CN109072991B - 离合器系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种离合器系统(10),用于将机动车发动机的驱动轴与机动车变速器的变速器输入轴或混合动力车辆的电机的转子连接,所述离合器系统设有摩擦离合器和磁性离合器,所述摩擦离合器(16)用于在扭矩输入件(12)和扭矩输出件(14)之间传递扭矩,所述磁性离合器(38)用于操作所述摩擦离合器(16),其中,所述磁性离合器(38)具有电磁体(42)和永磁体(48),所述永磁体能够被所述电磁体(42)在所述磁性离合器(38)的断开位置和接合位置之间轴向移动,其中,在关闭所述电磁体(42)时,所述永磁体(48)在所述磁性离合器(38)的接合位置上且在所述磁性离合器(38)的断开位置上被磁性吸附地固持。为了切换行驶模式,仅需要短暂地向电磁体(42)通电,以切换双稳态设计的磁性离合器,从而通过较小的能量投入能够简单地且有效地使得驱动系中的扭矩传递匹配不同的行驶策略。

Description

离合器系统
技术领域
本发明涉及一种离合器系统,借助该离合器系统能够将机动车发动机的驱动轴与机动车变速器的至少一个变速器输入轴或混合动力车辆的电机的转子连接。
背景技术
从WO2011/050773A1已知一种所谓的助力器-离合器形式的离合器系统,其中,能够借助斜面系统操作被设计为分离离合器的摩擦离合器。为了接合摩擦离合器,斜面系统能够借助盘簧通过能相对输入斜面转动的输出斜面改变斜面系统的轴向延伸,并且由此轴向移动摩擦离合器的压板。由此,离合器盘能够摩擦接合式地被挤压在摩擦离合器的压板和配对板之间。
发明内容
本发明的所要解决的技术问题是,提供一种措施,使得驱动系,特别是混合动力车辆的驱动系中的扭矩传递能够简单且有效地匹配不同的低耗能的行车模式。
更准确地说,涉及一种将机动车发动机的驱动轴与机动车变速器的至少一个变速器输入轴或混合动力车辆的电机的转子连接的离合器系统,离合器系统设有摩擦离合器和磁性离合器,摩擦离合器被特别设计为多片式离合器,用于在扭矩输入件、特别是机动车发动机的驱动轴与扭矩输出件、特别是机动车变速器的变速器输入轴或电机的转子之间传递扭矩,所述磁性离合器用于操作摩擦离合器、特别是通过斜面系统、优选因扭矩输入件和扭矩输出件之间的转速差操作所述摩擦离合器,其中,磁性离合器具有电磁体和永磁体,永磁体能够被电磁体在磁性离合器的断开位置和接合位置之间轴向移动,其中,在电磁体被关闭时,永磁体在磁性离合器的接合位置上且在断开位置上都被磁性吸附地固持。
在常规的牵引行驶中,从扭矩输入件到扭矩输出件的扭矩流能够基本上通过摩擦离合器实现。因此,在被设计为热力发动机的机动车发动机中产生的扭矩能够传递到机动车变速器的变速器输入轴,以便驱动机动车。另外,能够通过摩擦离合器的输出部件或扭矩输出件连接电机,从而能够在助力行驶中附加地通过处于电动机模式的电机驱动机动车。为了在断开热力发动机时纯电驱动机动车,能够通过向电磁体通电来断开作为预控离合器的磁性离合器,从而断开摩擦离合器。由此中断了扭矩输出件和扭矩输入件之间的扭矩流,从而热力发动机的拖曳力矩不会减小由电机传入的功率。在滑行行驶中,其中机动车辆由于其惯性基本上没有动力输入地节省燃料地向前行驶,机动车发动机能够被分离,使得机动车发动机的拖曳力矩不会制动机动车辆。为此,能够借助断开的磁性离合器断开摩擦离合器。在滑行行驶中,电机能够在发电机模式下工作并且回收电能,在此期间通过断开的磁性离合器和断开的摩擦离合器保持断开热力发动机及其拖曳力矩。在强烈期望的制动功率下,能够适当向电磁体通电,从而接合的磁性离合器将摩擦离合器接合,并且热力发动机能够以其拖曳力矩用作附加的发动机制动器。此外,在摩擦离合器接合的情况下,能够借助电机提供用于起动热力发动机的起动力矩。为了在各个行驶模式之间切换,通过向电磁体通电足以转换磁性离合器,并且连接或断开热力发动机。
与电磁体共同作用的永磁体能够是电枢盘的一部分,电枢盘能够被电磁体在磁性离合器的断开位置和接合位置之间移动,以便在磁性离合器的接合位置上将摩擦离合器与扭矩输入件连接。通过将磁性离合器在断开位置上且在接合位置上均磁性地固持在电枢盘上,磁性离合器的被双稳态地设计。因此,磁性离合器能够在断开位置和接合位置保持其状态,而不必为此向电磁体通电。实际上,能够仅为切换磁性离合器向电磁体通电,以向电枢盘施加吸引磁力或排斥磁力,用于在接合位置和断开位置之间切换。在此,在磁性离合器中,仅在电枢盘中设置的至少一个永磁体就足够了,从而无须在与电枢盘磁性接触的部件中设置永磁体。在此,利用知识:机动车发动机的接入和断开通常以具有这样低频率的时间间隔进行,使得与用于相应保持磁性离合器的切换状态而在断开位置或在接合位置上永久地通电相比,电磁体为克服永磁体在断开位置和接合位置的磁力的能量投入在平均时间中更小。由此能够减少磁性离合器的能量需求。由于仅短暂地向用于切换磁性离合器的切换状态的电磁体通电,因此能够进一步避免电磁体的线圈的发热。电磁体的通电在此能够在1ms至100ms的时间内完成。因此,能够避免因电磁体加热降低磁性离合器的效率,从而能够减少电磁体的已知的超尺寸,而不损害离合器系统中的常规运行。为了切换行驶模式,仅需要短暂地向电磁体通电,以切换双稳态设计的磁性离合器,从而通过较小的能量投入能够简单地且有效地使得驱动系中,特别是混合动力机动车的驱动系中的扭矩传递匹配不同的行驶策略。
磁性离合器和摩擦离合器能够与中间插入的斜面系统共同构成所谓的助力器离合器。在摩擦离合器的接合状态下,扭矩输入件和扭矩输出件在无滑摩的运行期间具有基本相同的转速。在摩擦离合器的断开状态下,扭矩输入件和扭矩输出件能够以不同的转速转动,因此在扭矩输入件和扭矩输出件之间出现转速差。流经扭矩输入件和摩擦离合器的扭矩能够至少部分地流经接合的磁性离合器,因此在磁性离合器接合状态下,扭矩至少偶尔能够通过斜面系统从磁性离合器传递到摩擦离合器,由此能够减少部件负载。特别地,当输入斜面相对于输出斜面转动时,磁性离合器使得扭矩输入件和扭矩输出件之间产生必要时滑摩式的摩擦接合。如果在磁性离合器接合时,还未完成扭矩输入件和扭矩输出件之间的转速匹配,那么磁性离合器通过斜面系统与磁性离合器的适当的连接将转速差转换为输入斜面相对输出斜面的相对转动。因此,斜面系统的轴向延伸因磁性离合器内的转速差、并且由此因扭矩输入件相对扭矩输出件的转速差而改变。同时,能够传递扭矩,扭矩能够被传递到斜面系统,以便向摩擦离合器的、能由斜面系统移动的压板提供足够大的压紧力。压板能够通过斜面系统的延伸距离而移动,以接合摩擦离合器,其中,用于移动压板的位移力能够从经由磁性离合器传递的扭矩中分出。如果斜面系统的延伸变化到例如挤压离合器盘的压板和/或多片式离合器的离合器片,那么在结束滑摩运行后,扭矩输入件和扭矩输出件的转速相互同步,因此不再有转速差。然后,斜面系统能够保持在达到的位置上。
在摩擦离合器的接合状态下,待传递的扭矩的绝大部分通过摩擦离合器的摩擦副传递,其中,待传递的扭矩的较少部分能够通过磁性离合器传递。因此,能够通过磁性离合器将相应高的压紧力引入到摩擦离合器中,从而能够可靠地并且不打滑递传递相应更高的扭矩。在此,能够通过适当选择斜面系统的斜面梯度来实现力的转换,从而在以较低操作力操作磁性离合器的情况下,能够实现增大的压紧力。此外,待传递的扭矩的一部分能够用于提供压紧力,从而能够由另外的能量源供给压紧力。通过仅间接经由磁性离合器接合在压板上的操作力,能够通过磁性离合器实现动力提升和/或从待传递的扭矩的分支,以接合摩擦离合器,从而摩擦离合器能够通过显着增加的压紧力摩擦接合式地连接,由此能够在较少的设计成本下实现摩擦离合器的可靠接合。
电枢盘能够具有接触永磁体的电枢部件,电枢部件由易受磁力影响的材料制成,例如铁磁性的,优选软磁性的或硬磁性的材料。在接合位置和断开位置上,电枢盘能够利用由永磁体产生的磁力以按压力被压到铁磁性的部件上,从而产生磁性吸附的固持。按压力能够由电磁体通过吸引磁力或排斥磁力克服,以切换磁性离合器。电磁体能够具有能通电流的、特别绕铁芯缠绕的线圈。永磁体例如与电枢部件抗扭连接。摩擦离合器特别能够用于机动车的手动变速器。通过摩擦离合器能够实现“线控离合器”系统,其中摩擦离合器的致动不是通过机械的,液压的或气动的方式,而是电的方式。摩擦离合器由此能够被设计为“电子离合器”。
特别地,永磁体沿轴向至少部分地被磁性连接地布置在软磁性的第一电枢部件和软磁性的第二电枢部件之间。通过电枢部件,永磁体的磁场能够容易地传递到期望的位置上。在这种情况下,通常相当脆且难以加工的永磁体能够具有简单的形状设计,而加工更简单的电枢部件能够具有相对希望的磁场的相应的补偿的几何形状。例如,将永磁体设计为具有径向向内和径向向外的磁极的环或环段,而至少一个电枢部件基本沿轴向偏转磁场。
优选地,第一电枢部件和第二电枢部件在接合位置和/或断开位置上被磁性吸附地固持。永磁体的磁通量能够延伸穿过电枢部件,从而避免永磁体与磁性吸附的部件的直接接触。因此,由此通过止挡保护永磁体免受损坏,而电枢部件能够由相比永磁体更具延展性的材料制成。此外,电枢部件与永磁体能够共同实现预定的磁场线,例如能够将电枢盘的北极和南极的有意的定向,因此电枢盘能够根据供应到电磁体的电流的当前方向被电磁体吸引或排斥。
特别优选地,永磁体与第一电枢部件和/或与第二电枢部件粘合和/或浇铸连接。由此,能够容易地固定永磁体相对电枢部件的位置。特别地,能设置永磁体与电枢部件的直接接触,并能够设置用在接触表面外侧的固定材料,接触表面是由永磁体和电枢部件所组成的整体的至少部分的壳体。由此能够避免在永磁体转移到电枢部件期间通过额外的电介质干扰磁场。
特别地,设置在电磁体被关闭时用于自动地将永磁体移动到预定的、特别是对应于断开位置的起始位置的回位弹簧,特别是被设计为片簧的回位弹簧,其中,特别地,回位弹簧间接地或直接地与扭矩输入件传递扭矩地固定连接。回位弹簧能够在起始位置提供一定的按压力,特别是为了能够在接合位置上传递足够大的扭矩。因此,永磁体的相应较低的磁力就足够了。在电枢盘的与起始位置不同的终端位置,特别是在断开位置上,永磁体的磁力能够足够高以抵偿回位弹簧的弹簧力。通过回位弹簧作为板簧的设计,能够实现电枢盘的沿轴向的相对移动,而同时,回位弹簧在接合位置上能够传递用于操作摩擦离合器的扭矩。在此,扭矩流能够通过扭矩输入件经由回位弹簧和电枢盘实现。
优选地,设置用于轴向移动摩擦离合器的压板的斜面系统,其中斜面系统具有输入斜面和输出斜面,输出斜面能相对输入斜面转动,以改变斜面系统的轴向延伸,其中,输出斜面与扭矩输入件连接并且输入斜面能够通过磁性离合器与扭矩输出件连接,或者输出斜面与扭矩输出件连接并且输入斜面能够通过磁性离合器与扭矩输入件连接。通过斜面系统的斜面的斜面梯度能够实现动力提升,从而相比能够在压板上实现的压紧力,需要明显较小的操作力以接合磁性离合器。因此,相比电磁体直接移动压板的情况,能够明显较小地并节省空间地确定电磁体的尺寸。此外,能够将磁性离合器移出压板的区域。输出斜面能够抗扭但能轴向移动地与扭矩输出件连接。由此,与扭矩输出件连接的输出斜面以及经由磁性离合器和与扭矩输入件连接的输入斜面能够在扭矩输出件和扭矩输入件之间存在转速差时相对彼此转动。备选地,输出斜面能够能轴向移动地却能传递扭矩地与扭矩输入件连接,而输入斜面能够抗扭地与摩擦离合器的输出部件和/或扭矩输出件连接。斜面系统的斜面能够相互直接滑动或通过至少一个滚珠,圆柱体或另外能转动的部件相对彼此转动,因此能够构成滚珠-斜面-系统。通过斜面相对彼此的转动,输入斜面和输出斜面的分别背离于对置斜面的背侧之间的距离能够改变,因此能够相应地减少或增加斜面系统的轴向延伸距离。特别优选地,输入斜面相对输出斜面的最大相对转角例如通过至少一个止挡件的限定,由此,例如能够避免超过摩擦离合器的摩擦衬片的最大磨损范围。
特别优选地,输入斜面抗扭地与由铁磁性的,特别是由软磁性的材料制成的从动件相连,其中,在电磁体被关闭时,永磁体在磁性离合器的接合位置上被磁性吸附在从动件上。因此能够设置斜面系统相对磁性离合器间隔开。从动件能够例如通过花键传递扭矩地与输入斜面连接。在这种情况下,能够确保铁磁性的从动件与电枢盘的磁性吸附地连接,而输入斜面能够由另外的材料制成。特别地,从动件通过特别被设计为滚动轴承的径向轴承被支承在扭矩输入件上,其中径向轴承能够通过磁性离合器桥接。因此,能够将从动件支撑在扭矩输入件上,从而能够避免从动件在接合位置上通过磁性吸附的电枢盘相对于径向平面的倾斜。
特别地,沿轴向在永磁体和电磁体之间设置与扭矩输入件扭矩传递式连接的摩擦盘,以产生与永磁体的磁性接触,其中,在电磁体被关闭时,永磁体在磁性离合器的断开位置上被磁性吸附在摩擦盘上。电枢盘能够通过永磁体压靠在摩擦盘上,以实现牢固的磁性接触。从而能够避免与电磁体的打滑的摩擦接触。替代地,电枢盘和摩擦盘能够以相同的转速,没有相对转动地在断开位置一同转动。
优选地,电磁体与直流电源连接,其中,直流电源能够提供沿第一电流方向的直流电流和沿与第一电流方向相反的第二电流方向的直流电流,其中,特别能够可变地调节直流电流的电流强度。根据电流方向,电磁体能产生与永磁体相斥的磁力或相互吸引的磁力。在相吸磁力的情况下,能够断开磁性离合器。在相斥磁力的情况下,能够接合磁性离合器。
特别优选地,电机的转子与摩擦离合器的输出部件和/或扭矩输出件连接。因此,离合器系统能够容易地用于混合动力机动车的混合动力模块,以在电机和扭矩输出件之间交换动力。转子特别具有永磁体,该永磁体能够与电机的定子的电磁体配合,以便根据期望的运行模式实现电动机运行和发电机运行。
特别地,摩擦离合器的输出部件和/或扭矩输出件具有集成的径向偏移补偿,特别是扭矩传感器。因此,能够通过施加到磁性离合器的速度差的更温和地接合或断开摩擦离合器。此外,待操作的摩擦离合器能够自动补偿相磁性离合器的参与部件和摩擦离合器的参与部件的相对转动。特别地,在径向偏移补偿中,能够在接合摩擦离合器时由接合的扭矩预张紧弹簧件,从而在所施加的扭矩的消失时,预张紧的弹簧件能够自动断开摩擦离合器。滑行行驶和牵引行驶之间的切换由此能够很容易地实现,而无需由外部控制器影响摩擦离合器或磁性离合器。
本发明还涉及一种用于机动车的驱动系,所述驱动系具有扭矩输入件、扭矩输出件、离合器系统和电机,扭矩输入件特别是机动车发动机的驱动轴,扭矩输出件特别是机动车变速器的变速器输入轴,离合器系统能够如上所述地且改进地设计,用于在扭矩输入件和扭矩输出件之间传递扭矩,电机用于在电机和扭矩输出件之间传递扭矩。为了切换行驶模式,仅需要短暂地向电磁体通电,以切换双稳定设计的磁性离合器,从而通过较小的能量投入能够简单地且有效地使得驱动系中,特别是混合动力机动车中的扭矩传递匹配不同的行驶策略。
附图说明
接下来将通过附图,借助于优选的实施例示意性地阐述本发明,其中,下述特征既能够分别单独地也能够组合地描述本发明的观点。附图为:
图1:离合器系统的示意性的剖视图,
图2:图1的离合器系统的示意性的立体剖视图,
图3:图1的离合器系统的磁性离合器的示意性的细节图,
图4:图3的磁性离合器在断开状态下的示意性的细节图,以及
图5:图3的磁性离合器在接合状态下的示意性的细节图。
具体实施方式
在图1和图2中所示的离合器系统10具有机动车发动机的被设计为曲轴的驱动轴形式的扭矩输入件12,扭矩输入件例如能够与以机动车变速器的变速器输入轴形式的扭矩输出件14连接。电机也能够作用于扭矩输出件14,以交换扭矩。为此,电机具有能通电的定子,定子能够与和扭矩输出件14连接的转子共同作用。必要时,扭矩输出件具有与定子共同作用的磁体,并由构成电机的转子。在扭矩输入件12和机动车发动机之间和/或在扭矩输出件14和机动车变速器之间能够设置分离离合器,以能够在机动车发动机运行期间在机动车变速器中切换档位。
扭矩输入件12能够通过被设计为多片式离合器的摩擦离合器16与扭矩输出件14连接。为此,摩擦离合器16具有被设计为外离合器片支架的输出部件18,输出部件经由用于补偿径向和/或周向偏移的补偿件20与扭矩输出件14连接。特别地,输出部件18能够在径向外侧支承电机的定子,并且设置有定子永磁体,以构成定子。此外,摩擦离合器16具有被设计为内离合器片支架的输入部件22,输入部件与扭矩输入件12铆接。摩擦离合器16能够借助斜面系统24来操作。为此,斜面系统24具有通过轴向轴承26轴向固定地支撑的输入斜面28,输入斜面能够经通过滚珠30相对输出斜面32转动。输出斜面32由此能够轴向移动,以便在接合摩擦离合器16时,挤压被设计为摩擦离合器16的压板的摩擦离合器16的摩擦片和/或钢片。
杯状或锅形的从动件34作用在输入斜面28上,借助该从动件能够使输入斜面28转动。从动件34经由径向轴承36能转动地被支承在扭矩输入件12上。借助磁性离合器38,能够桥接径向轴承36并且将从动件34与扭矩输入件14连接。在摩擦离合器16断开并且磁性离合器38接合时,输入斜面28通过从动件34与扭矩输入件12连接,而输出斜面32经由输出部件18与扭矩输出件14连接,因此由于扭矩输入件12和扭矩输出件14之间的转速差,输入斜面28能够相对输出斜面32转动。特别地,在超越扭矩输入件12的情况下,能够增加斜面系统24的轴向延伸并且接合摩擦离合器16。如果磁性离合器38被断开,输入斜面28不再由能相对转动地支承的从动件34支撑。摩擦离合器16由此能够由于预紧的、例如被设计为盘簧的回位弹簧件40自动断开,并且减小斜面系统24的轴向延伸。
在图3中详细示出的磁性离合器38具有固定的电磁体42,在电磁体42上经由径向内侧的轴承44支承着扭矩输入件12。电磁体42能够产生能作用在能轴向移动的电枢盘46上的电场。在所示实施例中,电枢盘46具有永磁体48,永磁体与软磁性的第一电枢部件50和软磁性的第二电枢部件52磁性连接。
在图4中所示的磁性离合器38的断开位置中,电枢盘46压靠在摩擦盘54上,该摩擦盘54与扭矩输入件12抗扭连接。在这种情况下,永磁体48具有延伸穿过摩擦盘54的软磁材料并且可选地穿过用于电磁体42的软磁性壳体58的磁通量。第一电枢部件50和第二电枢部件52直接接触摩擦板54,从而电枢盘46被磁性地附着在摩擦盘54上,并且由此被磁性地固持在摩擦盘54上。在这种情况下,由永磁体48施加的磁力能够足够大,以便能够抵偿由被设计为板簧的回位弹簧58施加的弹簧力,该弹簧力将电枢盘46从摩擦盘5拉向从动件34。
为了将磁性离合器38从在图4中所示的断开位置切换到在图5中所示的接合位置,电磁体42仅需要短暂地向电枢盘46的永磁体48施加排斥的磁力。因此,电枢盘46能够从摩擦盘54上抬起并且由电磁体42的排斥磁力和回位弹簧58的弹簧力压靠到从动件34上。在这种情况下,永磁体48具有延伸穿过从动件34的软磁材料的磁通量。第一电枢部件50和第二电枢部件52直接接触从动件34,从而电枢盘46在关闭电磁体42的情况下也被磁性地附着在从动件34上,并且由此被磁性地固持在从动件34上。通过回位弹簧58和电枢盘46能够将扭矩传递到从动件34,以便增加斜面系统24的轴向延伸并且接合摩擦离合器16。最迟在扭矩输出件14与扭矩输入件12同步之后,能够关闭电磁体42。特别地,如果电枢盘46已经接触从动件,电磁体42能够已经被关闭,或由于电枢盘46的轴向位置,能够排除由于存在的磁力而非希望地切换回断开位置。
为了将磁性离合器38从在图5中所示的接合位置切换到在图4中所示的断开位置,电磁体42仅需要短暂地向电枢盘46的永磁体48施加吸引磁力。由此,电枢盘46能够从从动件34上抬起,并且通过电磁体42的吸引磁力克服回位弹簧58的弹力压靠到摩擦盘54上,即使当电磁体42关闭时,电枢盘46也磁性地固持。
附图标记列表
10 离合器系统
12 扭矩输入件
14 扭矩输出件
16 摩擦离合器
18 输出部件
20 补偿件
22 输入部件
24 斜面系统
26 轴向轴承
28 输入斜面
30 滚珠
32 输出斜面
34 从动件
36 径向轴承
38 磁性离合器
40 回位弹簧件
42 电磁体
44 轴承
46 电枢盘
48 永磁体
50 第一电枢部件
52 第二电枢部件
54 摩擦盘
56 壳体
58 回位弹簧

Claims (9)

1.一种离合器系统,用于将机动车发动机的驱动轴与机动车变速器的变速器输入轴或混合动力车辆的电机的转子连接,所述离合器系统包括摩擦离合器和磁性离合器,
所述摩擦离合器(16)用于在扭矩输入件(12)和扭矩输出件(14)之间传递扭矩,
所述磁性离合器(38)用于操作所述摩擦离合器(16),其中,所述磁性离合器(38)具有电磁体(42)和永磁体(48),所述永磁体能够被所述电磁体(42)在所述磁性离合器(38)的断开位置和接合位置之间轴向移动,
其中,在关闭所述电磁体(42)时,所述永磁体(48)在所述磁性离合器(38)的接合位置上且在所述磁性离合器(38)的断开位置上都被磁性吸附地固持;
沿轴向在所述永磁体(48)和所述电磁体(42)之间设置与所述扭矩输入件(12)扭矩传递式连接的摩擦盘(54),以产生与所述永磁体(48)的磁性接触,并且
在所述电磁体(42)被关闭时,所述永磁体(48)在所述磁性离合器(38)的断开位置上被磁性吸附在所述摩擦盘(54)上。
2.根据权利要求1所述的离合器系统,其特征在于,所述永磁体(48)沿轴向至少部分地被磁性连接地布置在软磁性的第一电枢部件(50)和软磁性的第二电枢部件(52)之间。
3.根据权利要求2所述的离合器系统,其特征在于,所述第一电枢部件(50)和所述第二电枢部件(52)在所述磁性离合器(38)的接合位置和/或断开位置被磁性吸附地固持。
4.根据权利要求2所述的离合器系统,其特征在于,所述永磁体(48)与所述第一电枢部件(50)和/或与所述第二电枢部件(52)粘合和/或浇铸连接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的离合器系统,其特征在于,
设置用于在所述电磁体(42)被关闭时自动地将所述永磁体(48)移动到限定的起始位置的回位弹簧(58),并且
所述回位弹簧(58)直接或间接地与所述扭矩输入件(12)传递扭矩地固定连接。
6.根据权利要求1所述的离合器系统,其特征在于,
设置用于轴向移动所述摩擦离合器(16)的压板的斜面系统(24),
所述斜面系统(24)具有输入斜面(28)和输出斜面(32),所述输出斜面能相对所述输入斜面(28)转动,以改变所述斜面系统(24)的轴向延伸,
所述输出斜面(32)与所述扭矩输入件(12)连接,并且
所述输入斜面(28)能够通过所述磁性离合器(38)与所述扭矩输出件(14)连接,或者所述输出斜面(32)与所述扭矩输出件(14)连接并且所述输入斜面(28)能够通过所述磁性离合器(38)与所述扭矩输入件(12)连接。
7.根据权利要求6所述的离合器系统,其特征在于,
所述输入斜面(28)与通过由铁磁性材料制成的从动件(34)抗扭地固定连接,并且
在所述电磁体(42)被关闭时,所述永磁体(48)在所述磁性离合器(38)的接合位置上被磁性吸附在所述从动件(34)上。
8.根据权利要求1所述的离合器系统,其特征在于,
所述电磁体(42)与直流电源连接,并且
所述直流电源能够提供沿第一电流方向的直流电流和沿与所述第一电流方向相反的第二电流方向的直流电流。
9.根据权利要求1所述的离合器系统,其特征在于,电机的转子与所述摩擦离合器(16)的输出部件(18)和/或与所述扭矩输出件(14)连接。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11111971B2 (en) * 2015-11-12 2021-09-07 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Clutch system and method for actuating a clutch system
CN106545651B (zh) * 2017-01-09 2022-06-28 山东理工大学 带无刷线控离心球臂接合装置的电动汽车三挡自动变速器
CN109410688B (zh) * 2018-12-27 2020-07-31 重庆电子工程职业学院 一种自由落体危险体验装置
CN109611463B (zh) * 2018-12-27 2020-03-27 珠海骏驰科技有限公司 一种控制电磁离合器的方法
CN110645291B (zh) * 2019-09-24 2020-07-07 珠海格力电器股份有限公司 摩擦片组件、制动器和电机
US11118636B2 (en) * 2019-10-15 2021-09-14 Caterpillar Inc. Clutch control valve assembly having armature with anti-adhesion surface treatment
DE102019132229B3 (de) * 2019-11-28 2021-05-27 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Magnetkupplung mit einer Rotationsachse zum Betätigen einer Trennkupplung
DE102020109940B4 (de) 2020-04-09 2021-10-21 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Kupplungsanordnung mir schaltbarer Magnetkupplung
CN112013754B (zh) * 2020-09-01 2022-03-15 瑞立集团瑞安汽车零部件有限公司 一种无接触离合器助力器主轴位移检测系统及检测方法
JP7415962B2 (ja) 2021-01-20 2024-01-17 株式会社デンソー 電磁クラッチ
US11920666B2 (en) 2022-05-31 2024-03-05 Gkn Automotive Limited Rotary power transmission device with bi-stable clutch

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5739605A (en) * 1996-12-23 1998-04-14 Electroid Co.,A Division Of Valcor Engineering Corp. Bi-stable clutch
CN1651790A (zh) * 2004-02-02 2005-08-10 博格华纳公司 用于分动箱并具有多极电磁致动器的离合器
CN102549287A (zh) * 2009-10-29 2012-07-04 舍弗勒技术股份两合公司 离合器装置
DE102014213486A1 (de) * 2013-07-23 2015-01-29 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Riemenscheibenanordnung
DE102014216345A1 (de) * 2014-08-18 2016-02-18 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Reibungskupplung und Verfahren zum Betrieb einer Reibungskupplung
CN108138856A (zh) * 2015-11-12 2018-06-08 舍弗勒技术股份两合公司 离合器系统以及用于操作离合器系统的方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004039264A1 (de) * 2004-08-13 2006-02-23 Valeo Sicherheitssysteme Gmbh Elektromagnetische reibschlüssige Schaltkupplung, Verfahren zu ihrem Betrieb und Verwendung innerhalb eines Antriebsstranges zur automatischen Betätigung einer Fahrzeugtür oder Fahrzeugklappe
DE202006008131U1 (de) 2006-01-25 2006-09-28 Getrag Innovations Gmbh Schaltkupplungsanordnung für Kraftfahrzeuggetriebe
DE102007033676B4 (de) * 2007-07-17 2014-11-27 Pierburg Gmbh Kupplungsvorrichtung zur Drehmomentübertragung und Verfahren zur Drehmomentübertragung mit einer derartigen Kupplungsvorrichtung
US8881882B2 (en) * 2011-08-25 2014-11-11 Warner Electric Technology Llc Rotational coupling device with improved lubrication
US8814744B2 (en) * 2012-05-18 2014-08-26 Gm Global Technology Operations, Llc Electromechanical clutch and transmission
JP6519310B2 (ja) * 2015-05-13 2019-05-29 株式会社ジェイテクト 電磁式摩擦係合装置
DE102015008830A1 (de) * 2015-07-08 2016-01-28 Daimler Ag Kraftfahrzeuggetriebe, insbesondere Mehrstufengetriebe

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5739605A (en) * 1996-12-23 1998-04-14 Electroid Co.,A Division Of Valcor Engineering Corp. Bi-stable clutch
CN1651790A (zh) * 2004-02-02 2005-08-10 博格华纳公司 用于分动箱并具有多极电磁致动器的离合器
CN102549287A (zh) * 2009-10-29 2012-07-04 舍弗勒技术股份两合公司 离合器装置
DE102014213486A1 (de) * 2013-07-23 2015-01-29 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Riemenscheibenanordnung
DE102014216345A1 (de) * 2014-08-18 2016-02-18 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Reibungskupplung und Verfahren zum Betrieb einer Reibungskupplung
CN108138856A (zh) * 2015-11-12 2018-06-08 舍弗勒技术股份两合公司 离合器系统以及用于操作离合器系统的方法

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