CN86104980A - 多速辅助驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种使用行星齿轮减速组(12)的多速辅助驱动装置(10)。同输出件(84)相连的锥形离合器(89)，装置(200)移动锥形离合器(89)使之同输出件(84)啮合，并作有选择地限止行星齿轮组(12)的内啮合齿轮(18)的旋转的装置。包括一种带式制动装置(318)。

Description

本发明总的讲是涉及一种离合装置，更确切地说，涉及到一种发动机驱动装置，该装置至少能以两种可调速度中的一种速度驱动一种装在车辆上的辅助装置并能使该辅助装置完全脱开（零速）。

通常在驱动装置中装有数个行星齿轮组，该驱动装置用来以有选择地箝制内啮合齿轮，中心齿轮或行星齿轮架中的任何一个以更换速度。在美国专利，2959070中，阐述了一种这类驱动装置。在辅助驱动装置用于车辆的情况下，行星齿轮组的采用可以不同于发动机（曲轴）的速度驱动该辅助装置。超速驱动该辅助装置，即，以比发动机更快的速度驱动它，则降低该齿轮装置的使用寿命，以及产生不能承受的鸣鸣声。此外，现有驱动装置利用行星齿轮组仅仅以两档速度之一驱动该辅助装置。第一速度等于输入速度，第二速度由于齿轮组的有效齿轮比而不同于第一速度。在车辆启动时，有必要并且经常是必须使发动机的工作量处于极小状态以便使该辅助装置脱开。在冷启动时为减轻发动机的摩擦这一特征尤其重要。

本发明的一个目的是提供一种发动机驱动的、离合的驱动装置，该装置能够使皮带传动的辅助装置达到全速、减速和零速（脱开）。还有一个目的是提供一个利用减速行星齿轮组的装置。本发明的另一个目的是提供以简单方法完成离合功能的装置。本发明的许多其它目的和用途将从详细的叙述中说明。

因而，本发明是指：

具有复杂操作条件的多速辅助驱动装置，在这些条件中，输出件以输入件的速度或驱动件的速度旋转，以减速比旋转或处于零速;其包括：一压力板相对于输入件可轴向移动，固定于输入件的传动连杆也可旋转，同时传动连杆固定于压力板，使压力板旋转并轴向移动，使压力板脱离传动连杆，该驱动装置另外还包括将压力板移向与输出件接触并同输出件旋转啮合，或推动输出件与输入件相接的装置;在压力板与输出件啮合间隔时脱开行星齿轮组中的内啮合齿轮的装置，使输出件以输入件的速度旋转，在压力板与输出件脱开时，使输出件以输入件的预定速比旋转，该装置停止内啮合齿轮旋转，以及在压力板脱开输出件间隔时，该装置脱开内啮合齿轮，从而使上述输出件在输入件旋转时保持静止状态。

在附图中：

图1    是按照本发明构成的多速辅助驱动装置的局部剖面图。

图2    是图1中所示的驱动装置的剖面图。

图3a    是图1中所示的传动连杆的另一种实施例的主视图。

图3b    是图3a中的另一种传动连杆的侧视图。

图4    是图1中所示的本发明实施例的投影图。

图5    和图6表示另一种制动机构。

图7    表示图5和图6中所示的操作杆。

结合附图，附图所示的多速辅助驱动装置[10]，该装置[10]此时处于脱开工作状态。参考图1，驱动装置[10]包含以[12]整体表示的减速行星齿轮组，其包括一个中心齿轮[14]，位于相对中心齿轮圆周安装地数个行星齿轮[16]，位于行星齿轮周围旋转的内啮合齿轮[18]。图1仅表示行星齿轮[16]中的一个，这样的结构是一种公知的技术。

中心齿轮[14]装于输入件或图1中所示的主轴[20]并随其旋转，该轴[20]支承驱动装置[10]的许多其它另部件。主轴[20]连接到发动机的旋转件，如用螺栓[22]和垫圈[24]同它的曲轴（未画出）相接。行星齿轮[16]同行星齿轮架[40]连接，该行星齿轮架[40]是连接到输入件[20]同轴延伸的轮毂[80]。内啮合齿轮[18]是由壳体[44]和[46]定位，壳体[44]和[46]由轴承[50]和[52]与输入件[20]和轴向延伸轮毂[80]隔开。壳体[44]和[46]确定了用于注入油或类似物的润滑腔[83]。在图1中所示的本发明实施例中，圆盘[54]连接到内啮合齿轮[18]并可随其旋转。内啮合齿轮[18]和圆盘[54]的旋转由如图4中所示的卡爪[56]控制。卡爪[56]以已知的气压或液压操作方法响应于控制讯号而操作。图5和图6表示中止内啮合齿轮[18]旋转的另一种装置[319]。

回到图1，可以发现，行星齿轮架[40]从行星齿轮向下径向延伸并连接到轮毂[80]，轮毂[80]由轴承[82]，如双座圈，相对于输入件[20]旋转支承。轮毂[80]支承一个输出滚轮[84]，滚轮[84]在此可用螺钉[85]或类似的方法连接。滚轮[84]包括端接到滚轮面[88]的径向延伸段或延伸件[86]。

驱动装置[10]另外还包括一个有压力板[90]的锥形离合器[89]。压力板[90]包括一个径向延伸段[92]和同轴定位于主轴[20]的圆锥形圈[98]。圈[98]包括一个作为如下文所述的锥形啮合面的锥面[100]。压力板[90]的底座[96]由分割块[102]和衬套[104]支承并在旋转时同主轴[20]隔开。以此方式，压力板[90]在衬套[104]上可自由轴向移动。

该锥形离合器[89]另外还包括了罩[110]，该罩[110]包括支承摩擦材料[114]的圈的锥形内表面[112]，该锥形内表面[112]作为啮合锥形表面[100]的锥形摩擦面。罩[110]从滚轮[84]延伸并随其旋转。

传动连杆[120]位于滚轮[84]和压力板[90]之间。传动连杆[120]连接到主轴[20]并随其旋转。可用键[122]把传动连杆[120]连接到主轴[20]。如图2所示传动连杆[120]包括支撑数个弹簧[126a-f]的径向延伸段[124]。图1和图2中所示本发明实施例中的弹簧[126]包括数个簧片，簧片由铆钉[130]或类似物在整体[128]所示的一端上接到传动连杆[120]的径向段[124]上，另一端[132]接到压力板[90]的径向延伸段[92]上。

传动连杆[120]另一个实施例如图3a所示，整体用[300]表示。这一实施例把传动连杆[120]和弹簧[126]的结构特征组成一个整体结构。更确切地讲，传动连杆[300]包括限定孔[304]的中央轮毂[302]、孔[304]的大小可使主轴[20]装入。传动连杆[300]的侧视图如图3b所示。轮毂[302]另外还包括一个能装入类似前述的键[122]的键槽[306]。从轮毂[302]向外径向弯曲物是数个可扭弯的弹簧状杆[310a-e]，杆[310a-e]也有轮毂[302]向外轴向延伸并同端面[312]相接。端面[312]基本上是平的，适合按弹簧[126]衔接方式同压力板[90]的径向段[92]连接。

如图1所示使用传动装置[200]使压力板[90]与摩擦材料[114]接触或移入。这种传动装置是一种包括在已知方法中由多个球道[204]和[206]支承的多个球[202]的球道传动装置，球道[204]和[206]各自由相应的球道支承件[210]和[212]支承。这些球道支承件在旋转时借助于止推轴承[220]和[222]同输入件[20]隔离。更确切地说，轴承[220]支承相对于压力板[90]的底座[96]的球道支承件[210]，而轴承[222]相对于分割块[102]支承另一个球道支承件[212]，分割块相对于输入件[20]由键[122]固定。

为了操作球道[204]和[206]，它们各自的球道支承件[212]和[2]互相相对旋转。将支承件[212]圆形凸缘[230]固定在支架[232]来实现相对旋转，支架[232]连接到如图4中所示的发动机机体。支承件[210]的圆形凸缘[236]由齿轨和小齿轮组件（如图整体以[240]表示）移动。组件[240]包括一个固定在凸缘[236]的齿轨[242]和由电动机[246]驱动的小齿轮[244]。电动机[246]响应于由电子控制装置（ECU）（未画出）产生的控制信号，并由支架[248]固定在发动机上。用这种方式，球道支承件[210]能相对于球道支承件[212]或是顺时针或是逆时针旋转，于是使压力板相对于摩擦材料向内和向外轴向移动。

再次参考图1，图中表明压力板[90]同其锥面[100]处于啮合或接合状态中的锥面与摩擦材料[114]啮合。如果希望完全同滚轮[84]驱动的辅助装置（未画出）脱离，象卡爪[56]这样制动组件放松，于是使圆盘[54]可自由旋转，齿轨和小齿轮组件，以旋转形式，使球道支承件[210]如图1所示向右移动。压力板[90]将随球道支承件[210]移动，因此，使它与摩擦材料[114]脱开。在这种操作状态下，滚轮[84]是在输入轴周围的游滑轮。摩擦材料[114]如象上所述保持脱开以及操作制动器[56]以防止圆盘[54]旋转从而达到低速操作状态。在这操作条件中，输出滚轮[84]是通过减速行星齿轮组[12]驱动，更具体地说，输出滚轮[84]是通过中心齿轮[14]，行星齿轮[16]，行星架[40]和轮毂[80]驱动。在脱开方式操作中，内啮合齿轮[18]的旋转趋势是向输入轴旋转方向相反方向旋转。用卡爪[56]很容易地停止内啮合齿轮旋转。在内啮合齿轮[18]的不必要的旋转停止后，输出滚轮[84]将随后以相对于输入件[20]的速度的减速比旋转。如希望增加输出滚轮[84]的速度，即，以主轴的速度驱动滚轮[84]时，球道支承件[210]由齿轨和小齿轮组件[240]带动旋转，该组件[240]在球道支承件[204]和[206]之间造成一个相应的相对独立的运行导致球道[204]、支承件[212]和止推轴承[220]向滚轮[84]作轴向移动。止推轴承[220]的这种运动导致压力板[90]移动，同输出滚轮[84]相连的摩擦材料[114]相接触。在此类操作条件下，输出滚轮[84]通过键[122]、传动连杆[120]、弹簧[126]、压力板[90]和摩擦材料[114]以主轴[20]的速度驱动。由于不希望有限止上述低速操作时旋转内啮合齿轮[18]，所以卡爪[56]是松开的。

现在参照图5和图6，图中表示控制内啮合齿轮[18]的旋转的另一种装置[319]。这另一个实施例替换了前述的圆盘[54]和制动装置[56]。参见图6，图6所表示的是驱动装置[10]的端面图。如前所述，在该实施例中不需要的圆盘[54]已被取消。在内啮合齿轮[18]周围安有软性带[320]，其端部[322]和[324]各自接在短管或金属包封[323]和[325]上。带[320]在内侧，支承一长段的摩擦材料[326]。带[320]和摩擦材料[326]局部外接于内啮合齿轮[18]。在本发明最佳实施例中，摩擦材料[326]环绕内啮合齿轮周围约240度（包角）。该替换制动装置另外还包括[330]整体表示的可旋转支承的操作杆。杆[330]包括一个支承在以[32]整体表示的支点上连杆，并包括连杆臂[334]和[336]。臂[334]和[336]的延伸段各为棒[333]和[335]，棒[333]和[335]松弛地插入管或金属包封[323]和[325]之一。在图7中棒[333]和[335]显得更加清楚。最理想的是连杆臂[334]要大于连杆臂[336]。在本发明说明的实施例中，臂[334]与臂[336]之比大约为2.25。这比例以及240度的包角使带的拉伸力减至最小，而允许在可利用的小工作空间中旋转这些另部件。臂[330]包括一个与发动机非移动部件连接的延伸段[338]。延伸段[338]和发动机连接的方法能够利用如图6所示的弹簧[340]或可移动的螺线管[342]连接。

假定延伸段[338]与弹簧[340]相连接，弹簧[340]轻轻地将带[320]推向与如图5所示的内啮合齿轮[18]啮合。内啮合齿轮[18]以箭头所指方向旋转，使带[320]自动拉紧，于是产生了一个制动力停止内啮合齿轮[18]旋转。为了达到低速操作状态，传动装置[200]分离，即压力板[90]与摩擦材料[114]分离。如前所述，在这情况下，内啮合齿轮[18]将趋向于如主轴[20]在图5所示方向反向旋转。由于替换制动组件[319]的自行拉紧或自行传动的特征，内啮合齿轮[18]的不必要的反向旋转就自动停止。

在高速操作时，传动装置[200]是啮合的，而且如前所说的内啮合齿轮[18]将趋于随主轴[20]如图5所示方向基本上顺时针方向旋转。然而，由于连杆臂[334]和[336]长度不等，内啮合齿轮[18]的旋转趋向于松开定位在内啮合齿轮[18]周围的带[320]，从而使内啮合齿轮不受摩擦材料[326]产生的摩擦力影响，而相对的自由地旋转。

本发明进一步的实施例如图6所示。用带有可移动附件[344]的螺线管装置[342]代替弹簧[340]，使带[320]的端部[325]可以朝内啮合齿轮[18]里面移动，因为附件[344]延伸，于是使带[320]完全脱离内啮合齿轮。控制螺线管装置[342]的操作与传动装置[200]的操作一致，即，在低速操作状态时，传动装置[200]脱离附件[344]移动拉紧内啮合齿轮[18]周围的带[320]，从而防止内啮合齿轮的旋转。当处于高速操作状态时，传动装置[200]脱离，该附件的移动导致带[320]移动与内啮合齿轮[18]分离，使内啮合齿轮以主轴[20]的方向旋转。可以利用罩（未画出）来封闭带[320]和内啮合齿轮[18]，以防止这些构件沾染灰尘。附件[334]的回缩，导致带[320]与内啮合齿轮啮合，从而停止了内啮合齿轮在低速操作状态时旋转。

当然，在不违背本发明上述实施例所示范围仍可进行各种各样的改变和变换。因此该范围拟在本文所附的权利要求来加以限止。

Claims (13)

1、一种具有多种操作条件的多速辅助驱动装置[10]，其中输出件[84]以输入件或驱动件[20]，减速比或相对输入件为零速的速度旋转；该驱动装置[10]包括：

一个行星齿轮组[12]包括一个中心齿轮[14]，数个行星齿轮[16]和一个与上述中心齿轮内啮的内啮合齿轮[18]，在那里上述的中心齿轮传动地连接到输入件和所述的数个行星齿轮，该输入件和行星齿轮传动地连接到输出件[84]，

压力板[90]相对输入件可轴向移动，

以旋转方式固定到上述输入件[20]的传动连杆[120]包括固定到上述传动连杆[120]和固定到压力板[90]上的弹簧装置[126]，该弹簧装置带动上述压力板旋转和轴向驱使上述压力板同上述传动连杆脱离；

装置[204]、[206]、[212]、[210]、[240]移动上述压力板与上述输出件接触，并同上述输出件旋转啮合，或者传动地将上述输出件同上述输入件连接；和

装置[54]、[56]、[318]在上述压力板同上述输出件啮合期间脱开上述内啮合齿轮[18]，从而使上述输出件以输入件相同的速度旋转，在上述压力板同上述输出件分离时上述内啮合齿轮停止旋转使上述输出件按与上述输入件预定的速度比旋转，并在上述压力板同上述输出件分离期间，使上述内啮合齿轮分离，以达到上述的零速度，从而使上述输出件在上述输入件旋转时保持静止状态。

2、如权利要求1所述的驱动装置[10]，其特征在于上述分离装置包括以旋转方式固定上述内啮合齿轮[18]并与上述输入件隔开的圆盘[54]和有选择地抑止上述圆盘[54]旋转的装置。

3、如权利要求1所述的驱动装置[10]，其特征在于上述移动装置包括球道传动装置[200]，该传动装置[200]包括数个有空间的球道支承件。

4、如权利要求1所述的驱动装置[10]，其特征在于上述旋转装置[240]包括接到上述球道支承件之一[210]的齿轨和小齿轮组件[242]、[244]，并包括一个响应于控制讯号输入的电动机[246]以推动上述其中的一个球道支承件，而上述另外的球道支承件包括防止这类支承件旋转的装置。

5、一种具有数种操作条件的多速辅助驱动装置[10]，其中输出件[84]以输入件或驱动件[20]、或减速比的速度旋转;该驱动装置[10]包括：

行星齿轮组[12]包括一个中心齿轮[14]，数个行星齿轮[16]和一个内啮于上述中心齿轮的内啮合齿轮[18]，在这里，上述中心齿轮传动地同输入件连接，数个行星齿轮传动地同输出件[84]连接，

压力板[90]相对于输入件可轴向移动，

旋转的固定在上述输入件[20]上的传动连杆[120]包括固定在上述传动连杆[120]和压力板[90]上的弹簧组件[126]，以便使上述压力板旋转并轴向地推动上述压力板同上述传动连杆分离;

离合装置包括相对于输入件可轴向移动的上述压力板[90]，

装置[204]、[206]、[212]、[210]、[240]移动上述压力板与输出件接触并同上述输出件旋转啮合或者交替传动地把上述输出件同上述输入件连接，

在上述压力板[90]与上述输出件啮合期间，装置[319]自动同上述的内啮合齿轮[18]分离使上述输出件以输入件的速度旋转并在上述压力板同上述的输出件分离时，使上述输出件能以上述输入件预定速度比旋转，自动停止上述内啮合齿轮旋转。

6、如权利要求5所述的驱动装置[10]，其特征在于上述的分离装置包括一个自动皮带组件[320]、[326]、[330]、[340]，该组件包括部分包绕上述内啮合齿轮[18]的带[320]，上述带[320]支承着一段同上述内啮合齿轮[18]相连接的摩擦材料[326]，上述带[320]端接在第一端[322]和第二端[324]，旋转传动臂[330]包括从轴销点或支点[332]以延伸长度不同的连杆臂[334]、[336]，上述支点对置的上述连杆臂的两端松弛的插入上述带[320]的第一端和第二端;和

偏压装置[340]接到上述较长的连杆臂[334]，以推动上述带[320]同上述内啮合齿轮啮合。

7、如权利要求6所述的驱动装置[10]，其特征在于上述偏压装置[340]、[342]包括一个连接到上述较长连杆臂的弹簧[340]将上述摩擦材料[326]稍加推力低制上述内啮合齿轮[18]旋转。

8、如权利要求7所述的驱动装置[10]，其特征在于上述移动装置包含一个球道传动装置[200]，该传动装置[200]包括旋转时同输入件[20]的旋转分离和上述压力板分开并可在旋转时相互间移动的数个球道支承件[220]、[222]响应于上述支承件相对转动时上述压力板作轴向移动，并使上述支承件间相对旋转。

9、如权利要求8所述的驱动装置[10]，其特征在于旋转装置[240]包括一个接到上述球道支承件[242]、[244]，该组件[242]、[244]包括一个响应于控制讯号输入的电动机[246]、移动上述的一个球道支承件，而上述其余球道支承件包括防止支承件作旋转用的装置。

10、一种具有数种操作条件的多速辅助驱动装置[10]，其中输出件[84]以输入件或驱动件[20]或者减速比的速度旋转，该驱动装置[10]包括：

一个行星齿轮组[12]包括中心齿轮[14]，数个行星齿轮[16]和内啮于上述中心齿轮的一个内啮合齿轮[18]，此处上述中心齿轮以传动方式同输入件连接以及上述数个行星齿轮以传动方式连接到输出件[84]，

压力板[90]相对输入件可轴向移动;

以旋转方式固定到上述输入件[20]的传动连杆[120]包括：固定到上述传动连杆[120]和压力板[90]的弹簧组件[126]，以带动上述压力板旋转并轴向推动上述压力板同上述传动连杆分离;

离合装置包括相对于该输入件可轴向移动的上述压力板[90]，

装置[204]、[206]、[210]、[212]、[240]推动上述压力板与上述输出件接触并同上述输出件旋转或者交替传动地同上述输入件连接，和

装置[319]，包括带式制动器，在上述压力板[90]与上述输出件[84]啮合期间使上述的内啮合齿轮[18]分离，导致上述输出件以该输入件同样的速度旋转，在上述压力板与上述输出件分离期间阻止上述的内啮合齿轮旋转使上述输出件能以上述输入件的预定速度比旋转。

11、如权利要求10所述的驱动装置[10]，其特征在于上述带式制动器包括部分包绕上述内啮合齿轮[18]的带[320]，上述带[320]支承着一段摩擦材料[326]同上述内啮合齿轮[18]啮合，上述带[320]端接在第一端[322]和第二端[324]上，轴销传动臂[330]包括从轴销点或支点[332]延伸长度不同的连杆臂[334]、[336]，与上述支点对置的上述连杆臂的两端松弛地插入上述带[320]的第一端和第二端;和

偏压装置[340]同上述较长段连杆臂[334]相连接，推动上述带[320]与内啮合齿轮啮合。

12、如权利要求11所述的驱动装置[10]，其特征在于上述偏压装置包括一个螺线管启动装置[342]，该启动装置可移到第一条件带动上述带[320]与上述内啮合齿轮[18]松开，在移到第二条件时带动上述带[320]与内啮合齿轮啮合。

13、如权利要求12所述的驱动装置[10]，其特征在于上述传动连杆[120]包括一个以传动方式连接到上述输入件[20]的中央轮毂[302]，从上述中央轮毂[302]向外径向和轴向延伸数个弓形臂[310]，这里与上述轮毂[302]相对的上述臂的每一个端部正好同上述压力板[90]连接并推动上述压力板[90]转动。

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