CN111406159B - 电磁操作的联接装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种电磁操作的联接装置，其中第一旋转构件和第二旋转构件彼此同轴并且可围绕相同的旋转轴线旋转。联接装置包括：接合套筒，其设有由铁磁材料制成的控制盘，该接合套筒在接合位置和脱离位置之间可轴向地滑动；以及控制系统，其用于控制接合套筒在所述接合位置和所述脱离位置之间的滑动运动。控制系统包括一对电磁线圈，电磁线圈与控制盘的同轴地安置在控制盘的相对两侧，并被布置成由电流选择性地激活，以产生作用在控制盘上而使控制盘以及因此使接合套筒沿两个方向轴向移动的磁力。控制系统还包括处理单元，处理单元用于基于接合套筒的轴向位置来控制电磁线圈的激活和去激活。

Description

电磁操作的联接装置
技术领域
本发明总体上涉及一种用于选择性地连接和断开机动车辆的传动系统中的第一旋转构件和第二旋转构件的联接装置，并且更具体地涉及一种电磁操作的联接装置。
背景技术
例如从AT 190 752已知一种电磁操作的联接装置。
例如从DE 10 2015 015 238 A1、US 8,276,726 B2和DE 10 2006 010 616 A1已知其他电磁操作的联接装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种相对于现有技术的改进的联接装置。
根据本发明，该目的和其他目的凭借一种用于选择性地连接和断开车辆的传动系统中的第一旋转构件和第二旋转构件的联接装置来实现，第一旋转构件和第二旋转构件彼此同轴并且能围绕相同的旋转轴线旋转，联接装置包括，
接合套筒，接合套筒设有由铁磁材料制成的控制盘，接合套筒能在接合位置以及脱离位置之间轴向地滑动，在接合位置中，接合套筒将第一旋转构件与第二旋转构件连接，从而允许通过接合套筒在第一旋转构件和第二旋转构件之间传递扭矩，在脱离位置中，接合套筒使第一旋转构件与第二旋转构件断开连接；以及
控制系统，控制系统用于控制接合套筒在接合位置和脱离位置之间的滑动运动，控制系统包括与控制盘同轴地安置在控制盘的相对两侧的一对电磁线圈，一对电磁线圈布置成由电流选择性地激活，以产生作用在控制盘上而使控制盘以及因此使接合套筒沿两个方向轴向移动的磁力，
其中，控制系统还包括处理单元，处理单元用于基于接合套筒的轴向位置来控制一对电磁线圈的激活和去激活，
联接装置还包括接合环，接合环在一侧上连接至第一旋转构件，接合环布置成当接合套筒处于接合位置时，将接合套筒与第一旋转构件连接。
简而言之，本发明所基于的思想是提供一种联接装置，其中控制系统还包括用于基于接合套筒的轴向位置来控制电磁线圈的激活(启用)和去激活(停用)的处理单元(elaboration unit)。
优选地，控制系统还包括位置传感器，该位置传感器布置成感测接合套筒的位置并产生对应的位置信号，该位置信号被发送至处理单元以允许处理单元基于此信号来控制电磁线圈的激活和去激活。凭借被布置成感测接合套筒的位置并产生对应的位置信号的位置传感器，联接装置能够快速且精确地控制接合套筒的位置。
作为一种变型，使用位置传感器向处理单元提供与接合套筒的轴向位置相关联的信息，还可以设想，处理单元基于线圈的电磁参数(诸如电感)的变化来估算接合套筒的轴向位置。
凭借其元件的简单布置，可以以模块化的方式来制造根据本发明的联接装置，由此使得制造和组装成本降低。
特别地，可减少联接装置的元件数量，从而允许减少维护时间和成本。
附图说明
从仅借助参考附图的非限制性示例给出的下面的详细描述中，本发明的其他特征和优点将变得明显，其中图1和2是分别处于接合位置和脱离位置的根据本发明的一个实施例的联接装置的轴向剖视图。
具体实施方式
参考附图，车辆的传动系统(仅部分地示出)包括彼此同轴地布置并且围绕旋转轴线x可旋转地支承的第一旋转构件10和第二旋转构件12。第一旋转构件10和第二旋转构件12可以是车辆传动系统的轴、车轮或任何其他旋转构件。
传动系统还包括电磁操作的联接装置，其总体上用14表示，以用于将第一旋转构件10和第二旋转构件12彼此连接以围绕轴线x旋转，从而允许在第一旋转构件10和第二旋转构件12之间传递扭矩。
联接装置14包括可在接合位置(图1)和脱离位置(图2)之间轴向地(即，沿着轴线x的方向)滑动的接合套筒16，以及用于控制接合套筒16的轴向地滑动运动的控制系统。
在所示的实施例中，接合套筒16可轴向滑动地安装在第二旋转构件12上，并且例如借助于花键连接来驱动连接以与其一起旋转。特别地，接合套筒16不是直接安装在第二旋转构件12上，而是可轴向地滑动地安装在毂18上，毂18被固定成用于与第二旋转构件12一起旋转。然而，接合套筒16也可以安装在第二旋转构件12上而在其间没有任何元件。
接合套筒16的形状可大体上设计成沿轴线x延伸的短的中空的圆柱体。接合套筒16可以由钢或任何其他合适的材料制成。
接合套筒16包括由铁磁材料制成的控制盘20。控制盘20以沿轴线x的滑动运动而与接合套筒16驱动地连接。控制盘20的形状设计成例如从接合套筒16的外表面径向远离轴线x延伸的凸缘。
根据一个实施例，接合套筒16也可以由铁磁材料制成。在这种情况下，控制盘20优选与接合套筒16一体地制成。
接合套筒16布置成以本质上已知的方式与接合环22协配，接合环22被驱动地连接以与第一旋转构件10一起旋转，由此，在接合位置处，接合套筒16与接合环22接合，以驱动地连接而与其一起旋转，由此允许在第一旋转构件10和第二旋转构件12之间传递扭矩，而在脱离位置处，接合套筒16与接合环22脱离，并且因此，第一旋转构件10和第二旋转构件12围绕轴线x相对于彼此自由旋转。接合环22可以例如设置有外齿T，在接合位置，该外齿T与接合套筒16的内齿啮合。
联接装置14还可包括第一行程末端元件24和第二行程末端元件26，第一行程末端元件24和第二行程末端元件26安置在控制盘20的相对两侧上以限制接合套筒16的轴向位移。
联接装置14的控制系统包括在控制盘20的相对两侧上与轴线x基本同轴安置的一对电磁线圈28和30。电磁线圈28和30被电流选择性地激活，以产生作用在控制盘20上以使其沿任一方向轴向移动的磁力。
更具体地，电磁线圈28的激活导致指向右边(根据图1和图2的人观查的点位)的磁力被施加到控制盘20，使得后者(控制盘20)被朝向电磁线圈28拉动，并且因此使接合套筒16移动到接合位置，而电磁线圈30的激活导致指向左边的磁力被施加到控制盘20，使得后者(控制盘20)被朝向电磁线圈30拉动，并且因此使接合套筒16移动到脱离位置。
电磁线圈28和30优选地由玻璃绝缘线材形成，从而避免短路。
该控制系统还包括：位置传感器32，该位置传感器32布置成感测接合套筒16的轴向位置并且产生对应的位置信号；以及处理单元34，该处理单元34连接到位置传感器32并且连接到电磁线圈28和30，布置成接收由位置传感器32产生的位置信号并且引起电磁线圈28和30的激活和去激活。
位置传感器32通常可以是非接触感应位置传感器。由位置传感器32产生的位置信号可以描述当接合套筒16处于接合位置、脱离位置或两者之间的任何其他位置时接合套筒16的位置。
根据可编程且可更新的控制策略，处理单元34可以被布置成激活和去激活电磁线圈28和30以控制接合套筒16的位置。已被用于控制传统的液压致动器的任何已知的控制策略可以通过用于根据本发明的联接装置14中的处理单元34来实现。优选地，处理单元34被布置成基于从位置传感器32接收的位置信号来控制电磁线圈28和30的激活和去激活。
由于其元件的简单布置，根据本发明的联接装置允许车辆传动系统的两个旋转构件彼此连接以及彼此脱离，而不需要笨重且昂贵的传统液压操作联接装置。
特别地，电磁激活允许快速且精确地控制接合套筒的位置，而位置传感器的使用允许有关接合套筒的轴向位移的精确反馈。
当然，本发明的原理保持不变，实施例和结构细节可以从纯粹借助非限制性示例描述和说明的那些广泛地变化，而不脱离如所附权利要求中限定的本发明的范围。
例如，如说明书的引言部分所述，可以省略位置传感器，并且在这种情况下，接合套筒的轴向位置由处理单元基于线圈的电磁参数(诸如电感)的变化来估算。

Claims (9)

1.一种用于选择性地连接和断开车辆的传动系统中的第一旋转构件(10)和第二旋转构件(12)的联接装置(14)，第一旋转构件(10)和第二旋转构件(12)彼此同轴并且能围绕相同的旋转轴线(x)旋转，所述联接装置(14)包括，
接合套筒(16)，所述接合套筒(16)设有由铁磁材料制成的控制盘(20)，所述接合套筒(16)能在接合位置以及脱离位置之间轴向地滑动，在所述接合位置中，所述接合套筒(16)将所述第一旋转构件(10)与所述第二旋转构件(12)连接，从而允许通过所述接合套筒(16)在所述第一旋转构件(10)和所述第二旋转构件(12)之间传递扭矩，在所述脱离位置中，所述接合套筒(16)使所述第一旋转构件(10)与所述第二旋转构件(12)断开连接；以及
控制系统，所述控制系统用于控制接合套筒(16)在所述接合位置和所述脱离位置之间的滑动运动，所述控制系统包括与所述控制盘(20)同轴地安置在所述控制盘(20)的相对两侧的一对电磁线圈(28、30)，所述一对电磁线圈(28、30)布置成由电流选择性地激活，以产生作用在所述控制盘(20)上而使所述控制盘(20)以及因此使所述接合套筒(16)沿两个方向轴向移动的磁力，
其特征在于，所述控制系统还包括处理单元(34)，所述处理单元(34)用于基于所述接合套筒(16)的轴向位置来控制所述一对电磁线圈(28、30)的激活和去激活，
所述联接装置还包括接合环(22)，所述接合环(22)在一侧上连接至所述第一旋转构件(10)，所述接合环(22)布置成当所述接合套筒(16)处于接合位置时，将所述接合套筒(16)与所述第一旋转构件(10)连接。
2.根据权利要求1所述的联接装置，其特征在于，还包括位置传感器(32)，所述位置传感器(32)用于感测所述接合套筒(16)的轴向位置并将对应的位置信号发送至所述处理单元(34)，所述处理单元(34)布置成根据所述位置信号来控制所述一对电磁线圈(28、30)的激活和去激活。
3.根据权利要求1所述的联接装置，其特征在于，所述处理单元(34)布置成基于所述一对电磁线圈(28、30)的电磁参数的变化来估算所述接合套筒(16)的轴向位置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的联接装置，其特征在于，还包括第一行程末端元件(24)和第二行程末端元件(26)，所述第一行程末端元件(24)和所述第二行程末端元件(26)安置在所述控制盘(20)的相对两侧上以限制所述接合套筒(16)的轴向位移。
5.根据权利要求1所述的联接装置，其特征在于，还包括内部的毂(18)，所述毂(18)与所述第二旋转构件(12)同轴地安装在所述第二旋转构件(12)上，并且支承所述接合套筒(16)。
6.根据权利要求1所述的联接装置，其特征在于，所述控制盘(20)与所述接合套筒(16)一体地制成。
7.根据权利要求1所述的联接装置，其特征在于，所述接合套筒(16)也由铁磁材料制成。
8.根据权利要求1所述的联接装置，其特征在于，所述一对电磁线圈(28、30)布置成：当电流流过它们中的任意一个时，在所述控制盘(20)上产生磁力，使得所述控制盘(20)朝着电流流过的电磁线圈(28、30)轴向移动。
9.一种车辆的传动系统，所述传动系统包括第一旋转构件(10)、第二旋转构件(12)和根据前述权利要求中的任一项所述的联接装置(14)。
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