具有多個起動器發動機裝置的電動離合器的製作方法

2023-06-06 18:49:11 4

專利名稱：具有多個起動器發動機裝置的電動離合器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種離合器，該離合器包括離合器盤；卡鉗裝置，該卡鉗裝置帶有相對的摩擦墊，離合器盤位於這兩個相對的摩擦墊之間，所述離合器盤以及卡鉗裝置每一個都與一輸入部件和一輸出部件中的其中一個相連；用於促使該相對的摩擦墊與該離合器盤進行摩擦接合的偏壓裝置；馬達裝置以及螺杆致動裝置，該螺杆致動裝置可以通過該馬達裝置驅動以便使得該相對摩擦墊能夠克服偏壓裝置施加的偏壓力而彼此產生相對位移。
背景技術：
現在已經有了這樣的離合器。所述現有的離合器的那種螺杆致動裝置包括多個帶有相應致動器的電動馬達，這些電動馬達沿著周向方向相對於該離合器盤均勻地間隔開。所述電動馬達與該離合器一起進行旋轉運動。這意味著必須通過一種旋轉電接頭(rotational electric connection)向所述馬達傳送電力，該旋轉點接頭通常採用滑環來實施。這樣的設計方案既麻煩又容易產生故障。該滑環不可避免地會被磨損，並且這種磨損現象最終會損害該離合器的功能。
發明概述因此，本發明的目的是為了提供一種前面所述類型的離合器，該離合器的設計較為簡單並且更為可靠。該目的可以這樣實現，即，該螺杆致動裝置包括兩個具有相對的螺紋的螺杆/螺母致動器，該螺杆/螺母致動器與該離合器盤同軸，每個致動器中的螺母和螺杆中的其中一個相對於該輸入部件或輸出部件可旋轉地支承著，而每個致動器中的螺母和螺杆中的另一個與該相對的摩擦墊接合，該馬達裝置包括兩個馬達，每個馬達都與該離合器盤同軸並且與一相應的螺杆/螺母致動器可驅動地相連。
通過適當地使得該螺杆/螺母致動器彼此相對旋轉，可以使得該相對摩擦墊獲得理想的位移量並因此在該離合器中獲得理想的滑動量。該致動器的相對螺紋能夠通過謹慎地選擇該馬達的旋轉差可使得該相對摩擦墊彼此的相對位移限定得較為精確。
該馬達可以具有固定定子，這意味著不需要供電所需的滑環。這使得其結構堅固而相對簡單，並且可動部件更少，這樣會增強該離合器的可靠性。該馬達優選為電動型。
優選的是，該螺杆/螺母致動器具有彼此剛性相連的螺杆，所述螺杆與該相對摩擦墊嚙合。馬達和致動器之間的驅動連接可以採用幾種方式來實施，例如，通過皮帶或鏈條，但是優選的是採用齒輪驅動裝置。這些齒輪驅動裝置可以包括與馬達的轉子相連的齒輪環；與該螺杆/螺母致動器的螺母相連的外部螺母齒輪；以及與該齒輪環和該螺母齒輪相嚙合的中間齒輪，所述中間齒輪可旋轉地支承在與該離合器盤同軸並且相對於該輸入部件支承的質量塊上。通過這些齒輪，也可以影響到傳動比。
其上安裝有該套中間齒輪的質量塊的有利之處在於可以為其上安裝有該離合器的發動機提供飛輪功能，該發動機優選為車輛內燃機。
根據本發明的另一個優點，該離合器可以用於這種車輛發動機的起動器形成一體。在這一點上，該質量塊可以包括兩個質量塊，其中一個剛性地連接在該輸入部件上而另一個相對於第一個質量塊部件可旋轉地支承著並剛性地連接在該卡鉗裝置上，所述質量塊部件此外還通過切向定位的彈簧彼此嚙合以便傳遞力矩，每個質量塊部件都承載有其中一個齒輪驅動裝置中一套中間齒輪。
通過以控制電動馬達使其一致移動，可以將相應的旋轉運動施加到該輸入部件上，該旋轉運動使得車輛內燃機得以起動。在兩個質量半塊之間的這種切向彈簧結構起到了通常的阻尼機構的作用以便抵抗在起動過程中產生的峰值力矩。
優選的是，該致動器的螺母通過相對於與該卡鉗裝置剛性連接的質量塊部件相反定向的向心止推滾動軸承而可旋轉地支承著。該偏壓裝置可以包括容納在盲孔中並且與一壓力板接合的壓縮彈簧，該壓力板上可以承載有該套摩擦墊。該致動器的螺杆可以與該壓力板剛性連接，該壓力板上可以承載有所述的那套摩擦墊，該卡鉗裝置具有一種向內延伸的支架，該支架上承載有相對的那套摩擦墊，並且該離合器盤可以沿軸向方向平移。該離合器盤的平移遊隙可以補償摩擦墊的磨損。
為了使得該離合器平衡，可以加入一靜態或動態平衡單元。優選的是，採用一種自動平衡單元以便使得傳動系統中的振動最小化。
可以提供一外殼，馬達裝置的定子剛性的連接在該外殼上，所述外殼具有用於輸入部件和輸出部件的同軸相對開口。
電動馬達的定子和轉子還可用來在車輛發動機運轉的時候發電(發電功能)。
該電動離合器(clutch by wire)的描述以及總成ISG涉及一種所謂的「中等(medium)」或「弱(mild)」混合驅動傳動。在折中傳動系統概念中，電動馬達在驅動狀態下僅僅提供短暫的推進力矩。在一種所謂的「完全(full)」混合驅動傳動中，該電動馬達將車輛從靜止狀態下驅動到規定的速度，之後，電動馬達關閉。隨後，車輛的動力推動由相對較小的內燃機來承擔。前面所述的電動馬達包括一個用來起動該內燃機的小電動馬達以及一個用來以如上所述方式驅動車輛的大電動馬達。對於這兩種類型的傳動方式，電動馬達可以包括永磁體型或電刷型，其轉子與該離合器的中心線同心或成直角。當電動馬達的旋轉方向轉向相反的方向時，就可以獲得車輛的相反的驅動模式。
附圖簡要說明下面將參照附圖中所示的本發明的離合器的實施例對本發明進行描述，其中

圖1所示的是該離合器的透視圖，其中部分被切掉；圖2所示的是圖1所示的離合器的徑向剖視圖。
具體實施例方式
圖1和2中所示的離合器包括外殼1，該外殼中容納有兩個同軸的電動馬達2、3。所述電動馬達分別與質量塊6的質量塊部件4、5接合。質量塊部件4、5通過一體化的雙列深槽滾珠軸承7而可彼此相對旋轉。而且，該質量塊部件可以通過多種均勻間隔開的切向彈簧8以一種已知的方式彼此嚙合，這樣，它們可以實現有限的相對旋轉。
其中一個質量塊部件，也就是質量塊部件3，與一有軸向槽的輸入軸套9相連，該軸套將與發動機(例如車輛發動機)相連。另一個質量塊部件5與一卡鉗裝置10相連，該卡鉗裝置具有一支架11，該支架交疊在該離合器盤12上。該離合器盤12上承載有一管狀驅動部件13，該驅動部件藉助於例如花鍵與例如車輛等的手動或自動傳動系統相連。
該質量塊部件5上設有一內部徑向延伸的柱臺14，兩個相對的向心止推滾動軸承15、16支承在該柱臺上。該滾動軸承15、16與兩個螺杆致動器19、20上的螺母17、18分離或成一體，螺杆致動器19、20上還具有螺杆21、22。
螺母17、18以及螺杆21、22上具有相對的螺紋，並且通過滾珠(未示出)彼此嚙合。該螺杆21、22與一可滑動的壓力板23通過伸出部分33相連。藉助於一花鍵/槽接頭34，這些元件都不可旋轉地彼此相對固定。在使螺杆21、22運動時，該抵靠部件33抵靠到壓力板23上，並且隨後使其移動離開支架11，以便使得離合器盤12和摩擦墊24、25彼此相對滑動，其與摩擦墊中的其中一套24嚙合。相對的一套摩擦墊25與該支架11相連，該離合器盤12位於所述成套的摩擦墊24、25之間。
電動馬達2、3每個都具有一定子26，該定子安裝在該外殼上，固定在發動機外殼上或集成在具有配套的電動無級變速傳動系統(CVT by-wiretransmission)的外殼中。所述電動馬達2、3的轉子27每個都連接在獨立的齒輪環28上。所述齒輪環28與一套中間齒輪29嚙合，每個中間齒輪29都通過軸承20而相對各個質量塊部件4、5支承著。螺母17、18具有外部齒輪31，該齒輪與相應的中間齒輪29嚙合。除了齒輪外，也可以考慮採用鏈條或有齒皮帶驅動裝置。
所述的離合器可以採用下面描述的幾種方式進行控制。第一種是，馬達2、3可採用不同的旋轉速度驅動，這樣就通過相應的齒輪傳動系統28-31賦予螺母17、18不同的旋轉運動。由於該相對定向的螺紋，壓力板23沿軸向方向運動，由此改變離合器盤12和相對成套的摩擦墊24、25之間的摩擦嚙合。因此，可以在輸入部件9和輸出部件13之間獲得一種滑動、固定或自由相對關係。
在另一種實施例中，電動馬達2、3可以一致地運動。因此，由於這種相對螺紋，可以賦予該輸入部件9一種旋轉運動。採用這種方式，所述的離合器可以起到發動機(例如與該輸入部件9相連的車輛內燃機)的起動馬達的作用。
根據第三種實施例，該電動馬達2、3可以起到一種發電機的功能。當與該輸入部件9相連的發動機運轉時，轉子27相對於該相應的起動器26一致地運動，這樣通過一種適當的電動控制可以產生電流。
總而言之，本發明的離合器可以起到摩擦離合器、起動馬達以及發電機的功能。
電動馬達2、3可以具有永磁體，或者可以是電刷類型馬達。這些電動馬達2、3的轉子27可以與該離合器軸線同軸，或者可以與該離合器軸線成直角。電動馬達2、3的外殼可以是具有發動機殼體的一體化部分，該發動機殼體上連接有該離合器。而且，這些電動馬達外殼可一體形成在該傳動裝置中或集成在一中間殼體中。
所述離合器可以用於所述的自動目的，但是也可用於車床、挖掘機、磨床等工業領域。
該離合器的元件可採用金屬、非金屬或複合材料製成，並且可以採用冷成型、鑄造或模製工藝製成。
需要指出的是，壓力板23不能相對於摩擦墊24和質量塊5旋轉。
所述的離合器可以無級變速傳動系統的一部分，該無級變速傳動系統包括可採用電致動的無級變速傳動系統以及可以採用電致動的正/反驅動系統。或者，該離合器可以是汽車的手動擋傳動系統或一種自動齒輪傳動系統。
權利要求
1.一種離合器，包括離合器盤(12)；卡鉗裝置(10)，該卡鉗裝置帶有相對的摩擦墊(24、25)，離合器盤(12)位於這兩個相對的摩擦墊(24、25)之間，所述離合器盤(12)以及卡鉗裝置(10)每一個都與一輸入部件(9)和一輸出部件(13)中的其中一個相連；用於促使該相對的摩擦墊(24、25)與該離合器盤(12)進行摩擦接合的偏壓裝置(32)；馬達裝置(2、3)以及螺杆致動裝置(17-22)，該螺杆致動裝置(17-22)可以通過該馬達裝置(2、3)驅動以便使得該相對摩擦墊(24、25)能夠克服偏壓裝置(32)施加的偏壓力而彼此產生相對位移，其特徵在於，該螺杆致動裝置包括兩個具有相對的螺紋的螺杆/螺母致動器(17-22)，該螺杆/螺母致動器(17-22)與該離合器盤(12)同軸，每個致動器中的螺母(17、18)和螺杆(21、22)中的其中一個相對於該輸入部件(9)或輸出部件(13)可旋轉地支承著，而每個致動器中的螺母(17、18)和螺杆(21、22)中的另一個與該相對的摩擦墊(24、25)接合，該馬達裝置(2、3)包括兩個馬達，每個馬達都與該離合器盤(12)同軸並且與一相應的螺杆/螺母致動器(17-22)可驅動地相連。
2.一種如權利要求1所述的離合器，其中，該螺杆/螺母致動器(17-22)的螺杆(21、22)彼此剛性相連，所述螺杆與所述相對的摩擦墊(24、25)嚙合。
3.一種如權利要求1或2所述的離合器，其中，馬達(2、3)為電動型馬達，並且與軸線同心或成直角。
4.一種如權利要求3所述的離合器，其中，每個馬達(2、3)都通過一齒輪驅動裝置(28-31)而與各自的螺杆/螺母致動器相嚙合。
5.一種如權利要求4所述的離合器，其中，每個齒輪驅動裝置包括與馬達(2、3)的轉子(27)相連的齒輪環(28)；與該螺杆/螺母致動器的螺母(17、18)相連的外部螺母齒輪(31)；以及與該齒輪環(28)和該螺母齒輪(31)相嚙合的中間齒輪(29)，所述中間齒輪(29)可旋轉地支承在與該離合器盤(12)同軸並且相對於該輸入部件(9)支承的質量塊(6)上。
6.一種如權利要求5所述的離合器，其中，該質量塊(6)可以包括兩個質量塊部件(4、5)，其中一個部件(4)剛性地連接在該輸入部件(9)上而另一個部件(5)相對於第一個質量塊部件(4)可旋轉地支承著並剛性地連接在該卡鉗裝置(10)上，所述質量塊部件(4、5)此外還通過切向定位的彈簧(8)彼此嚙合以便傳遞力矩，每個質量塊部件(4、5)都承載有其中一個齒輪驅動裝置中一套中間齒輪(29)。
7.一種如權利要求6所述的離合器，其中，該致動器的螺母(17、18)通過相對於與該卡鉗裝置(10)剛性連接的質量塊部件(5)相反定向的向心止推滾動軸承(15、16)而可旋轉地支承著。
8.一種如權利要求7所述的離合器，其中，該偏壓裝置包括容納在盲孔(33)中並且與一壓力板(23)接合的壓縮彈簧(32)，該壓力板上承載有該套摩擦墊(24)中的其中一個摩擦墊。
9.一種如權利要求8所述的離合器，其中，該致動器的螺杆(21、22)通過一花鍵/槽接頭(34)以及抵靠部件(33)與一壓力板(23)相連，該壓力板(23)攜帶有所述的一套摩擦墊(24)，該卡鉗裝置(10)具有一向內延伸的支架(11)，該支架上攜帶有相對的那套摩擦墊(25)，並且離合器盤(12)可以沿著軸向方向平移。
10.一種如前述任意一個權利要求所述的離合器，其中，所提供的外殼(1)上剛性地連接有所述的馬達裝置(2、3)的定子(26)，所述外殼(1)具有用於輸入部件(9)和輸出部件(13)的相對的軸向開口(34、35)。
11.一種如前述任意一個權利要求所述的離合器，其中，所述螺杆/螺母致動器(17-22)可以是滾珠、滾子或摩擦類型的致動器。
12.一種如權利要求11所述的離合器，其中，該滾珠螺旋致動器具有位於該螺杆中的滾珠循環裝置。
13.一種如權利要求3-9中的任意一個所述的離合器，其中，所述電動馬達可以受驅動而作為發電機。
14.一種如權利要求3-9以及13中的任意一個所述的離合器，其中，所述電動馬達可以進行一致地驅動而提供推動力矩。
15.一種如前述任意一個權利要求所述的離合器，其中，提供了一種自動平衡裝置。
全文摘要
一種離合器，包括離合器盤(12)；卡鉗裝置(10)，該卡鉗裝置帶有相對的摩擦墊(24、25)，離合器盤(12)位於這兩個相對的摩擦墊(24、25)之間，所述離合器盤(12)以及卡鉗裝置(10)每一個都與一輸入部件(9)和一輸出部件(13)中的其中一個相連；用於促使該相對的摩擦墊(24、25)與該離合器盤(12)進行摩擦接合的偏壓裝置(32)；馬達裝置(2、3)以及螺杆致動裝置(17－22)，該螺杆致動裝置(17－22)可以通過該馬達裝置(2、3)驅動以便使得該相對摩擦墊(24、25)能夠克服偏壓裝置(32)施加的偏壓力而彼此產生相對位移，其特徵在於，該螺杆致動裝置包括兩個具有相對的螺紋的螺杆/螺母致動器(17－22)，該螺杆/螺母致動器(17－22)與該離合器盤(12)同軸，每個致動器中的螺母(17、18)和螺杆(21、22)中的其中一個相對於該輸入部件(9)或輸出部件(13)可旋轉地支承著，而每個致動器中的螺母(17、18)和螺杆(21、22)中的另一個與該相對的摩擦墊(24、25)接合，該馬達裝置(2、3)包括兩個馬達，每個馬達都與該離合器盤(12)同軸並且與一相應的螺杆/螺母致動器(17－22)可驅動地相連。
文檔編號F16D27/10GK1615408SQ03802275
公開日2005年5月11日 申請日期2003年1月17日 優先權日2002年1月17日
發明者科溫·阿爾貝圖斯·范海泰倫, 以馬利·雅克·埃羅, 科尼利厄斯·彼德魯斯·安東尼斯·維瑟, 雅各布斯·茨瓦特, 亨德裡克斯·揚·卡帕 申請人:Ab Skf公司