CN104141708B - 离合器执行机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种离合器执行机构，所述离合器执行机构用于借助于执行机构机械装置来操纵围绕转动轴线设置的摩擦离合器，所述执行机构机械装置被关于转子轴线基本上垂直于转动轴线设置的伺服马达驱动并将摩擦离合器的杠杆元件相对于转动轴线轴向地沿着操纵路径移位。为了以小的结构空间来实现伺服马达的高的减速比，与转子轴同轴地设置将降低转子转速的行星齿轮传动装置，并且执行机构机械装置包含由行星齿轮传动装置转动驱动的、将操纵套筒轴向移位的转动杠杆。

Description

离合器执行机构
技术领域
本发明涉及一种离合器执行机构，所述离合器执行机构用于借助于执行机构机械装置来操纵围绕转动轴线设置的摩擦离合器，所述执行机构机械装置被关于转子轴线基本上垂直于转动轴线设置的伺服马达驱动并将摩擦离合器的杠杆元件相对于转动轴线轴向地沿着操纵路径移位。
背景技术
离合器执行机构用于操纵机动车辆的动力传动系中的摩擦离合器。在此，根据摩擦离合器的构成借助于杠杆元件的轴向移位来操纵围绕转动轴线设置的摩擦离合器。借助于构成为盘形弹簧的杠杆元件在没有操纵的状态下而闭合的摩擦离合器在此能够在盘形弹簧梢部与转动轴线同轴地拉出或推开，而在没有操纵的状态下打开的摩擦离合器例如借助于杠杆弹簧的杠杆梢部压紧或拉紧。两个这种类型的摩擦离合器能够组合成双离合器，使得两个单独的或组装成结构单元的离合器执行机构分别操纵摩擦离合器。
这种离合器执行机构通过电伺服马达来驱动，所述电伺服马达由控制设备来控制，使得快速地并且能够复现地控制期望的要传递的力矩。例如，设有电伺服马达的离合器执行机构从文献DE102008013054A1和DE102004009832A1中已知。在此，伺服马达的转子轴线分别基本上垂直于摩擦离合器的转动轴线来设置。为了将伺服马达的转子的转动运动转换成直线运动而设有分别相应的传动装置。在此，在摩擦离合器的操纵路径上根据离合器位置使用不同的力，使得伺服马达必须针对最大的力来设计。此外，伺服马达在所需要的功率情况下以低转速构造成相对大，使得必要时结合减速传动装置来使用高速转动的伺服马达。
发明内容
因此，本发明的目的是，以节约空间并且具有大的传动比的方式构成离合器执行机构。
所述目的通过根据本发明的一种离合器执行机构来实现。下文又给出有利的实施例。
所提出的用于操纵围绕转动轴线设置的摩擦离合器的离合器执行机构包含关于转子轴线基本上垂直于转动轴线设置的伺服马达。所述伺服马达借助于执行机构机械装置相对于转动轴线轴向地沿着操纵路径使摩擦离合器的杠杆元件移位，例如为如摩擦离合器的盘形弹簧和杠杆弹簧的杠杆元件。杠杆元件能够按压或牵拉地移位。由此，与摩擦离合器的构成相关地，能够强制性地闭合或打开摩擦离合器。在此，伺服马达的转速变慢的减速比借助于与转子轴同轴设置的降低转子转速的行星齿轮传动装置来实现。执行机构机械装置包含由行星齿轮传动装置转动驱动的将操纵套筒轴向移位的转动杠杆。
尤其有利地，能够将两个离合器执行机构组合以操纵双离合器的摩擦离合器，其中转动杠杆和由其移位的操纵套筒能够彼此嵌套，使得在较大的直径上操纵一个摩擦离合器并且在较小的直径上操纵另一个摩擦离合器。在此，此外例如相同的离合器执行机构的转动方向是不同，通过该方式，一个摩擦离合器能够被牵拉地操纵并且另一个摩擦离合器能够被按压地操纵。
行星齿轮传动装置优选构成为三级的行星齿轮传动装置。在此，第一和第二行星齿轮级能够构成为双轴传动装置并且第三行星齿轮级能够构成为三轴传动装置。优选地，第二双轴传动装置和三轴传动装置形成具有高的减速比的正传动装置(Plusgetriebe)。例如，高速转动的电动马达例如能够设有相对小的功率，所述电动马达借助于正传动装置相应地减速。对此，提出马达转速变慢的传动比、即从100至600的传动比，优选大约300。在此，齿部的模数优选规定为等于或小于1，使得能够为传动装置设有小的结构空间。已经证实为有利的是，模数确定成，使得电动马达和行星齿轮传动装置基本上具有相同的外径，使得行星齿轮传动装置能够直接用法兰连接到转子上或者输入轴或所述行星齿轮传动装置中的太阳轮能够一件式地构成。在此，结构单元能够设有统一的外径。
根据一个有利的实施形式，第一和第二行星齿轮级具有共同的、抗扭设置的、例如与行星齿轮传动装置的壳体或电动马达和行星齿轮传动装置的共同的壳体集成的齿圈。
此外，第一和第二行星齿轮级能够具有共同的行星齿轮架以及在周向上分布的并且与第二和第三行星齿轮级的齿圈啮合的行星齿轮。在此，第一行星齿轮级的太阳轮能够与转子轴抗扭地连接并且行星齿轮架能够与第二和第三行星齿轮级的共同的太阳轮抗扭地连接。
此外，已经证实为有利的是，在三个行星齿轮级的行星齿轮和太阳轮之间分别设定相同的齿部。为了构成高的减速比，尤其地，第一行星齿轮级的齿圈的齿的数量与第二和第三行星齿轮级的共同的齿圈的齿的数量之间的差能够至多相当于第二和第三行星齿轮级的行星齿轮的数量。
在行星齿轮传动装置的另一个有利的实施形式中，第三行星齿轮级的齿圈能够具有正的变位并且第一和第二行星齿轮级的共同的齿圈能够具有负的变位。
整体来说，本发明涉及一种垂直于要操纵的摩擦离合器的轴线设置的呈转动杠杆执行器的形式的离合器执行机构，其中转动杠杆的力矩经由电动马达和中间接入的行星齿轮传动器来提供。行星齿轮传动器(Umlaufgetriebe)、例如行星齿轮传动装置在此通过多级的设计方案具有在100和600之间的总传动比，其中尤其有利的变形方案具有大约300的传动比。齿部的模数在此小于1，以便能够实现尽可能紧凑的结构空间。因此，转动杠杆执行器的尺寸能够限制成小于50mm的直径。行星齿轮传动机构的结构长度能够小于30mm。
附图说明
根据在图1至5中示出的实施例详细阐述本发明。在此示出：
图1示出具有用于操纵双离合器的摩擦离合器的离合器执行机构的双离合器的部分剖面，
图2示出图1的双离合器的具有两个离合器执行机构的操纵装置的示意图，
图3示出图1和2的离合器执行机构的行星齿轮传动装置的传动装置示意图，
图4示出图3的行星齿轮传动装置的实施形式的根据打开的传动装置的3D图，并且
图5示出图4的行星齿轮传动装置的剖面图。
具体实施方式
图1示出具有拉紧的摩擦离合器101和压紧的摩擦离合器102的双离合器100的上半部剖面图。摩擦离合器101、102分别借助于杠杆元件103、104的轴向移位来操纵，其中各一个借助于操纵轴承105、106脱离的接合器107、108由离合器执行机构1轴向地沿着双离合器100的转动轴线d移位。对此，其转子轴线d(r)垂直于双离合器100的转动轴线d设置的离合器执行机构1转动执行机构机械装置113。所述执行机构机械装置包含从细节D可见的转动杠杆109，使得当离合器执行机构1的驱动轴2转动时，接合器107沿着套筒部件110轴向移位。离合器执行机构1借助于轴承111可转动地容纳在承载部件112中。承载部件112例如与传动装置壁部连接、例如螺接。离合器执行机构1例如由电动马达3和设置在所述电动马达和驱动轴2之间的行星齿轮传动装置4构成。
图2示出离合器执行机构1、1a的3D示意图，所述离合器执行机构借助于轴承111、111a在其驱动轴2、2a处可转动地支承在承载部件112上。电动马达3、3a借助于设置在所述电动马达和驱动轴2、2a之间的大程度减速的行星齿轮传动装置4、4a来驱动驱动轴2、2a，在所述驱动轴上固定转动杠杆109、109a。转动杠杆109、109a使都没有示出的、以径向彼此嵌套并且在运动方面彼此独立的方式在不同的直径上容纳在套筒部件110中的接合器轴向地移位。
图3示出集成到图2的离合器执行机构1、1a中的行星齿轮传动装置4的传动装置示意图。行星齿轮传动装置4由行星齿轮级I、II、III构成。整体上，行星齿轮传动装置4在与电动马达3的转子轴(图1)同轴地连接的或一件式地构成的输入轴5和用于驱动转动杠杆109的驱动轴2(图1和2)之间形成优选300的变慢的传动比。在此，借助小的输入力矩Min、例如0.1Nm驱动输入轴5。由于行星齿轮传动装置4的转矩变换的特性，在驱动轴上存在大约为30Nm的输出力矩Mout。
第一行星齿轮级I形成双轴传动装置，其中由输入轴5驱动的太阳轮7驱动可转动地设置在行星齿轮架8上的行星齿轮9，所述行星齿轮9同时与设置成与壳体固定的齿圈10啮合。行星齿轮级II同样构成为双轴传动装置。太阳轮11由行星齿轮级I的行星齿轮架8驱动并且与容纳在行星齿轮架12上的行星齿轮13啮合。行星齿轮13与设置成与壳体固定的齿圈10啮合，所述齿圈构成为行星齿轮级I、II的共同的齿圈。行星齿轮级III构成为三轴传动装置，所述三轴传动装置与行星齿轮级II共享太阳轮11、行星齿轮架12和行星齿轮13。行星齿轮13同时与齿圈10和与驱动轴2连接的齿圈14啮合。齿圈10、14的齿数仅轻微不同，至多相差分布在周向上的行星齿轮13的数量。由此，能够实现具有从输入轴5到驱动轴2的变慢的尤其高的传动比，也就是说具有将低力矩转换成高力矩时高的减速比的正传动装置。
图4和5示出图3的行星齿轮传动装置4的结构上构成的实施形式的在壳体15打开时的视图(图4)和剖面图(图5)。行星齿轮级I具有与太阳轮7相同的输入齿部16，在所述输入齿部上用法兰连接有电动马达的转子。盘形部件17形成行星齿轮架8并且在一侧上可转动地容纳行星齿轮9。行星齿轮9的另一侧由太阳轮11的法兰部件18构成。在太阳轮11上可转动地支承、例如滑动支承盘形部件19。所述盘形部件19与盘形部件20形成行星齿轮架12以用于容纳行星齿轮级II、III的行星齿轮13。行星齿轮级I、II的齿圈10借助其内齿部集成到壳体15中。行星齿轮级III的齿圈14轴向相邻于壳体15地设置并且例如借助于凸块21直接地或者借助于没有示出的套筒部件或轴向拓宽的法兰部件与驱动轴以转动配合的方式连接。通过行星齿轮传动装置4的紧凑的结构能够实现小于50mm的小的外径D(a)和小于30mm的短的轴向长度l。
附图标记列表：
1 离合器执行机构
1a 离合器执行机构
2 驱动轴
2a 驱动轴
3 电动马达
3a 电动马达
4 行星齿轮传动装置
4a 行星齿轮传动装置
5 输入轴
7 太阳轮
8 行星齿轮架
9 行星齿轮
10 齿圈
11 太阳轮
12 行星齿轮架
13 行星齿轮
14 齿圈
15 壳体
16 输入齿
17 盘形部件
18 法兰部件
19 盘形部件
20 盘形部件
21 凸块
100 双离合器
101 摩擦离合器
102 摩擦离合器
103 杠杆元件
104 杠杆元件
105 操纵轴承
106 操纵轴承
107 接合器
108 接合器
109 转动杠杆
109a 转动杠杆
110 套筒部件
111 轴承
111a 轴承
112 承载部件
113 执行机构机械装置
D 细节
D(a) 外直径
d 转动轴线
d(r) 转子轴线
l 长度
Min 输入力矩
Mout 输出力矩
I 行星齿轮级
II 行星齿轮级
III 行星齿轮级。

Claims (10)

1.一种离合器执行机构(1，1a)，所述离合器执行机构用于借助于执行机构机械装置(113)来操纵围绕转动轴线(d)设置的摩擦离合器，所述执行机构机械装置由转子轴线(d(r))基本上垂直于所述转动轴线(d)设置的电动马达(3，3a)驱动并将摩擦离合器(101，102)的杠杆元件(103，104)相对于所述转动轴线(d)轴向地沿着操纵路径移位，其特征在于，与所述转子轴线(d(r))同轴地设有降低转子转速的行星齿轮传动装置(4，4a)，并且所述执行机构机械装置(113)包含由所述行星齿轮传动装置(4，4a)转动驱动的、将接合器(107，108)轴向移位的转动杠杆(109，109a)，其中所述摩擦离合器是包括两个子离合器(101，102)的双离合器，所述转动杠杆(109，109a)和由其移位的操纵套筒能够彼此嵌套，使得在较大的直径上操纵一个子离合器并且在较小的直径上操纵另一个子离合器。
2.根据权利要求1所述的离合器执行机构(1，1a)，其特征在于，所述行星齿轮传动装置(4，4a)构成为三级的行星齿轮传动装置。
3.根据权利要求2所述的离合器执行机构(1，1a)，其特征在于，第一行星齿轮级(I)和第二行星齿轮级(II)构成为双轴传动装置并且第三行星齿轮级(III)构成为三轴传动装置。
4.根据权利要求3所述的离合器执行机构(1，1a)，其特征在于，第二双轴传动装置和所述三轴传动装置形成具有高的减速比的正传动装置。
5.根据权利要求3或4所述的离合器执行机构(1，1a)，其特征在于，所述第一行星齿轮传动装置(I)和所述第二行星齿轮传动装置(II)具有共同的、抗扭设置的齿圈(10)。
6.根据权利要求3或4所述的离合器执行机构(1，1a)，其特征在于，所述第二行星齿轮级(II)和所述第三行星齿轮级(III)具有共同的行星齿轮架(12)以及在周向上分布的并且与所述第二行星齿轮级(II)和所述第三行星齿轮级(III)的齿圈(10，14)啮合的行星齿轮(13)。
7.根据权利要求6所述的离合器执行机构(1，1a)，其特征在于，所述第一行星齿轮级(I)的太阳轮(7)与转子轴抗扭地连接，并且行星齿轮架(8)与所述第二行星齿轮级(II)和所述第三行星齿轮级(III)的共同的太阳轮(11)抗扭地连接。
8.根据权利要求3或4所述的离合器执行机构(1，1a)，其特征在于，在三个所述行星齿轮级(I，II，III)的太阳轮(7，11)和行星齿轮(9，13)之间分别设定相同的齿部。
9.根据权利要求5所述的离合器执行机构(1，1a)，其特征在于，所述第一行星齿轮级(I)的齿圈(10)的齿的数量与所述第二行星齿轮级(II)和所述第三行星齿轮级(III)的共同的齿圈(14)的齿的数量的差至多相当于所述第二行星齿轮级(II)和所述第三行星齿轮级(III)的行星齿轮(13)的数量。
10.根据权利要求3或4所述的离合器执行机构(1，1a)，其特征在于，所述第三行星齿轮级(III)的齿圈(14)能够具有正的变位并且所述第一行星齿轮级(I)和所述第二行星齿轮级(II)的共同的齿圈(10)能够具有负的变位。
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