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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Fahrzeugtechnik. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Leistungskopplungssteuersystem und ein Fahrzeug, das mit dem Leistungskopplungssteuersystem ausgestattet ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Im Antriebssystem von Kraftfahrzeugen ist es häufig erforderlich, einige Geräte mit Leistungskopplungsfunktion einzurichten, um die Kraftübertragung selektiv zu steuern, wie z. B. Kupplungsvorrichtung, Geschwindigkeitsregelung oder Bremsanlage usw. Gegenwärtig verwendet das Leistungskopplungssystem in diesen Vorrichtungen normalerweise einen speziellen Motor als Stromquelle. Die Schaltgabel wird von der Kugelumlaufspindel betätigt, anschließend wird der Synchronisator mit Hilfe der Schaltgabel bewegt, um die selektive Leistungsabgabe zu realisieren. Ein derartiges System benötigt jedoch einen separaten Motor als Antrieb, und die Schaltgabelvorrichtung besteht aus vielen Komponenten und hat einen komplexen Aufbau, was zu einer geringen Zuverlässigkeit und hohen Kosten des gesamten Systems führt.
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CN 201866218 U präsentiert einen Schaltmechanismus, der den Ratschenmechanismus durch einen Elektromagneten antreibt und somit die Schaltgabel bei der zyklischen Gangschaltung steuert. Der Elektromagnet und die Schaltgabelebene sind dabei vertikal zueinander angeordnet, so dass die Kompaktheit des gesamten Systems gering und die Zuverlässigkeit nicht hoch ist.
CN 203876574 U präsentiert eine Antriebssystemanordnung eines Elektrofahrzeugs, die den Eingriff des Ankereisens und des Planetenträgers über eine elektromagnetische Bremse steuert, die koaxial zur Antriebswelle angeordnet ist, um die Fahrzeugbremsung zu realisieren. Diese Bremsanlage ist an einem Ende der Antriebswelle angeordnet und parallel zu jeder Gruppe von Zahnrädern entlang der axialen Richtung angeordnet, was die Gesamtgröße des Antriebssystems erhöht und für die Gestaltung des Fahrzeugs nicht günstig ist.
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Gegenstand der Erfindung
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Daher besteht das technische Problem, das durch die vorliegende Erfindung gelöst werden soll, darin, ein Leistungskopplungssteuersystem und ein Fahrzeug mit kompakter Bauform, einfacher Steuerung und hoher Zuverlässigkeit bereitzustellen. Das technische Problem wird durch ein Leistungskopplungssteuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst. Das Leistungskopplungssteuersystem umfasst ein erstes Drehstück, ein zweites Drehstück, ein Gleitgelenkstück und einen Aktuator. Das Gleitgelenkstück ist koaxial zum ersten Drehstück angeordnet und sie sind verdrehsicher miteinander verbunden. Der Aktuator wird verwendet, um das Gleitgelenkstück so anzutreiben, dass es relativ zum ersten Drehstück axial gleitet, so dass das erste Drehstück und das zweite Drehstück durch das Gleitgelenkstück gekoppelt oder entkoppelt werden. Gemäß der technischen Lösung nach der vorliegenden Erfindung ist der Aktuator als elektromagnetischer Aktuator ausgelegt. Der elektromagnetische Aktuator umfasst eine Magnetspule und ein Ankereisen, das koaxial zur Magnetspule angeordnet ist. Das Ankereisen ist koaxial zum Gleitgelenkstück angeordnet, und kann sich relativ zur Magnetspule axial bewegen und das Gleitgelenkstück ist in radialer Richtung an einer von der Magnetspule abgewandten Seite des Ankereisens angeordnet. Der elektromagnetische Aktuator umfasst auch ein Verbindungsstück und eine Rückstellfeder, die zwischen dem Verbindungsstück und dem zweiten Drehstück angeordnet sind. Das Verbindungsstück ist koaxial zum Gleitgelenkstück und in radialer Richtung zwischen dem Ankereisen und dem Gleitgelenkstück angeordnet. Wenn die Magnetspule mit Strom versorgt wird, treibt das Ankereisen das Gleitgelenkstück durch das Verbindungsstück an, damit das Gleitgelenkstück entlang der axialen Richtung zum zweiten Drehstück gleitet. Wenn die Stromversorgung der Magnetspule unterbrochen ist, drückt das Verbindungsstück das Ankereisen, damit das Gleitgelenkstück mit Hilfe der Rückstellfeder entlang der axialen Richtung zum ersten Drehstück gleitet. Das Leistungskopplungssteuersystem treibt das Gleitgelenkstück durch den elektromagnetischen Aktuator an, der koaxial an der Außenseite des ersten Drehstücks angeordnet ist, und steuert somit die Kopplung oder Entkopplung des ersten Drehstücks und des zweiten Drehstücks. Der Stromschalter des elektromagnetischen Aktuators kann die Leistungsübertragung direkt steuern, wodurch sich das komplexe Steuerungssystem erübrigt, infolgedessen wird der Aufbau des Systems erheblich vereinfacht, so dass nicht nur die Steuerbarkeit sondern auch die Zuverlässigkeit des Systems verbessert wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Verbindungsstück aus einem nicht-magnetischen Material angefertigt. Das nicht-magnetische Verbindungsstück kann nicht magnetisiert werden, um den Einfluss auf die Bewegung des Ankereisens im Magnetfeld der Magnetspule zu vermeiden. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das erste Drehstück eine Antriebswelle, und das zweite Drehstück ist über ein Lager auf der Antriebswelle gestützt. Wenn das erste Drehstück von dem zweiten Drehstück entkoppelt ist, kann sich das zweite Drehstück relativ zum ersten Drehstück über ein Lager drehen. Vorzugsweise ist eine Getriebenabe zwischen dem Gleitgelenkstück und der Antriebswelle vorgesehen. Das Gleitgelenkstück ist über die Getriebenabe mit der Antriebswelle verdrehsicher verbunden. Die Antriebswelle treibt das Gleitgelenkstück durch die Getriebenabe an, damit sich das Gleitgelenkstück drehen kann, anschließend treibt sie das zweite Drehstück an, damit sich das zweite Drehstück drehen kann, wenn das Gleitgelenkstück mit dem zweiten Drehstück gekoppelt ist. Die Wellenhülse oder der Sprengring ist auf der Antriebswelle angeordnet. Die Wellenhülse oder der Sprengring begrenzen die axiale Bewegung der Getriebenabe und / oder des zweiten Drehstücks, damit sie axial fixiert ist.
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Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der elektromagnetische Aktuator über eine Halterung auf dem Gehäuse des Leistungskopplungssteuersystems befestigt und die Halterung ist aus nichtmagnetischem Material angefertigt, um das Risiko zu vermeiden, dass die Halterung magnetisiert wird und das Magnetfeld der Magnetspule gestört wird.
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Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die von dem zweiten Drehstück abgewandte radiale Stirnfläche der Magnetspule einen Spurkranz auf, der radial zum Ankereisen vorsteht. Der Spurkranz kann verhindern, dass sich das Ankereisen entlang einer axialen Richtung weit weg vom zweiten Drehstück bewegt, somit wird es vermieden, dass das Ankereisen den elektromagnetischen Aktuator aufgrund des übermäßigen Gleitens verlässt.
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Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Ende der Rückstellfeder an dem zweiten Drehstück befestigt und das andere Ende stößt an das Verbindungsstück an. Wenn die Stromversorgung der Magnetspule unterbrochen ist, kann die Rückstellfeder das Gleitgelenkstück vom zweiten Drehstück weg drücken, wodurch das erste Drehstück und das zweite Drehstück entkoppelt werden. Vorzugsweise ist ein Ende der Rückstellfeder, die das Verbindungsstück verbindet, mit einer Federplatte versehen, und die Rückstellfeder stößt über die Federplatte an das Verbindungsstück an. Wenn das erste Drehstück und das zweite Drehstück entkoppelt sind, besteht eine relative Rotation zwischen ihnen. Durch die Federplatte können die Reibung und der Verschleiß zwischen einem Ende der Feder, das an das Verbindungsstück anstößt, und dem Verbindungsstück verringert werden. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind das Verbindungsstück und das Gleitgelenkstück ineinander integriert, dadurch lässt sich die Anzahl der Komponenten des Systems verringern, und die Kompaktheit und Zuverlässigkeit des Aufbaus können zusätzlich verbessert werden.
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Die obigen Probleme werden auch durch ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst, das mit einem Leistungskopplungssteuersystem mit den obigen Merkmalen ausgestattet ist.
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Figurenliste
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Nachfolgend wird diese Erfindung anhand der beigefügten Abbildungen ausführlicher beschrieben. Bauteile mit derselben Funktion werden durch dieselben Bezugszeichen dargestellt. Diese zeigen:
- ist eine Schnittansicht eines Leistungskopplungssteuersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Ausführungsformen
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ist eine Schnittansicht eines Leistungskopplungssteuersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in dargestellt, steuert das Leistungskopplungssteuersystem durch den elektromagnetischen Aktuator die Kopplung oder Entkopplung zwischen dem ersten Drehstück und dem zweiten Drehstück, um die Leistungsübertragung zwischen den beiden Teilen zu steuern. In der vorliegenden Ausführungsform ist das erste Drehstück eine Antriebskomponente, die eine Antriebswelle 12 und eine Getriebenabe 11 umfasst, wobei die Getriebenabe 11 verdrehsicher (z. B. durch Keilverzahnung) und koaxial auf der Antriebswelle 12 angeordnet ist, so dass die Antriebswelle 12 die Getriebenabe 11 antreiben kann und sich die beiden Bauteile synchron drehen können. Das Gleitgelenkstück 10 ist koaxial auf der Getriebenabe 11 angeordnet. Das Gleitgelenkstück 10 ist mit der Getriebenabe 11 verdrehsicher (z. B. durch Keilverzahnung) verbunden und kann axial relativ zur Getriebenabe 11 gleiten.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist das zweite Drehstück eine Baugruppe, die aus Eingriffszahn 13 und dem Ausgangszahnrad 14 zusammen gebildet wird. Die beiden Bauteile sind auf der Antriebswelle 12 durch das Nadellager 15 drehbar gestützt und koaxial zur Antriebswelle 12 angeordnet. Eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Begrenzungskomponente ist an der Position angeordnet, die der Position der radialen Stirnfläche der Getriebenabe 11 und / oder des zweiten Drehstücks auf der Antriebswelle 12 entspricht. Beispielsweise kann eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Wellenhülse oder ein Sprengring 16 an einer Position auf der Antriebswelle 12 angeordnet sein, die der Position einer von dem zweiten Drehstück abwandten radialen Stirnfläche der Getriebenabe 11 entspricht. Eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Wellenhülse, ein Sprengring oder eine Wellenschulter kann an der Position auf der Antriebswelle 12 angeordnet sein, die der Position einer von der Getriebenabe 11 abwandten radialen Stirnfläche des zweiten Drehstücks entspricht. Diese Begrenzungsteile stoßen an die entsprechenden radialen Stirnflächen der Getriebenabe 11 und / oder des zweiten Drehstücks an, wodurch die Getriebenabe 11 und / oder das zweite Drehstück axial zur Antriebswelle 12 positioniert werden.
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Ein koaxial angeordneter elektromagnetischer Aktuator ist an der Außenseite des ersten Drehstücks angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform ist der elektromagnetische Aktuator eine Magnetspule 1, der in dem Magnetspulengehäuse 2 eingekapselt ist. Eine Seite des Magnetspulengehäuses ist mit einem Magnetspulengehäusedeckel 3 versehen. Der elektromagnetische Aktuator wird von der Halterung 4 getragen. Die Halterung 4 ist beispielsweise mit den Schrauben 5 am Gehäuse des Leistungskupplungssteuersystems befestigt. Der elektromagnetische Aktuator ist über die Halterung 4 auf dem Gehäuse des Leistungskupplungssteuersystems befestigt. Das Netzteil 17 der Magnetspule 1 kann von außen angeschlossen werden, und die vorliegende Erfindung schränkt dies nicht ein. Das Ankereisen 6 des elektromagnetischen Aktuators ist koaxial an der Innenseite des Magnetspulengehäuses 2 angeordnet und kann sich unter Einwirkung der von der Magnetspule 1 erzeugten Magnetfeldkraft axial relativ zum Magnetspulengehäuse 2 bewegen. Ein Spurkranz 18 wird gebildet, indem sich die vom zweiten Drehstück abgewandte radiale Stirnfläche des Magnetspulengehäuses 2 entlang der radialen Richtung nach innen erstreckt. Der Spurkranz 18 verhindert die axiale Bewegung des Ankereisens 6 in Richtung weg vom zweiten Drehstück, kann dadurch vermeiden, dass das Ankereisen 6 vom elektromagnetischen Aktuator herunterfällt. Das Ankereisen 6 ist koaxial an der Außenseite des Gleitgelenkstücks 10 angeordnet, und ein Verbindungsstück 7 ist zwischen den beiden Bauteilen angeordnet. Das Verbindungsstück 7 greift in den Außenumfang des Gleitgelenkstücks 10 ein und ist relativ dazu axial fixiert. Vorzugsweise kann das Verbindungsstück 7 mittels einer Formanpassung mit dem Gleitgelenkstück 10 montiert werden, oder das Verbindungsstück 7 kann mit dem Gleitgelenkstück 10 integriert sein. Vorzugsweise sind das Verbindungsstück 7 und die Halterung 4 aus nicht-magnetischen Materialien angefertigt. Das nicht-magnetische Verbindungsstück 7 und die Halterung 4 können nicht magnetisiert werden, wodurch die Störung der Bewegung des Ankereisens 6 im Magnetfeld der Magnetspule 1 vermieden wird. Eine Rückstellfeder 9 ist an der Position angeordnet, die der Position des Verbindungsstücks 7 auf dem zweiten Drehstück entspricht. Ein Ende der Rückstellfeder 9 ist an dem zweiten Drehstück befestigt, und das andere Ende ist mit einer Federplatte 8 verbunden. Die Rückstellfeder 9 stößt über die Federplatte 8 nicht fest an das Verbindungsstück 7 an.
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Wenn die Magnetspule 1 mit Strom versorgt wird, übt das erzeugte elektromagnetische Feld eine Magnetkraft auf das Ankereisen 6 aus, so dass das Ankereisen 6 die elastische Kraft der Rückstellfeder 9 überwindet und sich entlang der axialen Richtung zum zweiten Drehstück bewegt. Beispielsweise ist an einem Ende des Verbindungsstücks 7, das dem zweiten Drehstück zugewandt ist, ein Spurkranz 19 vorgesehen, der sich radial nach außen erstreckt. Das Ankereisen 6 drückt gegen den Spurkranz 19 und treibt das Verbindungsstück 7 an, um sich in Richtung des zweiten Drehstücks zu bewegen, wodurch das Gleitgelenkstück 10 angetrieben wird, um mit den Eingriffszähnen 13 des zweiten Drehstücks verdrehsicher (z. B. durch Keilverzahnung) in Eingriff zu kommen. Auf diese Weise kann das Drehmoment der Antriebswelle 12 über das Gleitgelenkstück auf das zweite Drehstück übertragen werden. Wenn die Stromversorgung der Magnetspule 1 unterbrochen ist, verschwindet die auf das Ankereisen 6 wirkende Magnetkraft, und das Verbindungsstück 7 bewegt sich unter der elastischen Kraft der Rückstellfeder 9 entlang der axialen Richtung vom zweiten Drehstück weg, wodurch das Gleitgelenkstück 10 angetrieben wird, um sich von den Eingriffszähnen 13 zu trennen.
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Gleichzeitig wird das Ankereisen 6 durch den Spurkranz 19 des Verbindungsstücks 7 in die Ausgangsposition zurückgedrückt. Es ist zu beachten, dass das Verbindungsstück 7 und das Ankereisen 6 auch auf andere Weise verbunden werden können, solange das Ankereisen 6 das Verbindungsstück 7 drücken kann, um sich zu dem zweiten Drehstück zu bewegen, und das Verbindungsstück 7 das Ankereisen 6 drücken kann, um sich von dem zweiten Drehstück weg zu bewegen, was nicht auf die obige Lösung beschränkt ist.
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Das Leistungskupplungssteuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann bei verschiedenen Gelegenheiten angewendet werden, die eine Leistungskopplung / Leistungsentkopplung erfordern, wie beispielsweise eine Schaltvorrichtung des Fahrzeuggetriebes, eine Motorkupplung usw. Das erste Drehstück und das zweite Drehstück können unterschiedliche Strukturkomponenten aufweisen und sind nicht auf die in der vorliegenden Erfindung aufgeführten Beispiele beschränkt.
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In den vorstehenden Erläuterungen sind die möglichen Ausführungsformen anhand der Beispiele beschrieben worden. Trotzdem ist es zu beachten, dass zahlreiche weitere Varianten der Ausführungsformen vorliegen, die sich aus der Kombination von bereits bekannten und für technische Fachleute gut verständlichen technischen Merkmalen und Ausführungsformen ergeben. Darüber hinaus ist es zu beachten, dass die als Beispiel herangezogenen Ausführungsformen nur als Beispiel dienen, solche Ausführungsformen werden unter keinen Umständen in irgendeiner Form den Schutzumfang, die Anwendung und den Aufbau der vorliegenden Erfindung einschränken. Die vorstehenden Erläuterungen dienen hauptsächlich als technische Anleitung für technische Fachleute bei der Umsetzung von mindestens einer der als Beispiel herangezogenen Ausführungsformen, wobei jegliche Änderung vorgenommen werden kann, soweit der Schutzumfang der Patentansprüche nicht überschritten wird, insbesondere die Änderungen in Bezug auf die Funktion und den Aufbau der erwähnten Bauteile.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Magnetspule
- 2
- Magnetspulengehäuse
- 3
- Magnetspulengehäusedeckel
- 4
- Halterung
- 5
- Schraube
- 6
- Ankereisen
- 7
- Verbindungsstück
- 8
- Federplatte
- 9
- Rückstellfeder
- 10
- Gleitgelenkstück
- 11
- Getriebenabe
- 12
- Antriebswelle
- 13
- Eingriffszahn
- 14
- Ausgangszahnrad
- 15
- Lager
- 16
- Sprengring
- 17
- Spannungsversorgung
- 18
- Spurkranz
- 19
- Spurkranz
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- CN 201866218 U [0003]
- CN 203876574 U [0003]
