CN105992886A - 用于齿式离合器的驱动器和控制驱动器的方法 - Google Patents

用于齿式离合器的驱动器和控制驱动器的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105992886A
CN105992886A CN201580008194.2A CN201580008194A CN105992886A CN 105992886 A CN105992886 A CN 105992886A CN 201580008194 A CN201580008194 A CN 201580008194A CN 105992886 A CN105992886 A CN 105992886A
Authority
CN
China
Prior art keywords
driver
spring
gear
clutch
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201580008194.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105992886B (zh
Inventor
L·瑟佛林森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BorgWarner TorqTransfer Systems AB
Original Assignee
BorgWarner TorqTransfer Systems AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BorgWarner TorqTransfer Systems AB filed Critical BorgWarner TorqTransfer Systems AB
Publication of CN105992886A publication Critical patent/CN105992886A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105992886B publication Critical patent/CN105992886B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D28/00—Electrically-actuated clutches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D48/00—External control of clutches
    • F16D48/06—Control by electric or electronic means, e.g. of fluid pressure
    • F16D48/064—Control of electrically or electromagnetically actuated clutches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D11/00—Clutches in which the members have interengaging parts
    • F16D11/14—Clutches in which the members have interengaging parts with clutching members movable only axially
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/12—Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
    • F16D23/14—Clutch-actuating sleeves or bearings; Actuating members directly connected to clutch-actuating sleeves or bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/08—General details of gearing of gearings with members having orbital motion
    • F16H57/082—Planet carriers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D11/00—Clutches in which the members have interengaging parts
    • F16D2011/004—Clutches in which the members have interengaging parts using an internal or intermediate axially slidable sleeve, coupling both components together, whereby the intermediate sleeve is arranged internally at least with respect to one of the components
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/10—System to be controlled
    • F16D2500/102—Actuator
    • F16D2500/1021—Electrical type
    • F16D2500/1023—Electric motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/10—System to be controlled
    • F16D2500/104—Clutch
    • F16D2500/10443—Clutch type
    • F16D2500/10462—Dog-type clutch

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Abstract

一种驱动器，该驱动器用于通过可轴向移动的离合器套筒(3)在两个同心轴(1，2)之间连接和断开齿式离合器，所述驱动器包括电机。该电机的电机轴(8)连接于可旋转的驱动杆(7)。该驱动杆(7)的端部设置有偏心销(5)，该偏心销与离合器套筒(3)配合以使得所述驱动杆(7)通过所述电机从与所述离合器套筒(3)的一个轴向终端位置相应的一个旋转位置到与所述离合器套筒(3)的另一轴向终端位置相应的另一旋转位置旋转180°或更小，导致所述齿式离合器连接或断开。

Description

用于齿式离合器的驱动器和控制驱动器的方法
技术领域
本发明涉及一种用于通过可轴向移动的离合器套筒在两个同心轴之间连接和断开齿式离合器的驱动器，该驱动器包括电机。本发明还涉及一种控制这种驱动器的方法。
背景技术
上述类型的齿式离合器可应用于许多领域，一个典型的例子是应用于全轮驱动(AWD)车辆，涉及的应用如下所述。
全轮驱动车辆的驱动系统可以包括发动机、具有差速器的前轴、中间轴或万向轴，以及具有差速器的后轴。为了根据驾驶情况控制扭矩不仅分配给前轴而且也分配给后轴，在后轴的动力传动系统上设置有电子控制的湿盘式联轴器，该湿盘式联轴器通常位于中间轴上，靠近差速器。
当以全轮驱动模式驱动车辆时联轴器的作用在别处有所描述，例如在WO 2011/043722中。
在描述以前轮驱动(FWD)模式驱动全轮驱动车辆时，盘式联轴器是断开的，即盘式联轴器的盘件是分开的以阻止盘件传递扭矩。联轴器可被称为处于断开模式。为了加强盘件分开的效果，通常在联轴器上提供用于润滑和降温的润滑油以使其盘件可从联轴器上移除。为了降低中间传动轴的旋转质量的加速度和因此消除轴承和密封件上的阻力扭矩，离合器优选靠近前轴差速器，以用来在车辆的前轮驱动模式下使中间轴停止。
联轴器优选为具有两个不同位置的齿式联轴器：连接位置或断开位置。待连接或断开的两个同心轴可以设有端部花键(end spline)，并且可轴向移动的联轴器套筒可用于联轴器的机械控制。
不同的专利出版物(例如US 2010/0089685)公开了用于齿式离合器高速和高效连接或断开的驱动器。在该设计中离合器套筒通过弹簧在连接离合器的方向上轴向转移，该方向对响应要求是最高的。电机用于断开运动和用于加载弹簧。在终端位置(end position)，捕捉机构保持套筒，并且电机停止。当离合器需要再次连接时，电机进一步旋转用于释放捕捉功能，以便离合器套筒可自由地轴向移动以通过弹簧连接离合器。
这种技术的问题是，电机的旋转并未真正地连接到离合器套筒使其轴向移动，并且电机的旋转没有提供任何有关离合器套筒位置的信息。更重要的是-该技术缺乏的是-套筒是否已经到达正确的终端位置的信息或者邻近的齿是否相互接合的信息，阻碍了齿式离合器的连接。
因此，需要额外的轴向位置传感器。
发明内容
上述类型的已知驱动器的上述和其它问题可以通过本发明消除，在本发明中，电机的电机轴连接于可旋转的驱动杆，该驱动杆的端部设置有偏心销，该偏心销与离合器套筒配合以使得所述驱动杆通过电机从与所述离合器套筒的一个轴向终端位置(end position)相应的一个旋转位置到与所述离合器套筒的另一个轴向终端位置的另一旋转位置旋转180°或更小，导致所述齿式离合器连接或断开。
在优选实施方式中，所述偏心销延伸到移动衬套的长圆孔中，所述移动衬套设置在离合器套筒的周向凹槽中。
然而，用于将所述偏心销的旋转运动转换为所述离合器套筒的轴向移动的其它解决方案也是可行的。
在偏心轴与离合器套筒相协作并旋转180°或更小(实际情况下为135°)以获得所需的所述离合器套筒的轴向运动的这种设计中，朝向和位于连接位置和断开位置的较短的杠杆臂导致电机的电流增大到最大值。这种电流峰值可根据本发明重要的一方面被检测并作为断开电机的信号。所检测到的电流峰值给出了准确地获得用于所述移动衬套和所述齿式离合器的终端位置的可靠指标。
优选地，所述驱动杆与位于所述齿式离合器上或围绕所述齿式离合器的驱动器壳体枢转连接。
在第一个具体实施方式中，所述电机轴直接连接于所述驱动杆，以使得所述电机和所述偏心销之间不存在齿轮减速装置(gear reduction)。
为了在所述终端位置和所述力传递中提供一定的弹性力，在所示电机轴和所述驱动杆之间可以设置有弹簧阻尼机构。
在这种弹簧阻尼机构的实际的设计中，连接于所述电机轴的弹簧盘可旋转地设置在所述驱动器壳体内，并设置有切向槽腔(tangential pocket)，该切向槽腔具有多对优选为有些预应力的压缩弹簧，所述压缩弹簧用于与弹簧销配合，所述弹簧销从杆盘延伸到两个弹簧之间的自由空间内，所述杆盘连接于所述驱动杆。
所述弹簧盘可以设置有三对弹簧。
在第二个实施方式中，所述电机轴和所述驱动杆之间设置有齿轮减速装置。优选地，所述齿轮减速装置为行星齿轮减速装置(planetary gearing)的形式。
在行星齿轮减速装置的实际设计中，所述电机轴设置有太阳齿轮，该太阳齿轮与行星齿轮相接合，例如，三个行星齿轮依次与所述驱动器壳体中的环形齿轮相接合，所述行星齿轮能够在盘形的行星架上的齿轮轴上旋转，所述盘形的行星架连接于所述驱动杆。
所述行星齿轮减速装置的所述齿轮减速装置的个数可以为例如四个。
在第二个实施方式中，驱动器可设置有如上所述的弹簧阻尼机构，所述行星架为弹簧盘。
在第三个实施方式中，具有至少一个可解锁的单向离合器的轴向单向离合器装置设置在从所述电机轴到所述驱动杆的力传递链中。
在具有两个单向离合器装置的实际的具体实施方式中，单项离合器装置包括圆柱形的内毂，所述电机轴在圆柱形的内毂中内部接合，太阳齿轮可旋转地设置在所述内毂的中间部分，并且为如上所述的行星齿轮的一部分，上锁紧弹簧与所述内毂的上部和太阳齿轮固定接合，下锁紧弹簧与太阳齿轮和所述内毂的下部固定接合，锁紧弹簧均以相同的方向缠绕。
进一步地，在这种实际的具体实施方式中，上锁紧弹簧套筒围绕上锁紧弹簧，并且下锁紧弹簧套筒围绕下锁紧弹簧，所述套筒设置有向外延伸的凸起，用于在所述驱动器壳体内与各自的止动件相接合。
优选地，设置有止动环机构，该止动环机构用于将所述偏心销弹性地保持在各自所达到的终端位置。这里，甚至在冲击和振动的状况下，所述终端位置将仍被保持。
在两个第一具体实施方式中，开口销可以连接于杆盘，所述驱动杆从所述杆盘延伸，并且部分圆形的端部止挡弹簧可以设置抵接在所述致动壳体的内部并连接于所述驱动器壳体，所述弹簧设置有两个向内延伸的弹簧凸台，用于与所述开口销配合，并且所述壳体设置有两个端部止挡件，用于邻近于所述弹簧凸台的所述开口销。
在第三实施方式中，大致为圆形的主体可以安装于所述行星齿轮减速装置的行星齿轮轴，所述主体具有弹性臂，该弹性臂具有接头，用于与在所述驱动器壳体的内周边上的各自的两个缺口中的一个相接合。
本发明还涉及一种控制驱动器的方法，用于通过离合器套筒在两个同心轴之间连接或断开齿式离合器，所述离合器套筒通过所述驱动器中的电机能够轴向地移动。
根据本发明，利用所述电机来连接和断开所述齿式离合器，设置有装置，该装置用于将所述电机的电机轴的旋转运动转换为所述离合器套筒的用于分别对应于连接和断开所述离合器的任一方向上的轴向运动。进一步地，分别在实现连接和断开时和/或在所述电机转动期间改变电机电流以用于控制所述电机。
进一步地，可以检测直流电刷电机中的旋转分段换向器上的电刷在转换时出现的电流脉冲的数量可以作为所述电机旋转的测量。
在上述的两个第一实施方式中，可以分别检测实现连接和断开时的电流峰值电流，以用于断开所述电机。
在第三实施方式中，可以分别检测实现连接和断开时的电流跌落，以用于断开所述电机。
附图说明
参考附图，下面将进一步详细描述本发明，其中：
图1是根据本发明的具有齿式离合器的驱动器的透视图的部分剖视图；
图2是根据本发明的驱动器的第一具体实施方式的等轴测视图的部分剖视图；
图3是如图2所示的驱动器的一部分的等轴测视图的剖视图；
图4是根据本发明的驱动器的第二具体实施方式的等轴测视图的部分剖视图；
图5是图4所示的驱动器的等轴测视图的部分剖视图；
图6是根据本发明的驱动器的第三具体实施方式的等轴测视图的部分剖视图；
图7是构成如图6所述的驱动器的一部分的单向离合器的等轴测视图的部分剖视图；
图8是如图6所示的驱动器的部分等轴测视图的部分剖视图；以及
图9是如图2至图5所示的驱动器的部分等轴测视图的部分仰视剖视图。
具体实施方式
全轮驱动(AWD)车辆的驱动系统在本领域是公知的。典型的例子在WO 2011/043722中示出。这种系统具有发动机、具有差速器的前轴、中间轴或万向轴以及具有差速器的后轴。为了根据驾驶条件而不仅将扭矩分配给前轴而且还分配给后轴，在后轴的传动系统中布置电子控制的湿盘式联轴器(wet disc coupling)，该湿盘式联轴器通常位于中间轴上，靠近后轮差速器。
在别处(例如上述的WO 2011/043722)记载了当以全轮驱动的模式驱动车辆时联轴器的作用。
在描述以前轮驱动(FWD)模式驱动全轮驱动(AWD)车辆时，盘式联轴器是断开的，即它的盘件是分离的以阻止盘件传递任何扭矩。联轴器可被认为处于断开模式。为了增强这种分离的效果，通常在联轴器上提供用于润滑和冷却盘件的油来使盘件从联轴器上移除。为了降低中间驱动轴的转动质量的加速度并因此消除轴承和密封件上的阻扭矩，离合器优选靠近前轴差速器，可以设置为在车辆的前轮驱动模式下使中间轴停止。
本发明涉及这种连接/断开的齿式离合器。
图1是一种用于连接或断开常规轴1和中空轴2(用于可枢转的旋转)的齿式离合器装置的透视图。常规轴1上设置有外花键，与离合器套筒3的内花键配合。离合器套筒3还设置有与中空轴2的内齿相配合的外齿。随着位于如图1所示的位置的离合器套筒向左运动，齿式离合器在两个轴1和2之间连接。另一方面，如果离合器套筒3被带动向图1中的右侧运动，那么齿式离合器在两个轴1和2之间断开。
本发明涉及用于实现离合器套筒3在连接位置和断开位置之间的轴向运动的装置。
旋转式的离合器驱动器4或者简称为旋转离合器驱动器被固定在围绕齿式离合器的壳体内，并由偏心销5结束，在所示具体实施方式中，偏心销5延伸到移动衬套6中，由壳体引导并且布置在离合器套筒3的周向槽中。移动衬套6具有用于使得偏心销5进入的长圆孔。偏心销5偏心地安装在圆柱形的驱动杆7的端部，驱动杆7与驱动器壳体枢转连接。在图2至图6中能够看得见销5、衬套6和杆7中的一者或全部。
用于将偏心销5的旋转运动转换成离合器套筒3的轴向移动的其它解决方案也是可行的。
当驱动杆7与偏心销5一起从图1中驱动杆7和销5的位置旋转180°到达最左方位置且齿式离合器位于其完全连接的情况时，销5将达到其最右位置，并且齿式离合器完全断开。
偏心销5的小于180°(例如135°)的旋转角度可以被允许。然而，重要的是，在齿式离合器的连接位置，偏心销5位于最左方，以使得来自位于离合器套筒3上的电机的作用力在断开运动开始时处于最大值。此外，具有较短旋转(例如135°)的连接运动将会更快。
图2和3示出了旋转式离合器驱动器4的第一具体实施方式。电机安装在旋转式离合器驱动器4中，并且在图2中仅示出了电机的电机轴8。在本具体实施方式中，从电机轴8到驱动杆7没有齿轮减速装置，但这些部件优选由弹簧阻尼机构(将具体参照图3进行描述)连接。
弹簧盘9可旋转地设置在驱动器壳体10中，并连接于电机轴8(如图2所示)。因此，在合适的切向槽腔(tangential pocket)中，弹簧盘9设置有成对的优选为有点预应力的压缩弹簧11，用于与弹簧销12配合，弹簧销12延伸到位于杆盘13上的两个弹簧11之间的空间内，杆盘13连接于述驱动杆7。图中的所示的例子包括三对弹簧11。
结果表明驱动杆7将正常地跟随电机轴8的转动。然而，上述的弹簧阻尼机构在力的传递上和最后停止时设置有一些弹性。特别地，该机构在花键接合中的齿与齿之间连接操作是有用的。
图4和图5示出了根据本发明的离合器的第二具体实施方式。与第一具体实施方式的主要不同之处在于所提供的电机轴8与驱动杆7之间的齿轮减速装置。这里的齿轮减速装置是通过行星齿轮减速装置实现的，但是其它的齿轮结构也是可行的。
太阳齿轮16连接于电机轴8。例如，三个行星齿轮17可旋转地轴颈连接于行星架，即第一具体实施方式一中所描述的弹簧盘9。图5中仅有两个行星齿轮17，可旋转地设置在齿轮轴18上。为了示出齿轮轴18向下延伸到杆盘13的长孔19中，以使得弹簧盘9与杆盘13之间的相对旋转运动被限制，在没有任何行星齿轮的情况下示出第三齿轮轴18。环形齿轮20连接于驱动器壳体10。
在所示的示例中所选择的齿轮减速装置可以为六个，然而较少的设置也是可行的。
根据图4和图5所示的第二具体实施方式所设置的弹簧阻尼机构看似与第一具体实施方式中的相同，但为了清晰起见，图4和图5并未使用用于该结构的所有参考标记。
图6至图8示出了根据本发明的驱动器的第三具体实施方式。图6中并未示出整个驱动器，这里仅为了适当地理解而示出其一部分。在该具体实施方式中，可使用与第二具体实施方式中相同类型的行星齿轮。另一方面，第三具体实施方式并不像第一具体实施方式和第二具体实施方式一样示出任何弹簧阻尼机构。原因是-会出现-电机在终端位置脱离。然而，可能仍然会出现在连接时齿与齿之间不接合的情况，这就意味着需要设置连接在电机轴8上或者其他部位的额外的单向离合器。可选地，可以设置弹簧机构。
另外，在第二和第三具体实施方式中，弹簧阻尼机构也可设置在行星齿轮减速装置的其它位置。
如图6所示，电机轴8向下延伸到单向离合器装置25中，具体参考图7描述单向离合器装置25。太阳齿轮16A是单向离合器装置25的一部分，并且与在行星架9A上的行星齿轮17齿轮接合，以便连接于圆柱形的驱动杆7。行星齿轮17A也与驱动器壳体10A内的环形齿轮20A齿轮接合。
图7中示出了单向离合器装置25，单向离合器装置25具有圆柱形的内毂26。处于生产的原因，内毂26包括两部分：主毂26'和次毂26"，主毂26'和次毂26"通过销27旋转地彼此锁紧。
太阳齿轮16A旋转地设置在内毂26的中间部分上。太阳齿轮16A具有在轴向的两个方向上延伸的圆柱形太阳齿轮法兰16A'。这两个法兰16A'的外径与内毂26的外径相同。
内毂26的内部设置有用于接合电机轴8的接合件28以用于常规旋转。
上锁紧弹簧29与上太阳齿轮法兰16A'和内毂26的上部分固定接合，而下锁紧弹簧30与下太阳齿轮法兰16A'和内毂26的下部分固定接合。锁紧弹簧29、30均可右手缠绕。
上锁紧弹簧29的上端与上锁紧弹簧套筒31(围绕上锁紧弹簧29)接合，而其下端与上太阳齿轮法兰16A'配合。相应地，下锁紧弹簧30的下端与下锁紧弹簧套筒32(围绕下锁紧弹簧30)接合，而其上端与下太阳齿轮法兰16A'配合。
上锁紧弹簧套筒31设置有向外延伸的凸起31’，用于在驱动器壳体10A内第一止动件与锁紧弹簧的开放接合(opening engagement)，而下锁紧弹簧套筒32设置有向外延伸的凸起32’，用于在驱动器壳体10A内第二止动件与锁紧弹簧的开放接合。
如本领域所公知的，在本申请中使用的锁紧弹簧将提供两个部件之间的旋转锁紧，锁紧弹簧朝着一个旋转方向盘绕并且在相对的旋转方向上低摩擦扭矩地自由旋转。
当内毂26通过电机轴8在一个方向上转动时，锁紧弹簧29或30中的一者传递扭矩给太阳齿轮16A，直到套筒31或32的凸起31’或32’到达驱动器壳体10A内的相应的止动件，以使得相关的锁紧弹簧29或30的锁紧作用消失。太阳齿轮16A阻止其转动，并且内毂26可以旋转且伴随一定的摩擦(锁紧弹簧在自由旋转方向上滑动)。
现在电机的电流急剧下降，明确地表示已经到达终端位置，电机可以停止。
之后，如果电机沿另一方向旋转，锁紧弹簧29或30中的另一个传递扭矩给太阳齿轮16A，直到凸起31或32’中的另一者到达驱动器壳体10A内的相应的止动件。两个凸起31’和32’之间的旋转距离可以为320°。
如果锁紧弹簧29或30是右手盘绕，即从上向下看电机为顺时针旋转，下锁紧弹簧30锁定，反之亦然。
在第三具体实施方式中，提供所示出并描述的两个单向离合器。变形是可被允许的。然而，重要的是，至少一个单向离合器是未锁定的，用于在离合器连接时获得安全信号。
图6示出了弓形件33，安装在驱动器壳体10A上并设置有向内延伸的接头33’，接头33’构成了用于下凸起32’的止动件。
图8中示出了用于第三具体实施方式的止动环机构，其在图6中止动环机构不是很清晰。这种机构的目的是提供弹性端部止挡和在各自实现的终端位置弹性地保持偏心销5，例如当电机无电流时抵抗振动和冲击。
这种机构可以包括安装在三个齿轮轴18上并具有三个臂36的常规的圆形主体35，每个臂36具有端部接头，所述端部接头用于在偏心销5的各自的终端位置中与驱动器壳体10A的内周边上的两个缺口37中的一个相接合。止动环机构优选可以由塑料制成，用于对臂36提供一定的弹性，但是所需的弹性也可以其它方式获得。通过将止动环机构安装到三个齿轮轴18上，止动环机构将18可旋转地连接到偏心销5。
图9中示出了稍微不同于根据图2至图5的两个第一具体实施方式中的止动环机构。这种机构的设置目的通常与图8所示的机构的设置目的大致相同。
从下往上地示出了这种机构。在图9中可以看到驱动器壳体10、驱动杆7、偏心销5和杆盘13。
开口销40固定于杆盘13，并且优选设置有旋转环40’。常规的部分圆形端部止挡弹簧42设置在驱动器壳体10的内部并与驱动器壳体10固定。弹簧42设置有两个向内延伸的弹簧凸台42’，弹簧凸台42’彼此之间的角距离略小于180°。
驱动器壳体10设置有内壳体部43，在驱动杆7转动时内壳体部43围绕驱动杆7并沿着开口销移动。内壳体部43设置有端部止挡件43’，两个端部止挡件43’之间的角距离略大于180°。
旋转的驱动杆7的开口销40越过弹簧凸台42’后，驱动杆7将通过各自的端部止挡件43’停止，并且通过各自的弹簧凸台42’弹性地保持在这个位置。
在图示和描述的驱动器4中所使用的电机优选为在两个方向上旋转的直流电机，以便偏心销5可将离合器套筒3在连接位置与断开位置之间轴向地来回移动。所使用的电机为电刷电机，其中的电流通过电刷(通常为两个电刷)与换向器接合的方式传递给旋转部分。换向器具有多个片段。电刷在片段之间转换的过程中产生一定的电流峰值或脉冲，该一定的电流峰值或脉冲可通过与驱动器相关的电子控制单元检测。
在第一和第二具体实施方式中，彻底地连接驱动器可通过以下一者或多者来检测：
统计换向器脉冲(例如18个脉冲)；
从电压和电流的测量计算旋转；
在终端位置测量高强度电流；以及
通过传感器检测传动轴或者万向轴的速度。
彻底地断开驱动器可通过以下来检测：
检测传动轴的速度；以及
统计换向器脉冲，在终端位置计算旋转电流和高强度电流。
在第一和第二具体实施方式中，弹性止挡件用于当到达相应的终端位置时阻止运动。
在第三具体实施方式中，当到达相应的终端位置时单向离合器断开。电机可以继续旋转，但是当到达终端位置时由于电流停止，电机实际上已经关闭。
在所附权利要求的范围内可以进行修改。

Claims (22)

1.一种驱动器，所述驱动器用于通过可轴向移动的离合器套筒(3)在两个同心轴(1，2)之间连接和断开齿式离合器，所述驱动器(4)包括电机，其特征在于，所述电机的电机轴(8)连接于可旋转的驱动杆(7)，该驱动杆(7)的端部设置有偏心销(5)，该偏心销(5)与离合器套筒(3)配合以使得所述驱动杆(7)通过所述电机从与所述离合器套筒(3)的一个轴向终端位置相应的一个旋转位置到与所述离合器套筒(3)的另一个轴向终端位置相应的另一旋转位置旋转180°或更小，导致所述齿式离合器的连接或断开。
2.根据权利要求1所述的驱动器，其中，所述偏心销(5)延伸到移动衬套(6)的长圆孔中，所述移动衬套(6)设置在所述离合器套筒(3)的周向凹槽中。
3.根据权利要求1所述的驱动器，其中，圆柱形的所述驱动杆(7)与位于所述齿式离合器上或围绕所述齿式离合器的驱动器壳体(10)枢转连接。
4.根据权利要求3所述的驱动器，其中，所述电机轴(8)直接连接于所述驱动杆(7)。
5.根据权利要求4所述的驱动器，其中，在所述电机轴(8)和所述驱动杆(7)之间设置有弹簧阻尼机构(9-13)。
6.根据权利要求5所述的驱动器，其中，连接于所述电机轴(8)的弹簧盘(9)可旋转地设置在所述驱动器壳体(10)内，并且所述弹簧盘(9)设有切向槽腔，该切向槽腔具有多对优选为有些预应力的压缩弹簧(11)，所述压缩弹簧(11)用于与弹簧销(12)配合，所述弹簧销(12)从杆盘(13)延伸到两个弹簧之间的自由空间内，所述杆盘(13)连接于所述述驱动杆(7)。
7.根据权利要求6所述的驱动器，其中，所述弹簧盘(9)设有三对所述压缩弹簧(11)。
8.根据权利要求3所述的驱动器，其中，所述电机轴(8)和所述驱动杆(7)之间设置有齿轮减速装置。
9.根据权利要求8所述的驱动器，其中，所述齿轮减速装置为行星齿轮减速装置(16-20)的形式。
10.根据权利要求9所述的驱动器，其中，所述电机轴(8)设置有太阳齿轮(16)，所述太阳齿轮(16)与行星齿轮(17)相接合，例如，三个行星齿轮依次与所述驱动器壳体(10)中的环形齿轮(20)相接合，所述行星齿轮(17)能够在盘形的行星架(9)上的齿轮轴(18)上旋转，所述行星架(9)连接于所述驱动杆(7)。
11.根据权利要求10所述的驱动器，其中，所述行星齿轮减速装置(16-20)的所述齿轮减速装置为六个。
12.根据权利要求10所述的驱动器，其中，所述驱动器设置有根据权利要求5所述的弹簧阻尼机构，所述行星架为弹簧盘(9)。
13.根据权利要求3所述的驱动器，其中，具有至少一个可解锁的单向离合器的轴向单向离合器装置(25)设置在从所述电机轴(8)到所述驱动杆(7)的力传递链中。
14.根据权利要求13所述的驱动器，其中，所述单向离合器装置包括圆柱形的内毂(26)，所述电机轴(8)在所述圆柱形的内毂(26)中内部接合，太阳齿轮(16A)可旋转地设置在内毂(26)的中间部分，并且为根据权利要求8-10中所述的行星齿轮减速装置的一部分，上锁紧弹簧(29)与所述内毂(26)的上部和太阳齿轮(16)固定接合，下锁紧弹簧(30)与太阳齿轮(16)和所述内毂(26)的下部固定接合，锁紧弹簧(29，30)均以相同的方向盘绕。
15.根据权利要求14所述的驱动器，其中，上锁紧弹簧套筒(31)围绕上锁紧弹簧(29)，并且下锁紧弹簧套筒(32)围绕下锁紧弹簧(30)，所述套筒设置有向外延伸的凸起(31'，32')，所述凸起(31'，32')用于在所述驱动器壳体(10A)内与各自的止动件相接合。
16.根据权利要求3所述的驱动器，其中，所述驱动器设置有止动环机构，该止动环机构用于将所述偏心销(5)弹性地保持在各自达到的终端位置。
17.根据权利要求4、9和16中任一项所述的驱动器，其中，开口销(40)连接于杆盘(13)，所述驱动杆(7)从所述杆盘(13)延伸，并且部分圆形的端部止挡弹簧(42)设置抵接于所述驱动器壳体(10)的内部并连接于所述驱动器壳体(10)，所述弹簧(42)设置有两个向内延伸的弹簧凸台(42')，所述弹簧凸台(42')用于与所述开口销(40)接合，并且所述壳体(10)设置有两个端部止挡件(43')，所述端部止挡件(43')用于邻近于所述弹簧凸台(42')的所述开口销(40)。
18.根据权利要求14或16所述的驱动器，其中，大致为圆形的主体(35)安装于所述行星齿轮减速装置的行星齿轮轴(18)，所述主体(35)具有弹性臂(36)，该弹性臂(36)具有端部接头，所述端部接头用于与位于所述驱动器壳体(10A)的内周边上的各自的两个缺口(37)中的一个相接合。
19.一种控制驱动器的方法，用于通过离合器套筒(3)在两个同心轴(1，2)之间连接或断开齿式离合器，所述离合器套筒(3)通过所述驱动器中的电机能够轴向地移动，其特征在于，利用所述电机来连接和断开所述齿式离合器，设置有装置，该装置用于将所述电机的电机轴(8)的旋转运动转换为所述离合器套筒(3)的用于分别对应于连接和断开所述离合器的任一方向上的轴向运动；以及分别在实现连接和断开时和/或在所述电机转动期间改变电机电流以用于控制所述电机。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，检测直流电刷电机中的旋转分段换向器上的电刷在转换时出现的电流脉冲的数量。
21.根据权利要求19所述的方法，所述方法用于控制根据权利要求4-12中任一项所述的驱动器，其中，分别检测实现连接和断开时出现的电流峰值。
22.根据权利要求19所述的方法，所述方法用于控制根据权利要求13-15中任一项所述的驱动器，其中，分别检测实现连接和断开时出现的电流跌落。
CN201580008194.2A 2014-02-12 2015-01-16 用于齿式离合器的驱动器和控制驱动器的方法 Active CN105992886B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1450150 2014-02-12
SE1450150-6 2014-02-12
PCT/EP2015/050812 WO2015121021A2 (en) 2014-02-12 2015-01-16 An actuator for a dog clutch and a method for its control

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105992886A true CN105992886A (zh) 2016-10-05
CN105992886B CN105992886B (zh) 2020-09-18

Family

ID=52391945

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580008194.2A Active CN105992886B (zh) 2014-02-12 2015-01-16 用于齿式离合器的驱动器和控制驱动器的方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10337572B2 (zh)
EP (1) EP3105463B1 (zh)
JP (1) JP6618483B2 (zh)
KR (1) KR20160119790A (zh)
CN (1) CN105992886B (zh)
DE (1) DE202015000397U1 (zh)
WO (1) WO2015121021A2 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110886792A (zh) * 2017-09-01 2020-03-17 沈健龙 一种齿牙传动式离合器
CN118088629A (zh) * 2024-04-22 2024-05-28 泰兴市康森爱特传动设备科技有限公司 一种减速机用的传动自锁机构

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE542742C2 (en) * 2018-11-09 2020-07-07 Borgwarner Sweden Ab Dog clutch actuator
DE102019201945B4 (de) 2019-02-14 2023-07-20 Audi Ag Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse eines Fahrzeugs
DE102019132591B4 (de) 2019-12-02 2024-05-16 Audi Ag Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse eines Fahrzeugs
DE102021120788B3 (de) 2021-08-10 2022-03-10 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Schaltbare Formschlusskupplung für eine Wellenverbindung und Betätigungsverfahren

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01144551U (zh) * 1988-03-29 1989-10-04
US6082514A (en) * 1999-01-05 2000-07-04 Warn Industries, Inc. Actuator for clutch ring
JP2005133821A (ja) * 2003-10-30 2005-05-26 Tochigi Fuji Ind Co Ltd クラッチ装置用アクチュエータ。
JP2008304062A (ja) * 2007-06-11 2008-12-18 Warn Ind Inc ４輪駆動中央断続電気アクチュエータ
CN201326662Y (zh) * 2008-10-10 2009-10-14 党侃 一种间接性离合分离器
CN101581341A (zh) * 2008-03-06 2009-11-18 格特拉格传动机构和齿轮工厂赫尔曼·哈根迈尔有限公司&两合公司 用于接合和脱开分离式离合器的具有可旋转凸轮部件的致动机构
DE202009007977U1 (de) * 2008-10-13 2010-02-25 Magna Powertrain Ag & Co Kg Kupplung
US20110102214A1 (en) * 2009-11-05 2011-05-05 Denso Corporation Rotation angle detecting device and drive unit
US7975796B2 (en) * 2008-06-30 2011-07-12 Chrysler Group Llc Reduced friction differential disconnect for a motor vehicle

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4244455A (en) * 1978-10-17 1981-01-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Rotary shaft decoupling mechanism
US20050082134A1 (en) 2000-04-11 2005-04-21 Automac Engineering Srl Electric actuators for clutch and/or sequential gearbox operation in motor vehicles
SE534209C2 (sv) 2009-10-06 2011-05-31 Haldex Traction Ab Hydraulpumpaggregat
US9109634B2 (en) * 2013-10-22 2015-08-18 E-Aam Driveline Systems Ab Actuator with face dog clutch

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01144551U (zh) * 1988-03-29 1989-10-04
US6082514A (en) * 1999-01-05 2000-07-04 Warn Industries, Inc. Actuator for clutch ring
JP2005133821A (ja) * 2003-10-30 2005-05-26 Tochigi Fuji Ind Co Ltd クラッチ装置用アクチュエータ。
JP2008304062A (ja) * 2007-06-11 2008-12-18 Warn Ind Inc ４輪駆動中央断続電気アクチュエータ
CN101581341A (zh) * 2008-03-06 2009-11-18 格特拉格传动机构和齿轮工厂赫尔曼·哈根迈尔有限公司&两合公司 用于接合和脱开分离式离合器的具有可旋转凸轮部件的致动机构
US7975796B2 (en) * 2008-06-30 2011-07-12 Chrysler Group Llc Reduced friction differential disconnect for a motor vehicle
CN201326662Y (zh) * 2008-10-10 2009-10-14 党侃 一种间接性离合分离器
DE202009007977U1 (de) * 2008-10-13 2010-02-25 Magna Powertrain Ag & Co Kg Kupplung
US20110102214A1 (en) * 2009-11-05 2011-05-05 Denso Corporation Rotation angle detecting device and drive unit

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
内田隆裕，秦小平，李林: "《图书电动机原理》", 28 February 2003, 科学出版社 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110886792A (zh) * 2017-09-01 2020-03-17 沈健龙 一种齿牙传动式离合器
CN118088629A (zh) * 2024-04-22 2024-05-28 泰兴市康森爱特传动设备科技有限公司 一种减速机用的传动自锁机构
CN118088629B (zh) * 2024-04-22 2024-07-09 泰兴市康森爱特传动设备科技有限公司 一种减速机用的传动自锁机构

Also Published As

Publication number Publication date
JP6618483B2 (ja) 2019-12-11
EP3105463B1 (en) 2020-09-30
DE202015000397U1 (de) 2015-05-06
WO2015121021A2 (en) 2015-08-20
JP2017506730A (ja) 2017-03-09
CN105992886B (zh) 2020-09-18
US10337572B2 (en) 2019-07-02
US20160356324A1 (en) 2016-12-08
WO2015121021A3 (en) 2015-10-22
EP3105463A2 (en) 2016-12-21
KR20160119790A (ko) 2016-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105992886A (zh) 用于齿式离合器的驱动器和控制驱动器的方法
CN105034796B (zh) 电磁脉冲断开系统和方法
JP6200515B2 (ja) 動力伝達装置
US9022192B2 (en) Coupling assembly
US8091447B2 (en) Sequential control device with rotating drum for engaging gears in a mechanical gearbox of a motor vehicle
CN208331226U (zh) 车辆用变速器控制装置
CN107208771B (zh) 具有湿式离合器（es）的车辆最终传动单元（fdu）
CN107191553A (zh) 具有分离双级减速行星系的双速电动全轮驱动
CN106574672B (zh) 用于控制促动机构的方法和驱动机构
CN107110232A (zh) 离合器组件和具有离合器组件的驱动组件
CN106882038B (zh) 具有制动系统的可断开传动系
CN105764734A (zh) 用于四轮驱动车辆的左右驱动力分配单元
US20100012455A1 (en) Power divider for motor vehicles comprising a controlled friction coupling
US11231098B2 (en) Differential disconnect assembly
CN104838179B (zh) 变速器切换装置以及用于变速器切换装置的切换元件
CN104210359A (zh) 用于车辆的模块化动力传递单元组件
CN105966240A (zh) 四轮驱动车辆的差速器装置
CN106476605A (zh) 电动全轮驱动
CN105485335A (zh) 具有差速器和驻车锁机构的传动系统部件
EP3140568B1 (en) Anti-backdrive actuator assembly
CN110388438A (zh) 用于差速器的差速锁止装置和差速器
CN103358905A (zh) 驱动力传递装置以及具备驱动力传递装置的四轮驱动车
US9470276B2 (en) Bi-directional actuator for a motor vehicle drive train
CN109751410A (zh) 具有换档机构的传动系组件
US20170159754A1 (en) Transmission for the powertrain of a rail vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: Sweden Landskrona

Applicant after: BorgWarner Sweden AB

Address before: Sweden Landskrona

Applicant before: BORGWARNER TORQTRANSFER SYSTEMS AB

CB02 Change of applicant information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant