CN1126880C - 传动系统离合器 - Google Patents

Abstract

一种采用一滚珠坡道式致动器(2)的汽车传动系统离合器，利用一滚珠坡道机构(5)响应于一电磁场而向离合圆盘(10、11)提供夹紧力，在圆盘处，此夹紧力利用一行星轮系(21)保持住并随离合器滑移而增大。一主单向离合器(60)在行星轮系(21)与飞轮(4)之间发挥作用，而许多辅助单向离合器(44A、44B、44C、44D)作用在每一相应的行星齿轮(42A、42B、42C、42D)上。

Description

传动系统离合器

技术领域

本发明涉及一种汽车传动系统离合器，而更为具体地说，涉及这样一种传动系统离合器，其中一摩擦圆盘利用一种滚珠坡道式致动器被夹紧于一发动机飞轮，在各行星齿轮上具有各单向离合器的一行星轮系结合一主单向离合器可在驱动和滑行两种情况下形成传动系统离合器锁定。

背景技术

传动系统各主离合器通常利用许多弹簧把一摩擦圆盘夹紧于一发动机飞轮。这些弹簧设置在一用螺栓连接于此飞轮的压板组件之内。一可控制此压板弹簧装置的机械联动装置由操作人员予以推移以控制此传动系统离合器的锁止的松脱。

目前正在努力运用电子技术使传动系统离合器的操作自动化。已知的有：利用连接于机械联动装置的一种电磁或液压致动器以基本上代替操作人员来在传动变换期间从事比较精确的操作。利用这样一种致动器，机械联动装置的动作响应于由一中心处理器生成的一种控制信号，此处理器用于根据各种操作条件来处理多样的汽车传感器信号以确定应当在什么时候和以什么方式启动或止动传动系统离合器。

利用一种滚珠坡道式致动器以加载一汽车传动系统差动装置之中的一离合组件，是为人所知的。美国专利第4805486号和第5092825号，其公开内容在此纳入作为参考，披露了一些有限滑动差动装置，其中一离合组件响应于一滚珠坡道式致动器的启动而被加载，此致动器则由一启动环上的一伺服马达或一电磁线圈驱动或刹车块予以启动。滚珠坡道机构超过其他各种致动器的优点是，它以很高的力量放大关系，往往是100∶1或更大，把旋转运动转换为轴向移动。滚珠坡道式致动器也已用在汽车传动装置中，通过响应于某种信号来加载一齿轮或离合组件以啮合和解除啮合各个轮系，一如美国专利第5078249号所披露的那样；此专利的披露内容在此纳入作为参考。

在两项这种汽车应用场合中，滚珠坡道式致动器的一边，通常称作一控制环，通过由一线圈生成的电磁场所引起的力量顶靠箱体机壳，或者由一电气马达使之相对于箱体机壳作转动。为了生成较大的夹紧力，供向线圈或马达的电流予以增大，借以增大控制环对箱体机壳的顶力，使控制环相对于一致动环作转动，从而导致各滚动元件在控制和驱动两环中的坡道上移动，这样增大了轴向移动和在离合组件上的夹紧力。

另外已知的是，利用滚珠坡道式致动器来加载汽车传动系统离合器，一如美国专利第1474390号，第2861225号，第3000479号，第5441137号，第5469948号，第5485904号和第5505285号之中所披露的那样；各专利所披露的内容在此纳入作为参考。利用滚珠坡道式致动器提供汽车传动系统离合器夹紧力的一项问题是，先前技术中各种单向滚珠坡道机构的力学作用当汽车处于滑行状态时导致夹紧力损失。一旦发动机功率减小和传动系统实际上超速发动机(滑行状态)，具有单坡道单向驱动作用的先前技术中的滚珠坡道式致动器将解除啮合离合器，从而消除了汽车的发动机制动作用。

采用只具有一单一坡道倾角的单向滚珠坡道的滚珠坡道式致动器，将导致离合器在发动机，比如当汽车滑行时，不向传动装置提供转动能量的时候解除啮合。在滑行时，飞轮不再向或是传动装置或是滚珠坡道式致动器提供转动能量。在这种情况下，致动环和控制环的相对转动已经逆反，以致滚珠坡道轴向位移消失，从而使得压板从离合器圆盘离开。结果是，发动机从传动装置脱开，任何发动机制动作用都被消除了。

一种双向滚珠坡道驱动式离合器披露在美国专利第29 37 729号和第550 5285号之中。采用这种较为昂贵和复杂的技术，滚珠坡道式致动器装有双向的坡道，当控制环与致动环之间存在任一方向上的相对转动时，它们形成启动作用。不过，滚珠坡道必须经过非启动状态而将导致不希望有的暂时离合器滑移，而且另外，比起一种单向装置来，制造各部件成本较大。还有，与单向滚珠坡道机构相比，双向滚珠坡道在一给定尺寸的情况下，在控制环与致动环之间的转动行程减小。因而，单向滚珠坡道机构是可取的，如果在汽车驱动和滑行两种操作状态下都可以使它从事启动的话。

滚珠坡道式致动器包括许多滚动元件、一控制环和一对置的致动环，其中致动环和控制环限定至少三对制成为周向半圆沟槽的、对置的单一坡道表面，每一对对置沟槽约束一个滚动元件。一止推轴承夹置在控制环与一箱体构件之间，连接于诸如一飞轮的输入构件并与之一起转动。一电磁线圈设置得靠近一控制离合器的一个元件，以便产生一磁场以加载此控制离合器，后者又施加作用力在滚珠坡道式致动器的控制环上，控制离合器可以类似于那些通常用于汽车空调压缩机的，或者可以是一种锥形控制离合器，以增大所传送的驱动力。

发明内容

本发明的特征在于，由一原动机驱动的飞轮(输入件)和一通过一滚珠坡道驱动式离合器联接的传动输入轴(输出件)。滚珠坡道机构具有许多单向的变深度沟槽(坡道)和一致动环，它具有的各单向的变深度沟槽至少部分地对置于并在几何上基本上类似于控制环上的各沟槽。滚珠坡道式致动器离合装置的一些实例显示在美国专利第19 74 390号、第2861225号、第29 37 729号、第3000479号、第5485904号和第5505285号之中。致动环通过使用拖带环与输入件之间的一行星轮系和一主单向离合器连同许多行星齿轮的每一个上面的辅助单向离合器而防止自身一当离合器在汽车滑行状态中锁上时发生反转。因而，采用本发明，滚珠坡道机构当汽车从驱动转向滑行状态时不会经过非启动状态，而离合器滑移会大为减少或者完全消除。一当电磁线圈被激励，滚珠坡道机构可以不依赖于汽车运行状况而只是增大夹紧力。

电磁线圈用以启动一控制离合器，它通过行星轮系和主单向离合器以摩擦方式把控制环联接于传动输入轴。在线圈激发时，滚珠坡道机构提供作用在离合器摩擦圆盘上的夹紧力，其中无论何时只要在输入飞轮与汽车传动装置输入轴之间存在某一转速差别，夹紧力的幅度就会立即增大。按照本发明，夹紧力的幅度保持在一给定水平或者增大，只要线圈由于作用在行星拖带环与输入件之间一主单向离合器和作用在行星轮系中各个行星齿轮上的各辅助单向离合器的动作而受到激励，从而当汽车进入滑行状态(此时发动机正在制动而不是驱动汽车)时滚珠坡道式致动器依然是被完全启动的。驱动状态下的离合器滑移将导致滚珠坡道机构增大作用在离合器圆盘上的夹紧力。同样，在滑行状态下，如果由于某种原因而出现离合器滑移，行星轮系就会保证控制环与致动环之间在适当方向上的附加相对传动以增大作用在各离合器摩擦圆盘上的夹紧力。

本发明的一项措施是，防止一滚珠坡道驱动式离合器在输入转矩反转时解除啮合。

本发明的另一项措施是，通过使用作用在一行星轮系的各行星齿轮上的各单向离合器和在拖带环与飞轮之间的一主单向离合器而锁定一控制环与一致动环之间的转动方向来防止一具有各单向坡道的滚珠坡道驱动式离合器在传动系统转矩处于滑行状态时解除啮合。

本发明的另一项措施是，采用一行星轮系和一作用在一拖带环与输入件之间的单向离合器使得把一输入件可转动地联接于输出件的、一具有各单向坡道的滚珠坡道驱动式传动系统离合器在传动系统转矩处于一滑行状态时增大其啮合强度。

本发明的另一项措施是，采用一行星轮系-其中每一行星齿轮支承在一单向离合器上，后者则非转动地支承在装接于拖带环的支承销上，使得由一具有各单向坡道的滚珠坡道式致动器予以驱动的、一传动系统离合器在被传递的传动转矩反转方向时增大其驱动力。

本发明的又一项措施是，采用一行星轮系和一主单向离合器—其中许多单向离合器可防止各行星齿轮相对于传动输入轴反向转动—使得由一具有各单向坡道的滚珠坡道式致动器予以驱动的一传动系统离合器在被传递的转矩反转方向时增大其驱动力。

附图说明

图1是本发明的传动系统离合器总成的部分剖视图；

图2是在汽车传动系统处于驱动状态下、沿着图1直线II-II所取的本发明的行星轮系的部分剖视图；

图3是在汽车传动系统处于滑行状态下、沿着图1直线II-II所取的本发明的行星轮系的部分剖视图；

图4是沿着图1直线IX-IX所取的本发明的滚珠坡道机构的轴向剖视图；

图5是在滚珠坡道机构处于非激发状态下、沿着图4直线V-V所取的本发明的滚珠坡道机构的剖视图；

图6是在滚珠坡道机构处于已激发状态下、沿着图4直线V-V所取的本发明的滚珠坡道机构的剖视图。

具体实施方式

为了促进对于本发明各项原理的理解，现在将参照示于各图的实施例并将使用具体术语来说明此实施例，不过将会理解，并不因而企图对于本发明的范畴作出任何限制，在所示装置之中的那些变更和进一步改进，以便示于本发明之中的各项原理的那些进一步应用都被认为是本发明所涉及的技术领域中的熟练人员一般可能想到的。

某些术语用于以下说明之中只是为了参照方便并不是限制性的，比如，用语“前”和“后”将指的是装在汽车之中的离合装置之前通常和后方。用语“右”和“左”将指的是术语与之结合使用的各图之中的方向。用语“内”和“外”将指的是分别朝向和离开设备的几何中心的方向。用语“上”和“下”将指的是术语与之结合使用的各图之中所取的方向。以上提及的所有前述用语包括其正常的派生和对等用语。

现在参照各图纸，这些图纸都不是用来限制本发明。图1是其中可以采用本发明的，一种类型的主传动系统离合装置2的轴向剖视图主传动系统离合装置2包括飞轮4，也称作输入件，具有摩擦表面4A，此飞轮由诸如内燃机这样的原动机(未画出)通过其输入曲轴(未画出)可转动地予以驱动，此曲轴通过传动系统离合装置2联接于传动装置(未画出)，此离合装置由滚珠坡道机构5予以驱动。离合装置外壳6围绕传动系统离合装置2并支承传动装置，后者包括传动输入轴8，也称作输出轴，伸展出去以便通过传动输入轴8左端处的各花链10C不转动地啮合具有摩擦圆盘10A和摩擦圆盘10B的第一离合圆盘10，而后，传动输入轴8由此在伸展以驱动传动装置。同样，具有摩擦圆盘11A和摩擦圆盘11B的第二离合圆盘11通过各花键11C啮合传动输入件。第一离合圆盘10夹在飞轮4与中间压板13A之间，而第二离合圆盘11夹在中间压板13A与主压板13B之间。一致动环12作用在碟形垫圈18上，以施加轴向力在主压板13B上以顶靠第二离合圆盘11和中间压板13A，再顶靠第一离合圆盘10，再在摩擦表面4A处顶靠飞轮4，从而通过传动输入轴8把转动功率从原动机传送到传送装置并最终到汽车传动系统的其余部分。

在先前技术中的各种系统中，离合压板是采用许多加载弹簧被压向飞轮的，当操作人员想要释放离合圆盘时，操作人员用腿和脚克服弹簧的作用力而启动机械式解脱机构，借以使离合圆盘相对于飞轮滑移。不过，应当理解，本发明的特点既不是各致动弹簧也不是机械式解脱机构。按照本发明，一种滚珠坡道机构5，由离合控制装置15在各传动变换序列期间代替操作人员以电子方式予以控制，用以迫使致动环朝向飞轮4。

离合器外壳6部分地封盖包含本发明滚珠坡道机构5的传动系统离合装置2。使控制件14顶靠机壳的各种滚珠坡道致动器在本技术领域中是为人熟知的，并且一直用以加载美国专利第5078249号之中所披露的传动齿轮离合器和美国专利第5092825号之中所披露的不同离合部件，此时滚珠坡道控制环通过带有齿轮传动装置的电磁线圈或马达而顶靠机壳。实质上，控制环14与驱动件12之间的相对转动导致一个或多个可以是球形元件或圆柱滚子的滚动元件20A、20B和20C(见图6)沿着同样数量的、对置的、分别制成在控制环14上的坡道22A、22B和22C和制成在致动环12上的坡道23A、23B和23C移动。所有部件总体上都围绕转动轴线47转动。坡道22A、22B、22C、23A、23B和23C具有不同的轴向单向深度。图4-6比较详细而精确地表明这种几何关系，随后要予以参照。

控制环14包含坡道22A、22B和22C，并且当线圈30被激励时以摩擦方式可转动地连接于离合环35。控制离合板19当线圈30由离合器控制装置15通过各电气接线17激励时被拉向线圈极板32。环状的电气线圈30环绕着传动输入轴8并由通过支承延伸段7装接于离合器外壳6的线圈支架31予以支承。电气线圈30设置在由一气隙隔开的、紧紧靠近线圈极板32的地方，在该处，线圈极板32在带花键的套筒33上非转动地支承在传动输入轴8上。带花键的套筒33和线圈极板32和太阳齿轮54全都与传动输入轴8一起转动。电气线圈30设置得部分由线圈极板32围住并由一微小气隙与之隔开。线圈30装于离合器外壳6并因而当线圈极板32按照输入轴8的转动而转动时保持静止不动。线圈30生成由图1中各箭头36表明的电磁通，穿过线圈极板32进入控制离合板19并返回来穿过线圈极板32进入线圈30。这一电磁通可产生一种趋向于把离合板19拉近线圈极板32的力量，借以通过离合器延伸件29接触在离合环35上而在控制环14上产生一合成转矩(在飞轮4与传动输入轴8之间呈现一转速差)，控制环14通过行星轮系21和一主单向离合器60启动滚珠坡道机构5，单向离合器当汽车处于一滑行或驱动状态时可使控制环14在一锁定方向上转动。换句话说，当汽车处于一驱动状态时，行星轮系21由于辅助单向离合器44A、44B、44C、44D和主单向离合器60各活轮的锁定动作而被锁定，在处于滑行状态时，主单向离合器60被锁定，而各辅助单向离合器允许行星齿轮42A、42B、42C、42D转动。在驱动和滑行两种状态下，在飞轮4和传动输入轴8的两者之中任何一个方向上的相对转动都会使滚珠坡道机构5启动。主单向离合器60在支承件49与一拖带环39之间工作。拖带销48A、48B、48C和48D(见图2)装接于拖带环39并通过各自的辅助单向离合器44A、44B、44C和44D支承行星齿轮42A、42B、42C和42D。

当离合圆盘10或11由于由原动机(发动机)通过飞轮4提供的过大转矩而不被夹紧或开始滑移时，在控制环14与致动环12之间出现相对转动，从而迫使两环14和12沿轴向进一步分开(此后要更为详细地予以说明)，借以增大主压板13A与中间压板13A与飞轮4之间摩擦垫板10A、10B、11A和11B处致动环12在离合圆盘10和11上的夹紧力。这一点是通过控制环14相对于致动环12的一个小范围相对转动而发生的，并且如果飞轮4与传动输入轴8之间出现任何相对转动，会提供一种自动的、实际上立时的夹紧力调节。

止推轴承56，可以是任何类型的适当轴承，顶靠支承件49并用以抵抗由滚珠坡道滚动元件20A、20B和20C在它们分别啮合控制环14和致动环12上面的坡道22A、22B、22C、23A、23B和23C时所生成的各个轴向力(见图4)。环圈40相对于通过壳体6装接于飞轮4的支承件49转动。控制环14相对于致动环12的转动导致致动环12朝向飞轮4沿轴向移动，从而夹紧致动环12与飞轮4之间的离合圆盘10和11。致动环12非转动地连接于壳体6，但可相对于箱体6沿轴向移动。

离合联轴器24包括锥形离合器28，其一侧是离合环35，连接起来与行星轮系21的环圈40一起转动，而另一侧是离合器延伸段29。匹配的各槽道37从控制环14伸出并可转动地啮合各驱动凸缘38，后者从离合器延伸件29伸出，延伸件29装接于控制离合板19，离合板19形成离合联轴器24。这样，锥形离合器28以摩擦方式把控制环14联接于离合环35，并因而联接于环圈40。希望的是，把摩擦材料粘合于或是控制离合延伸件29以及/或是锥形离合器28处的离合环35，以保证当线圈30被激励时这些零件之间所需的转矩传递。离合延伸体29利用从它那里伸出的各驱动凸缘38来可转动地驱动锥形离合器28的一侧而没有径向和轴向对比问题，这是因为各驱动凸缘38啮合各驱动槽道37的方式所致。不采用这种类型的离合联轴器24，锥形离合器28就会由于离合联轴器24的各部件的制造公差和摩擦而趋于咬合。

按照本发明，一当离合装置2被锁上，线圈极板32就以与飞轮4相同的速度转动，而且只需要最小的附加电力发送到线圈30以保持锁上离合装置2。采用先前技术的指导原则，控制环14可以顶靠一机壳表面，诸如离合器外壳，尽管会在控制环14之间发生连续的滑移，导致很大的附加能量损失和离合器滑移时没有滚珠坡道机构5的自动启动。如本申请所表明的那样，通过单向离合器24行星轮系21把控制环14装接于传动输入轴8-行星轮系21由配合主单向离合器60作用的辅助单向离合器44A、44B、44C和44D的动作予以控制，由于离合器滑移而造成的飞轮4与传动输入轴8之间的任何相对转动将进一步向滚珠坡道机构5供能，从而把离合器滑移减至最小。另外，采用本发明，在或是汽车驱动或是滑行状态之中时，达到离合圆盘10和11恰好最小滑移的反应时间实际上是一瞬间，因为离合圆盘10和11的滑移通过在控制环14一侧上以摩擦方式锁定的离合联轴器24以及行星轮系21并通过向致动环12的压板箱体16而导致致动环12与控制环14之间的相对运动。致动环12可转动地联接于离合器压板箱体16，后者本身又连接于完全一起转动的飞轮4。

在凸缘26A与箱体26B之间工作的位移弹簧26予以加载电枢，以尽量减小，线圈首次被激励时的气隙效应并起到消除控制联轴器24的不可预期啮合的作用。如果控制联轴器24未经予加载荷，线圈30就可能需要一较大强度的电流以最初拉近控制离合板19，这会导致在锥形离合器28处的力大于控制离合板19通过气隙之后所需的力。任何一种类型的装置都可用来施加一予载力在控制离合板19或离合器延伸段29上面，这样具有向着启动状态预先加载离合联轴器24的作用。

许多压板弹簧50通过充当压板箱体16与致动环12之间的各弹簧元件而起作用，拉拽包括驱动件12在内的滚珠坡道机构5离开离合摩擦圆盘10和11以及飞轮4，从而移动致动环12离开飞轮4。压板箱体16装接于飞轮4，以致致动环12与飞轮4一起转动，但是由于受到滚珠坡道机构5的动作控制而可相对于飞轮沿轴向移动，起到压缩各压板弹簧50的作用。

现在参照图1、2和3，其中图2和3是沿着图1直线II-II所取、本发明的行星轮系21的部分剖视图，汽车分别处于一驱动状态和一滑行状态。图2表明当传动系统处于一驱动状态之中时，为了图示说明的各项目的，用箭头A表示太阳齿轮54的转动方向为顺时针和用箭头B表明环圈40的转动方向为顺时针，而用带有标为C的各箭头表明辅助单向离合器44A、44B、44C和44D的转动方向，以及拖带环29的方向用代表转动的箭头D表明。带有拖带销48A、48B、48C和48D的拖带环39受到主单向离合器60的作用而被防止相对于飞轮4在反时针方向转动。图3表明相对飞轮4，太阳齿轮54和环圈40的转动方向和拖带环39的转动方向的逆反，此时传动系统离合器的滑移会导致滚珠坡道机构5的启动全同于在驱动状态之中的启动。行星轮系21设置得可使控制环14在某一方向上转动以进而启动滚珠坡道机构5，无论汽车是运行在一驱动状态或一滑行状态之中。

行星轮系21包括许多支承在相应的辅助单向离合器44A、44B、44C和44D上面的行星齿轮42A、42B、42C和42D，每一离合器则非转动地支承在相应的拖带销48A、48B、48C和48D上面。注意，对于行星轮系21，可以采用任何数量的行星齿轮和相关支承销，行星齿轮42A、42B、42C和42D随后啮合环圈40，后者由支承件49可转动地予以支承，支承体49则与飞轮4一起转动。环圈40连接于离合环35并与之一起转动。行星齿轮42A、42B、42C和42D由拖带环39保持在轴向位置上，而拖带环39装接于主单向离合器60，全部围绕转动轴线47转动。主单向离合器60可防止行星轮系21的拖带环39在某一方向上转动，此方向当结合辅助单向离合器44A、44B、44C和44D工作时，会造成滚珠坡道机构5的释放。

一当线圈30被激励，结合主单向离合器60工作的行星轮系21只在一个方向上保证控制环14与致动环12的相对转动，这样可造成滚珠坡道机构5的进一步启动并增大离合圆盘10和11上的夹紧力，无论汽车的操作状态和通过传动系统的转矩传递如何。

由滚珠坡道机构5生成的各轴向力由止推轴承56传入各支承件49，后者通过压板箱体16装接于飞轮4。在相反方向上，由滚珠坡道机构5生成的轴向力传至离合圆盘10和11以及飞轮4。应当指出，任何数量的离合圆盘都可以使用，包括不带中间压板13A的只是一个离合圆盘在内。

在图2中，箭头5指出太阳齿轮54的相对转动方向，箭头A指出环圈40的相对转动方向，箭头P指出行星齿轮42A、42B、42C、42D的相对转动方向，箭头C指出拖带环30的相对转动方向。环圈40非转动地连接于支承件49。锥形离合器28摩擦表面当线圈30被激励时以摩擦方式通过离合器延伸件29把离合环35联接于控制环14。行星齿轮42A、42B、42C和42D由相应的装接于拖带环39的支承销48A、48B、48C和48D可转动地予以支承。行星轮系21有一太阳齿轮54，非转动地连接于传动输入轴8。图中表明太阳齿轮54由发动机驱动在反时针方向上转动，而由于行星齿轮42A、42B、42C和42D是锁定的，所以环圈40与太阳齿轮54一起转动。因而，摩擦圆盘10A、10B的任何滑移会造成滚珠坡道机构11的进一步启动，以致增大摩擦圆盘10A和10B的夹紧载荷。

图3是沿着直线II-II所取，图1中离合装置2的部分割视图，表明当汽车处于滑行状态时行星轮系21的相对转动。拖带环39和所装接的拖带销48A、48B、48C和48D与发动机飞轮4一起转动，因为辅助单向离合器44A、44B、44C和44D是锁定的并防止辅助行星齿轮42A、42B、42C和42D在反时针方向上转动。滚珠坡道机构11因此当滑移出现在飞轮4与摩擦圆盘10A和10B之间时被进一步供能，等同于所产生的、结果示于图2的现象。

现在参照图4、5和6来说明滚珠坡道机构5的动作，滚珠坡道机构5的剖面视图示于图4，而沿着由球形元件2aA隔开的致动环12和控制环14的直线IV-IV所取的两个视图示于图5和6。三个球形滚动元件20A、20B和20C间隔开来大约120°，随着控制环14相对于致动环12转动而分别滚动在具有变化的轴向深度的三条坡道22A、22B和22C上。取决于滚道坡道机构5的所需转矩和轴向移动，可以采用任何数量的球形滚动元件20A、20B和20C以及相应的坡道22A、22B、22C、23A、23B和23C。必须遵循的是，采用至少三个球形滚动元件20A、20B、20C，使之运行在分别制成在控制环14和致动环12二者上面的同样数量的全同、等距、对置的坡道22A、22B、22C和23A、23B和23C上面，以形成控制环14和致动环12的轴向和径向的稳定性。如前所提及，任何类型的滚动元件，诸如滚珠或圆柱滚子，都可使用。图中表明，致动环12与围绕和传动输入轴8转动轴线相重合的转动轴线47而转动的飞轮4、压板箱体16以及第一和第二支承件49A、49B一起转动。

三条半圆形环向坡道23A、23B和23C，如图所示，制成在致动环12的端面上，而相应的全同、对置的坡道22A、22B和22C则制成在控制环14的端面上，控制环14和致动环12由高强度钢制成，而单向带锥度的坡道22A、22B、22C、23A、23B和23C渗碳和淬硬到Rc55-60。坡道22A、22B、22C、23A、23B和23C的深度逐步减小-这一点参照图7中的坡道22A和23A可以看得比较清楚，并沿周向伸展大约120℃(实际上小于120°，以使各坡道之间有一分隔段)。控制环14与致动环12之间的间隔66是由两条相应的对置坡道诸如22A与23A之间的转动方向来确定的。在这两条坡道处，当控制环14相对于致动环12在同一转动轴线上转动时球形滚动元件20A滚动在两条坡道22A和23A上面。以一种基本上全同的方式，滚动元件20B滚动在两条坡道22B和23B上面，以及滚动元件20C滚动在两条坡道22C和23C上面。相对转动迫使两环14、12沿轴向分开或者使它们靠近，这由滚动元件20A、20B和20C或者它们相应的成对的坡道22A、23A和22B、23B以及22C、23C来决定，借此形成用于夹紧和松脱致动环12与飞轮4之间的离合圆盘10的轴向移动。

图5表明控制环14和致动环12的转动方向，这时坡道22A和23A在一极端处对正、球形元件20A处在坡道22A和23A最深一段上，拖带环48处于最小，假定飞轮4与传动输入轴8之间存在一转速差别，一当激励线圈30，由于通过离合联轴器24施加一转矩输入，控制环14就相对于致动环12转动，而坡道22A和23A彼此相对移动，导致球形元件20A在每一坡道表面22A和23A上滚动而移动到两条坡道22A和23A上的一不同位置，从而迫使控制环14和致动环12分开而达到如图1所示的一个较宽的间隔。一类似的分离力量由滚动在坡道表面22B和23B上的滚动元件20B和滚动在坡道22C和23C上的滚动元件予以生成。参照图5和6，控制环14的转动可以清楚地予以图示说明，即相对错移参照点62和64的位置，从图5直接对置的位置到由于控制环14在箭头70方向上的转动所造成的图6中的偏移位置。这种轴向位移的增大可以用于多种应用场合，特别是各种传动系统离合器，因为相对于施加在控制环14上的转矩，这种力量强度是十分大的，一般比例是100∶1。这一点可以如本应用场合所示用以在一汽车传动系统中加载致动环12，使之压靠离合圆盘10和11以及飞轮4。参照美国专利第4805486号，可以发现关于滚珠坡道式致动器的运作的其他细节说明。

如果飞轮4的转动速度与传动输入轴8的一样，即使线圈30被激励，控制环14的转动速度也与致动环12的一样，而且滚动坡道机构5不生成附加的轴向力，因为在控制环14与致动环12之间不存在相对转动。假定线圈30始终是被激励的，从而以电磁方式通过离合联轴器24、线圈极板32以及行星轮系21把控制环14固定传动轴入轴8，则按照本发明，飞轮4与传动输入轴8之间的任何相对运动都会导致控制环14与致动环12之间在可使球形元件20A、20B和20C进一步增大控制环14与致动环12之间间隔的方向上作相对转动，从而由致动环12生成附加的夹紧力，以便利用飞轮的动力来增大作用在离合圆盘10上的锁定力。

按照本发明，汽车传动系统离合致动器可以用于把一传动输入轴联接于一输出轴，此时输入轴相似于图1所示的飞轮4，而输出轴相似于所示的传动输入轴8。本发明只要线圈被激励就会防止滚动坡道机构5使离合圆盘10和11缩回和解除啮合，从而在输入轴(飞轮)与输出轴(传动输入轴)之间形成一种摩擦联接，无论转矩传递的方向为何。

本发明已经非常仔细地予以说明，足以使本技术领域中的熟练人员能够予以制造和使用。本技术领域中的熟练人员在阅读和理解前述说明书之后就会想到本发明的各种各样的变通和改动，所有这样变通和改动，在它们处在所述各项权利要求的范围之内的情况下，都认为包含在内作为本发明的一部分。

Claims (7)

1.一种传动系统离合器，用于可转动地联接两个转动的部件，该离合器包括：一滚珠坡道致动器，且其具有一输入部件，它由一原动机驱动并围绕一转动轴线转动；一输出部件，它具有与所述输入部件的所述转动轴线同轴线的转动轴线，用于使一输出装置转动；滚珠坡道机构，它包括：一环状控制环，它具有一转动轴线，所述控制环具有许多制成在所述控制环的一第一端面上的周向控制坡道，所述控制坡道在轴向深度上是变化的，一对等数量的滚动元件，各自占据每一所述控制坡道，一致动环，它具有与所述控制环的所述转动轴线同轴线的转动轴线，所述致动环具有许多在数量、形状和径向位置上基本上全同于所述控制坡道的致动坡道，所述致动坡道至少部分地对置于所述控制坡道，并且每一所述滚动元件被约束在其中一条所述致动坡道与一相应的控制坡道之间，所述控制环设置成相对于所述致动环可以沿轴向移动和转动；该改进包括：

一行星轮系，它具有一环圈，该环圈以摩擦方式可转动地连接于带一离合联轴器的所述控制环，许多行星齿轮啮合所述环圈和一太阳齿轮二者，所述太阳齿轮非转动地联接于所述输出部件，而所述行星齿轮各自可转动地支承在相应的拖带销上的一辅助单向离合器上，而所述拖带销支承在一拖带环上；

一线圈，用于在所述离合联轴器产生一电磁场；

一主单向离合器，其连接于所述输入部件并连接于所述拖带环，进行工作以防止所述拖带环在一导致所述滚珠坡道机构不致动的方向上相对于所述输入部件转动；

其中工作在所述行星轮系内的所述辅助单向离合器形成所述控制环相对于所述致动环在一致动所述滚珠坡道机构的方向上的转动，不论所述输入部件和所述输出部件的相对转动如何。

2.按照权利要求1所述的传动系统离合器，其特征在于，所述各控制坡道和所述各致动坡道具有一连续增大的轴向深度。

3.按照权利要求1所述的传动系统离合器，其特征在于，所述离合联轴器包括：一控制离合板，其响应于所述电磁场移动；一离合器延伸段，其装接于所述离合控制板；一拖带环，用于可转动地联接所述离合器延伸段，其中，所述离合环和所述离合器延伸段构成一锥形离合器。

4.按照权利要求3所述的传动系统离合器，其特征在于，所述线圈环绕所述输出部件。

5.按照权利要求4所述的传动系统离合器，其特征在于，其还包括一控制装置，它电连接于所述线圈，用于向所述线圈提供电能。

6.按照权利要求3所述的传动系统离合器，其特征在于，所述控制离合板连接于一离合器延伸段，该离合器延伸段基本上非转动地连接于所述控制环，所述离合器延伸段在所述线圈被激励时以摩擦方式啮合所述拖带环。

7.按照权利要求1所述的传动系统离合器，其特征在于，所述输入部件是一飞轮，而其中所述输出部件是一传动输入轴，以及其中所述输出装置是一传动装置。

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