14的圆周壁38包围，从而离合器外壳10径向向外封闭。

图6中示出的第二离合器外壳件14同样具有中心的轴向延伸轴承孔40，从动轴42支承在该轴承孔内，在其对着传动件22的末端上固定从动件44。除了销钉26从第一离合器外壳件12伸入里面的孔18外，第二离合器外壳件14在进一步径向内置的区域内具有另一个轴向孔46，里面固定伸入从动件44上间隙50内的另一销钉48。此外在第二离合器外壳件14对着从动件44的表面上，以120°彼此偏移与中轴线相同的距离设置三个球体区形状的造型52。

图5中所示从动件44的间隙50通过约90°的角度延伸并在本实施例中不是通过从动件44的整个轴向长度，而是仅通过对着第二离合器外壳件14的轴向段延伸。在从动件44上，以与第一间隙50约30°的距离，第二间隙54通过约90°的角度并轴向通过从动件44的整个长度延伸。

从动件44附加具有三个贯通孔56形式的开口，它们以120°彼此偏移设置及其中轴线具有与传动件22和第二离合器外壳件14内的球体区形状造型30、52的中心点到离合装置的中轴线相同的距离。在这些贯通孔56内分别设置球体58，其半径与造型30、52的半径基本上相应并仅略小于贯通孔56的半径。

对于后面介绍的离合装置的功能来说重要的是，从动件44的轴向延伸小于球体58的直径。球体58的直径基本上相当于从动件44与球体区形状造型30、52的轴向深度相关的轴向延伸。所介绍的部件这样组装，使传动件22和从动件44直接相对，但轴向上彼此没有接触。

作为功能说明的出发点选择一个部位，在该部位上第一离合器外壳件12内的销钉26紧贴正切限制传动件22间隙24的壁面60，第二离合器外壳件14的销钉48紧贴传动件44的间隙50正切限制的壁面62和传动件22的销钉34伸入从动件44的第二间隙54内并重新紧贴该间隙54正切限制的壁面63。同时球体58设置在从动件44的贯通孔56内并伸入传动件22的球体区形状造型30内。

如果现在传动轴20并利用其使传动件22逆时针根据图1的图示旋转，那么首先通过球体58嵌入传动件22的造型30和从动件44的贯通孔56内，由于通过球体58的力锁合从动件44并因此还有从动轴42以与传动轴20相同的方式旋转。在此方面，销钉26、34、48从壁面60、62离开直至本实施例中的第一旋转角范围通过约90°，由此销钉48紧贴间隙50与第一壁面62正切限制的相对第二壁面64，从而销钉48作为从动件44的止挡66使用。正是在这种旋转角中，第二离合器外壳件14的造型52处于向从动件44的贯通孔56的轴向延伸上。

传动轴20或传动件22的继续旋转导致球体58通过传动件与造型30相邻的表面将球体轴向移动到造型52内。因此传动件22与从动件44之间的力锁合被取消，从而仅还有传动件22旋转，而从动件44则固定。在该第二通过的旋转角范围内，相应地销钉34也开始通过从动件44的间隙54。从动件的这种旋转一直进行到传动件22正切限制的壁面60紧贴销钉26，该壁面与间隙24正切限制的壁面60相对设置。因此第二旋转角范围通过。传动轴20在该方向上不能再旋转。

如果传动轴20并利用传动轴20使传动件22现在顺时针回转，那么重新首先从动件44保持停转，而且直至第二旋转角范围完全通过的时间点和传动件22的销钉34通过从动件44的间隙54并向正切限制的壁面63上止挡。销钉34从这里起作为同步件70使用并负责从动件44跟随传动件22的运动。在该时间点上，第二离合器外壳件14和传动件22的造型30、52以及贯通孔56重新处于一条轴向分布的线上。通过从动件44的运动产生与静止的第二离合器外壳件14的相对运动，由此球体58被轴向从离合器外壳件14的造型52移动到传动件22的造型30内，由此传动件22与从动件44之间重新进行力锁合。这种运动一直进行到最后第一离合器外壳件12内的销钉26重新向传动件22间隙24的正切限制的壁面60上止挡，从而运动停止。在重新旋转方向逆转的情况下，重复所介绍的运动。

图6示出这种离合装置特别用于两个阀门72、74。致动器76驱动上面固定第一阀门72的第一轴，该第一阀门控制第一通道78在第一通道外壳80内构成的通流截面。固定在第二轴上的第二阀门74调节第二通道82在通道外壳84内构成的通流截面，其中，这些轴各自设置在所属通道78、84内的中心，从而第一轴是离合装置的传动轴20和第二轴是离合装置的从动轴42。

相应地借助致动器76产生两个阀门72、74的驱动，其中，通过约90°的第一旋转角的两个阀门72、74同步旋转并在约90°的第二旋转角内仅第一阀门72旋转。

因此产生一种结构简单的离合装置，利用该离合装置可以操纵具有仅一个致动器的两个阀门，这两个阀门具有不同的旋转角范围，而为此无需杠杆或外置的连杆。离合装置防污染并需要少量的结构空间。

显而易见的是，所介绍的离合装置可以进行不同的修改，而不偏离主权利要求的保护范围。除了传动轴和从动轴彼此径向设置，这种设置导致球体的径向移动外，不言而喻，通过改变间隙的尺寸也可以产生不同的所要通过的角度。同步件和止挡也可以与传动件或第一或第二离合器外壳件整体制造。同样可以设想其他结构上的改变。

Claims (15)

1.一种离合装置，用于两个轴的转矩传递和确定分离，具有传动轴(20)、与传动轴(20)抗扭连接的传动件(22)、从动轴(42)、与从动轴(42)抗扭连接的从动件(44)、至少一个球体(58)，经由该至少一个球体通过使该至少一个球体(58)伸入传动件(22)和从动件(44)内能够产生传动件(22)与从动件(44)之间进行转矩传递的形锁合连接，其特征在于，至少一个球体(58)在传动轴(20)的第一旋转角范围内伸入传动件(22)和从动件(44)内以产生传递转矩的形锁合连接，并在传动轴(20)与从动轴(42)分离的第二旋转角范围内从传动件(22)移出。

2.如权利要求1所述的离合装置，其特征在于，传动轴(20)支承在第一固定的离合器外壳件(12)内和从动轴(42)支承在第二固定的离合器外壳件(14)内。

3.如权利要求1或2之一所述的离合装置，其特征在于，至少一个球体(58)能够轴向通过从动件(44)内相应的开口从传动件(22)向第二离合器外壳件(14)的方向上移动。

4.如权利要求3所述的离合装置，其特征在于，至少一个开口作为贯通孔(56)构成，其直径基本上相当于至少一个球体(58)的直径。

5.如前述权利要求之一所述的离合装置，其特征在于，至少一个球体(58)在第二旋转角范围内插入第二离合器外壳件(14)的造型(52)内并从传动件(22)移出。

6.如权利要求5所述的离合装置，其特征在于，造型(52)以与球体(58)的数量对应的数量在对着从动件(42)的平面上构成。

7.如前述权利要求之一所述的离合装置，其特征在于，在传动件(22)对着从动件(44)的表面上构成与球体(58)的数量对应数量的球体区形状的造型(30)。

8.如前述权利要求之一所述的离合装置，其特征在于，通过第一旋转角后，从动件(44)或与从动件(44)连接的部件紧贴固定的止挡(66)。

9.如权利要求8所述的离合装置，其特征在于，止挡(66)与第二离合器外壳件(14)固定连接并伸入从动件(44)的间隙(50)内。

10.如权利要求8或9之一所述的离合装置，其特征在于，止挡(66)这样设置，使得在到达止挡(66)时，第二离合器外壳件(14)的至少一个球体区形状造型(52)与从动件(44)的至少一个贯通孔(56)相对设置。

11.如前述权利要求之一所述的离合装置，其特征在于，在通过旋转角范围期间旋转方向逆转的情况下，传递转矩紧贴与传动件(44)连接的同步件(70)或与从动件(44)连接的部件。

12.如权利要求11所述的离合装置，其特征在于，同步件(70)嵌入从动件(44)的第二间隙(54)内，在通过第一角区内的第二角区后旋转方向逆转的情况下，同步件(70)紧贴其正切限制的壁面(63)。

13.如权利要求11或12之一所述的离合装置，其特征在于，同步件(70)这样设置，使得在到达同步点时使传动件(22)的球体区形状的造型(30)与从动件(44)的贯通孔(56)相对设置。

14.如权利要求5至13之一所述的离合装置，其特征在于，第二离合器外壳件(14)和传动件(22)与造型(30、52)径向相邻的表面产生用于轴向移动球体(58)的力。

15.一种用于内燃机的阀门装置，具有上面设置第一旋转角范围的阀门(72)通过致动器(76)传动的第一轴、上面设置第二旋转角范围的第二阀门(74)的第二轴，其中，第一旋转角范围是第二旋转角范围的子集，其特征在于，轴之间设置如前述权利要求之一所述的离合装置，其中，第一轴作为离合装置的传动轴(20)使用并且第二轴作为离合装置的从动轴(42)使用。