CN112534162A - 致动器装置和具有这样的致动器装置的电驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对机动车的传动系中的离合器和驻车锁进行操纵的致动器装置,该致动器装置包括:具有离合器操纵机构(7)的离合器(3),所述离合器操纵机构被构造用于将离合器输入件(5)和离合器输出件(6)彼此在驱动方面连接起来或者彼此分开;具有锁止元件(18)和用于对所述锁止元件(18)进行操纵的驻车锁操纵机构(19)的驻车锁(4),其中所述锁止元件能够转换到锁止位置中以用于锁定锁止轮(17)并且能够转换到释放位置中以用于释放所述锁止轮(17);以及能控制的、具有能运动的致动器‑调整机构(27)的致动器(11),所述致动器‑调整机构能够转换到至少三个调整位置中并且与所述离合器操纵机构(7)并且与所述驻车锁操纵机构(19)进行了作用连接,从而在第一调整位置(S1)中所述驻车锁(4)被关闭、在第二调整位置(S2)中所述离合器(3)被关闭并且在第三调整位置(S0)中所述离合器(3)和所述驻车锁(4)被打开。

Description

致动器装置和具有这样的致动器装置的电驱动装置
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的传动系的致动器装置。此外,本发明涉及一种用于驱动机动车的、具有这样的致动器装置的电驱动装置。
背景技术
通常将致动器用于机动车的传动系中的许多功能单元。
已知用于驻车锁的致动器,所述驻车锁用在机动车的传动系中,以用于可选将传动系中的驱动构件锁定,从而在驱动源没有提供转矩时阻止所述机动车意外地溜坡。驻车锁能够包括与传动系的驱动构件相连接的锁止轮、与所述锁止轮共同起作用的锁止元件以及用于对所述锁止元件进行操纵的致动器。所述锁止元件能够通过对于致动器的相应的操纵来转换到关闭位置和释放位置中,其中在所述关闭位置中所述锁止元件将锁止轮锁定,并且在所述释放位置中所述锁止元件释放所述锁止轮。
已知用于离合器的致动器,所述致动器用在机动车的传动系中,以用于选择性地建立、中断转矩传递或者将其调整到所期望的数值。
已知多轴驱动的机动车,其具有用于持久地驱动第一驱动轴的第一传动系以及用于可选地驱动第二驱动轴的第二传动系。在此,要区分不同的驱动方案、比如具有前置马达的机动车,对于所述机动车来说前轴持久地被驱动并且后轴能接合。此外,存在具有前置马达的机动车,对于所述机动车来说后轴持久地被驱动并且前轴能接合。最后,已知具有后置马达的机动车,对于所述机动车来说后轴持久地被驱动并且前轴按需要被接合。
由DE 10 2005 022 926 B3已知一种用于机动车的驱动单元,该驱动单元具有电动马达、带有至少两个变速器挡位的换挡变速器以及差速器。所述马达通过中间轴来驱动差速器。为了操纵这两个变速器挡位而设置了致动器装置,该致动器装置具有能旋转地驱动的换挡鼓。借助于所述换挡鼓来操纵换挡套,所述换挡套操纵第一换挡离合器或者作为替代方案操纵第二换挡离合器。此外,设置了驻车锁机构,所述驻车锁机构与马达轴同轴地布置。所述驻车锁机构具有锁止套,该锁止套以能轴向移动的方式在释放位置与锁止位置之间得到了支承。所述锁止套能够像换挡离合器一样借助于相同的致动器装置来操纵。
由与WO2010/078937 A1相对应的DE 10 2008 063 904 A1已知一种用于多轴驱动的机动车的驱动装置。所述驱动装置包括差速器单元、能控制的用于在驱动方面与驱动单元相连接的接合离合器以及用于锁止差速器的补偿运动的锁止离合器。所述两个离合器彼此同轴地布置并且能够借助于球形斜坡装置(Kugelrampenanordung)来操纵。根据一种实施方式来规定,首先操纵所述锁止离合器并且而后操纵所述接合离合器。根据另一种实施方式来规定,首先操纵所述接合离合器并且而后操纵所述锁止离合器。
发明内容
本发明的任务是,提出一种多功能的致动器装置,该多功能的致动器装置容易地并且节省位置空间地构造。另一个任务在于,提出一种具有这样的致动器装置的传动系装置。
为了解决所述任务而提出一种用于对机动车的传动系中的离合器和驻车锁进行操纵的致动器装置,该致动器装置包括:离合器,具有能旋转地驱动的离合器输入件、离合器输出件和离合器操纵机构,所述离合器操纵机构被构造用于将离合器输入件和离合器输出件彼此在驱动方面连接起来或者彼此分开;驻车锁,具有锁止轮、锁止元件和用于对所述锁止元件进行操纵的驻车锁操纵机构,其中所述锁止轮与驱动轴抗扭转地连接,所述驱动轴与离合器输入件和离合器输出件之一进行了驱动连接,并且其中所述锁止元件与所述锁止轮共同起作用并且能够转换到锁止位置和释放位置中,其中在所述锁止位置中所述锁止元件将锁止轮锁定,并且其中在所述释放位置中锁止元件释放所述锁止轮;能控制的、具有能运动的致动器-调整机构的致动器,所述致动器-调整机构能够转换到至少三个调整位置中并且与所述离合器操纵机构并且与所述驻车锁操纵机构进行了作用连接,从而在第一调整位置(S1)中所述驻车锁关闭、在第二调整位置(S2)中所述驻车锁被打开并且所述离合器已经被关闭并且在第三调整位置(S0)中所述离合器和所述驻车锁被打开。
优点在于,仅仅需要一个致动器来用于操纵驻车锁和离合器。由此,所提出的致动器装置仅仅需要较小数目的构件,这对所必需的结构空间和制造及装配成本产生有利的影响。此外,作为驻车锁操纵及离合器操纵的机械集成的补充,也相应地实现电气集成,这由于较小数目的电气接口而同样对所述装置的可靠性和使用寿命产生有利的影响。
根据所述致动器装置的第一种实施方式或者其第一种功能原理来规定,所述离合器在所述致动器-调整机构的第一调整位置(S1)中被打开。这意味着,在所述第一调整位置(S1)与所述第二调整位置(S2)之间设置了明显的中性位置,其中在所述第一调整位置中所述传动系被驻车锁锁定,其中在所述第二调整位置中所述传动系能够传递转矩,并且其中在所述中性位置中不仅所述驻车锁而且所述离合器都是打开的。也就是说,在能够将所述离合器可靠地关闭之前,所述驻车锁必须可靠地是打开的。所述中性位置的持续时间原则上能够任意地小,也就是说大于或者等于零。
根据所述致动器装置的第二种实施方式或者根据其第二种功能原理来规定,所述离合器在所述致动器-调整机构的第一调整位置(S1)中是关闭的。也就是说,在所述第一调整位置(S1)与所述第二调整位置(S2)没有经过中性位置,其中在所述第一调整位置中所述传动系被驻车锁锁定,并且其中在所述第二调整位置中所述传动系能够传递转矩。也就是说,在所述驻车锁还没有完全打开的时候就已经能够操纵所述离合器。这种实施方式具有的优点是特别快的换挡速度以及由此传动系中的转矩的快速的可用性。能够立即从驻车位置来起动车辆或者使其加速。
根据一种实施方式,所述离合器输出件能够与同一根驱动轴抗扭转地连接,所述锁止轮也与所述驱动轴抗扭转地连接。但是,原则上也可能的是,所述锁止轮与传动系中的其他轴相连接。
所述致动器-调整机构能够通过第一力传递机构与所述驻车锁操纵机构相连接并且能够通过第二力传递机构与所述离合器操纵机构相连接。由致动器导入到调整机构中的驱动运动因此被分配到两条功率路径、也就是用于对驻车锁进行操纵的第一功率路径和用于对离合器进行操纵的第二功率路径上。在此,尤其规定,所述驻车锁操纵机构能够通过第一力传递机构在第一调整行程的范围内运动,以用于操纵驻车锁,并且所述离合器操纵机构能够通过第二力传递机构在第二调整行程的范围内运动,以用于操纵离合器。所述第一和第二调整行程优选如此彼此协调或者所述操纵机构如此构造,从而在操纵离合器和驻车锁这两个单元之一时相应另一个单元保持所限定的位置。
所述用于对离合器或者驻车锁进行操纵的致动器原则上能够任意地构造。能够使用电动马达的、电磁的、液压的或者气动的致动器,所述致动器能够按需要由电子的调整单元来操控。根据一种实施方式,所述致动器能够具有旋转驱动装置、比如电动马达,该电动马达能够沿着第一旋转方向并且沿着相反的第二旋转方向来旋转地驱动致动器-调整机构。在此,所述力传递机构能够如此构造,从而——分别以中性位置为出发点——在所述旋转驱动装置的沿着第一旋转方向的旋转运动中操纵、比如关闭所述驻车锁操纵机构,并且在所述旋转驱动装置的沿着相反的旋转方向的旋转运动中操纵、比如关闭离合器操纵机构。
所述致动器-调整机构能够具有齿部,该齿部与能旋转地驱动的环处于嵌合之中,以用于操纵离合器。在此,所述致动器-调整机构尤其能够以中间齿轮的形式构造,所述中间齿轮布置在旋转驱动装置与离合器操纵部之间的功率路径中。
根据一种可能的实施方式,所述用于驻车锁的第一力传递机构能够包括一具有能旋转地驱动的螺杆轴和与所述螺杆轴相连接的螺杆套筒的螺杆传动装置以及耦合杆。所述螺杆轴能够由致动器-调整机构旋转地驱动。所述螺杆套筒能够具有一带有倾斜部分的缝隙,所述耦合杆以第一端部在所述倾斜部分中受导引,其中所述耦合杆的第二端部能够与驻车锁操纵机构相连接,使得所述螺杆套筒的旋转运动至少间接地引起驻车锁操纵机构的移动运动。在此,所述驻车锁操纵机构的、在驻车锁的打开意义上的移动能够主动地借助于耦合杆尤其克服弹簧的预应力来进行。在所述耦合杆沿着相反方向、也就是在驻车锁的关闭意义上运动时,所述驻车锁操纵机构则被释放并且能够主动地借助于所述弹簧来移动。
根据另一种实施方式,所述第一力传递机构能够包括一具有调整轮廓的轮廓元件,所述调整轮廓被构造用于将所述致动器-调整机构的旋转运动转化为驻车锁操纵机构的平移运动。尤其规定,所述驻车锁操纵机构至少间接地被支撑在所述调整轮廓上并且能够通过所述调整轮廓的旋转来轴向地运动。所述调整轮廓能够被构造在轮廓元件的端面中;在这种情况下所述驻车锁操纵机构至少大致平行于轮廓元件的旋转轴线来定向。作为替代方案,所述调整轮廓也能够被构造在轮廓元件的圆周面中;在这种情况下,所述驻车锁操纵机构至少大致径向于轮廓元件的旋转轴线来定向。
在一种实施方式中,所述第一力传递机构的轮廓元件能够与致动器-调整机构固定地连接、尤其是与其一体地构造。作为替代方案,所述轮廓元件也能够通过中间轴与致动器-调整机构进行驱动连接。这作为第一种可行方案包括:所述轮廓元件抗扭转地与中间轴相连接并且与致动器-调整机构一起旋转。根据第二种可行方案,所述轮廓元件也能够被构造为齿条,所述齿条与中间轴处于嵌合之中并且相应地在致动器-调整机构旋转时平移地运动。在此,沿着第一旋转方向的旋转引起沿着第一移动方向的移动运动并且相应地沿着相反的旋转方向的旋转引起沿着相反的移动方向的移动运动。所述齿条在其背侧上具有调整轮廓,该调整轮廓在长度范围内具有可变的高度。通过所述齿条的移动,所述被支撑在调整轮廓上的驻车锁操纵机构相应地朝锁止爪运动或者离开锁止爪来运动。在所述轮廓元件的调整轮廓与所述操纵机构之间能够设置滚轮,通过该滚轮将轴向力由轮廓元件传递到操纵机构上。
根据另一种实施方式,所述第一力传递机构能够具有伞齿轮传动装置,该伞齿轮传动装置则具有能旋转地驱动的操纵轴和与该操纵轴驱动地连接的驻车锁轴,在所述驻车锁轴上布置了驻车锁操纵机构,使得所述驻车锁操纵机构能够通过驻车锁轴的旋转来轴向地运动。所述操纵轴抗扭转地与致动器-调整机构相连接或者由该致动器-调整机构来驱动。在所述操纵轴上能够布置螺母,该螺母在所述轴旋转时轴向地运动并且所述驻车锁操纵机构朝着该螺母受支撑。
根据另一种实施方式,所述第一力传递机构能够包括螺杆传动装置,该螺杆传动装置具有能旋转地驱动的螺杆轴和与该螺杆轴相连接的螺杆螺母,所述驻车锁操纵机构朝所述螺杆螺母至少间接地受支撑。所述螺杆轴由致动器-调整机构驱动,这也能够间接地在***另外的驱动元件的情况下进行。比如,能够将旋转运动从致动器-调整机构经由与其处于齿部嵌合之中的环以及必要时与所述环啮合的中间齿轮来传递到螺杆轴上。在此,所述致动器-调整机构的、沿着第一旋转方向的旋转运动引起螺杆轴的相应的旋转和驻车锁操纵机构的沿着第一操纵方向的移动运动。所述致动器-调整机构、沿着相反的第二旋转方向的旋转则相应地引起所述驻车锁操纵机构的沿着第二操纵方向的移动运动。所述驻车锁操纵机构能够朝布置在螺杆轴上的螺杆螺母在轴向上受支撑。
根据另一种实施方式,所述第一力传递机构能够包括能够由致动器-调整机构至少间接地旋转地驱动的调整套筒以及与驻车锁操纵机构相连接的耦合元件。所述调整套筒也能够被称为换挡鼓。在此尤其规定,调整套筒和耦合元件这两个部件之一具有调整轮廓,该调整轮廓与所述两个部件中的另一个部件的配对轮廓如此共同起作用,使得所述调整套筒的旋转运动引起驻车锁操纵机构的移动运动。
根据另一种实施方式,所述第一力传递机构能够具有耦合杆,所述驻车锁操纵机构朝所述耦合杆至少间接地受支撑,其中所述耦合杆借助于弹簧朝调整轮廓的方向加荷并且朝所述调整轮廓受支撑。在此,所述调整轮廓优选如此构造,从而通过所述致动器-调整机构的旋转使所述耦合杆相对于致动器-调整机构的旋转轴线径向地运动。
所述配属于离合器的第二力传递机构优选包括斜坡装置,该斜坡装置被构造用于将致动器-调整机构的旋转运动转换为离合器操纵机构的平移运动。所述斜坡装置能够具有相对于位置固定的构件在轴向上受支撑的支撑环以及相对于所述支撑环能轴向移动的调整环。在此,所述调整环能够形成离合器操纵机构或者与其一体地构造。(所有附图)所述轴向地受支撑的支撑环能够由致动器-调整机构旋转地驱动,其中所述能轴向地运动的调整环在这种情况下抗扭转地受导引。所述斜坡装置也能够以球形斜坡装置的形式来构造,其中所述支撑环和调整环通过在所述环的、在圆周范围内深度可变的沟槽中运行的球体来相对于彼此受支撑。一种按照滑动接合套原理的实施方式也同样是可能的,以用于将旋转运动转换为移动运动。
对于所有所提到的实施方式来说,适用的是,这些实施方式能够具有以弹性的方式被预紧的固定元件,所述固定元件被构造用于将致动器-调整机构固定在至少一个调整位置中。
能够设置位置传感器,该位置传感器被构造用于检测代表着致动器-调整机构的位置的测量参量。由所述位置传感器所采集到的传感器数据能够被传送给用于对致动器进行控制的电子调整单元。通过这种方式,能够进行可靠的、精确的且快速的控制。
所述离合器原则上能够任意地构造并且包括每种以下离合器,用所述离合器能够可选建立或者中断机动车的传动系中的转矩传递。比如能够使用形状配合的离合器。形状配合的离合器包括至少两个离合器件,所述离合器件在关闭的状态中为了传递转矩而形状配合地彼此嵌合并且在打开的状态中脱嵌,所述形状配合的离合器比如是齿形离合器或者爪式离合器。作为替代方案,也能够使用摩擦离合器、尤其是摩擦片式离合器。
所述离合器优选具有两个离合器件,在所述离合器件中其中一个离合器件与驱动轴抗扭转地连接并且第二离合器件与第二驱动件抗扭转地连接。所述两个离合器件之一在位置固定的构件上在轴向上受支撑,而另一个离合器件则能够在轴向上移动。所述离合器能够可选被转换到关闭的位置和打开的位置中,其中在所述关闭的位置中所述两根轴为了传递转矩而彼此进行了驱动连接,并且其中在打开的位置中所述两根轴彼此去除耦合。
根据一种优选的设计方案设置了复位弹簧,该复位弹簧在关闭意义上向所述离合器加荷。但是,原则上也能够考虑一种相反的设计方案,在该设计方案中所述复位弹簧在离合器的打开意义上起作用。在这种情况下,所述操纵装置会同样朝相应相反的方向起作用、也就是说反向于弹力来起作用。
此外,所述任务通过一种用于驱动机动车的电驱动装置来解决,所述电驱动装置包括:具有马达轴的电机;减速器,该减速器被构造用于将由所述马达轴导入的转矩转换为慢速;具有一个输入件和两个输出件的功率分支单元,其中所述功率分支单元被构造用于将由所述减速器导入的旋转运动传递到两个输出件上;其中设置了致动器装置,该致动器装置能够具有上面所提到的设计方案中的一种或者多种设计方案并且该致动器装置尤其布置在所述减速器的功率路径中。
所述功率分支单元能够以差速机构的形式来构造,所述差速机构具有一个作为输入件的差速器壳和两个作为输出件的输出齿轮。作为替代方案,所述功率分支单元也能够以复式离合器的形式来构造,所述复式离合器具有一个作为输入件的离合器壳和两个能够分开地控制的具有两个离合器从动盘毂的、作为输出件的摩擦离合器。用这样的由本申请人也被称为“(Twinster)”的复式离合器,能够可变地将转矩分配到两根半轴上。
附图说明
下面借助于附图说明对优选的实施例进行解释。其中示出了:
图1 A)以纵剖面在驻车锁的打开的位置中;
B)在驻车锁的关闭的位置中;
C)示范性地用驻车锁作为细节以横截面;
示出了按本发明的致动器装置的第一种实施方式;
图2 A)按照第一功能原理
B)按照第二功能原理
示出了图表,该图表用于示出按本发明的致动器装置的不同的切换状态;
图3 A)以三维图;
B)以纵剖面;
C)以侧视图;
示出了按本发明的致动器装置的第二种实施方式;
图4示出了按本发明的致动器装置的另一种实施方式;
图5示出了按本发明的致动器装置的另一种实施方式;
图6 A)以剖面图;
B)用第一力传递机构和驻车锁的部件作为细节以三维图;
示出了按本发明的致动器装置的另一种实施方式;
图7 A)以剖面图;
B)用第一力传递机构和驻车锁的部件作为细节以三维图;
C)用第一力传递机构和驻车锁的部件作为细节以剖面图;
示出了按本发明的致动器装置的另一种实施方式;
图8 A)在驻车锁的被打开的位置中;
B)在驻车锁的关闭的位置中;
示出了按本发明的致动器装置的另一种实施方式;
图9 A)以侧面图部分剖切地;
B)以三维图;
C)以三维图部分剖切地
示出了按本发明的致动器装置的另一种实施方式;
图10 A)以侧面图部分剖切地;
B)以三维图;
示出了按本发明的致动器装置的另一种实施方式;
图11示出了用于具有两个传动系的机动车的传动系装置。
具体实施方式
下面一起对图1A到1C进行描述,图1A到1C示出了按本发明的致动器装置2的第一种实施方式,该致动器装置用于对机动车的传动系中的离合器3和驻车锁4进行操纵。所述离合器3用于按需要来控制所述机动车的传动系中的转矩传递。所述驻车锁4用于可选将所述机动车的传动系中的驱动构件锁定,从而在驱动源没有提供转矩时阻止所述机动车意外地溜坡。所述具有离合器3和驻车锁4的致动器装置2尤其能够用于多轴驱动的机动车,所述多轴驱动的机动车具有持久地被驱动的首要的驱动轴和可选能驱动的次级的驱动轴,而没有局限于这种应用情况。
在此,所述离合器3包括能旋转地驱动的离合器输入件5、离合器输出件6和离合器操纵机构7,所述离合器操纵机构被构造用于将离合器输入件5和离合器输出件6彼此在驱动方面连接或者彼此分开。在本实施方式中,所述离合器输入件5抗扭转地以抗扭转的并且能轴向运动的方式与驱动件8相连接,使得支承器件10以能旋转的方式在驱动轴12上得到了支承。所述驱动件8在此被构造为空心轴,该空心轴与驱动轮9固定地连接。所述驱动轴12通过另外的支承器件13、14以能围绕着旋转轴线A12旋转的方式在位置固定的壳体15中得到了支承。所述轴12具有输出轮16,该输出轮在此与所述轴一体地构造并且用于将转矩传递到在功率路径中布置在后面的驱动单元(未示出)、比如差速机构或者复式离合器上。
所述驻车锁4包括与驱动轴12抗扭转地连接的锁止轮17、与所述锁止轮17共同起作用并且以能运动的方式在位置固定的壳体15中得到了支承的锁止元件18以及用于对所述锁止元件18进行操纵的驻车锁操纵机构19。所述锁止元件18能够转换到锁止位置和释放位置中,其中在所述锁止位置中所述锁止元件18将锁止轮17锁定,使得所述主轴轴12抗扭转地被保持,并且其中在所述释放位置中所述锁止元件18释放所述锁止轮17,使得所述锁止轮17和与其相连接的驱动轴12能自由旋转。
也能够被称为驻车锁单元的驻车锁4作为功能上的细节在图1C中示出。可以看出,所述锁止轮17在外部的圆周面上具有许多在圆周范围内分布的卡锁凹部,所述锁止元件18能够以锁止齿20形状配合地嵌合到所述卡锁凹部中。所述锁止元件18能够转换到锁止位置中,在所述锁止位置中它与锁止轮17形状配合地连接,从而阻止所述锁止轮进行旋转运动。在解锁位置中,所述锁止元件18相对于锁止轮17向外偏转,使得所述锁止轮以及由此所述驱动装置的输出轴12能自由旋转。
所述锁止元件18以锁止爪18的形式构造,所述锁止爪以端部区段以能围绕着枢转轴线A18枢转的方式在壳体15中得到了支承。为了将锁止爪18从锁止位置转换到释放位置中而设置了弹簧元件22。所述弹簧元件22以支腿弹簧的形式来构造,所述支腿弹簧以第一支腿在位置固定的构件上受支撑并且以第二支腿在锁止爪18上受支撑。
所述锁止爪18在其相反的自由的端部上在外面具有功能面23,该功能面与能够通过致动器11来运动的操纵机构19的挤压面24共同起作用。所述功能面23相对于包含旋转轴线A12的径向面倾斜,所述径向面通过功能面23与挤压面24之间的接触点来伸展。通过这种方式将所述操纵机构19的平移运动转换为锁止爪18的枢转运动。为了导引所述操纵机构19而设置了导引套筒26,所述操纵机构19以能轴向运动的方式在所述导引套筒中受导引。
对于所述离合器3以及驻车锁4的操纵借助于能控制的致动器11来进行。所述致动器11包括能运动的致动器-调整机构27,该致动器-调整机构与离合器操纵机构7并且与驻车锁操纵机构19进行了作用连接。所述作用连接如此构造,从而在第一调整位置中或者沿着第一调整方向关闭所述驻车锁4(驻车模式)并且在第二调整位置中或者沿着第二调整方向关闭所述离合器与3(驱动模式)。所述致动器-调整机构27能够占据另一个处于第一与第二调整位置之间的调整位置,在所述另一个调整位置中所述离合器3和驻车锁4被打开(空转模式)。所述致动器-调整机构27通过第一力传递机构28与离合器操纵机构7相连接并且通过第二力传递机构29与驻车锁操纵机构19相连接。
在本实施方式中,所述致动器11以机电的致动器的形式来构造并且包括电动马达38,该电动马达能够由电子控制单元(未示出)来操控并且将电能转换为旋转运动。但是,不言而喻,所述致动器作为替代方案比如也能够以电磁的、液压的或者气动的致动器的形式来构造。所述致动器-调整机构27在这里以中间齿轮的形式来构造,该中间齿轮以能围绕着旋转轴线A27旋转的方式在壳体15中得到了支承。所述中间齿轮27由机电的致动器11的驱动小齿轮29来旋转地驱动并且将旋转运动传递到第一或者第二力传递机构28、29上。
在此,所述用于离合器3的力传递机构29具有斜坡装置50,该斜坡装置被构造用于将中间齿轮27的旋转运动转换为离合器操纵机构7的平移运动。通过这种方式,能够使所述第一离合器件5和第二离合器件6为了传递转矩而彼此进行嵌合或者彼此去除耦合,从而中断了转矩传递。
所述斜坡装置50包括支撑环32和调整环,其中所述支撑环能够由中间齿轮27旋转地驱动并且相对于位置固定的壳体15在轴向上受支撑,并且其中所述调整环相对于所述支撑环32能轴向移动并且在第一离合器件5上在轴向上受支撑。在此,所述调整环形成离合器操纵机构7,该离合器操纵机构通过所***的轴向轴承33在轴向上向离合器件5加荷。
所述斜坡装置50如此构造,从而——以最终位置为出发点,在所述最终位置中所述两个环32、7在轴向上靠近——所述调整环7通过支撑环32的相对的扭转而在轴向上离开所述支撑环32而运动。为此,所述两个环32、7具有相应的调整轮廓,它们用所述调整轮廓在轴向上彼此支撑。所述调整轮廓沿着圆周方向观察具有可变的高度,从而将所述能旋转地驱动的支撑环32的相对的扭转运动转换为调整环7的轴向运动。所述调整环7通过轴向轴承33在第一离合器件5的凸缘上在轴向上受支撑,使得所述调整环的轴向运动引起离合器件5的轴向运动。
可以看出,所述离合器3被构造为形状配合的离合器,其中所述第一离合器件5具有第一嵌合器件34,所述第一嵌合器件能够与第二离合器件6的对面的嵌合器件35形状配合地进行嵌合。所述第一和第二嵌合器件34、35按照端面齿部的式样来构造。就此而言,所述离合器3也能够被称为齿形离合器或者爪式离合器。但是,不言而喻,也能使用其他式样的离合器,所述离合器能够可选建立或者中断转矩传递。
所述用于驻车锁4的力传递机构28包括一具有能旋转地驱动的螺杆轴36和与该螺杆轴连接的螺杆套筒37的螺杆传动装置以及一耦合杆38。所述螺杆套筒37具有一带有倾斜部分的缝隙39,所述耦合杆38以第一端部在所述倾斜部分中受导引。在所述耦合杆38的相反的第二端部40上所述驻车锁操纵机构19受支撑,其中设置了弹簧31,该弹簧朝端部止挡40的方向向驻车锁操纵机构19加荷。通过沿着第一旋转方向旋转所述螺杆轴36的方式,被旋紧在其上面的螺杆套筒37沿着第一轴向方向R1离开中间齿轮27而运动。在远离中间齿轮的移动位置中,如图1A所示,所述螺杆套筒37离开中间齿轮27,使得在套筒37的导引缝隙39中受导引的耦合杆38以其套筒侧的端部接近螺杆轴36。相应地,所述操纵机构19克服弹簧31的预应力而离开锁止爪18的功能面23。所述锁止爪18得到了释放并且通过弹簧元件22的弹力相对于锁止轮17径向向外偏转。
通过沿着相反的第二旋转方向旋转所述螺杆轴36的方式,所述螺杆套筒37相应地沿着在轴向上相反的第二方向R2运动,也就是说朝中间齿轮27运动。所述耦合杆38的导引端部39沿着套筒37的导引缝隙39离开螺杆轴36或者朝向操纵机构19而运动。所述操纵机构19相应地被释放并且由弹簧31朝锁止爪18的功能面23加荷。如果所述齿20处于锁止轮17的空隙的区域中,则所述操纵机构19在关闭意义上作用到锁止爪18上并且径向向里向其加荷。所述齿20形状配合地嵌合到锁止轮18的凹部之一中,使得后者被止转。所述驻车锁4的这个被关闭的位置在图1B中示出。
为了重新松开,又使所述螺杆套筒37运动到其第一位置中。为了所述螺杆套筒27在螺杆轴36旋转时没有一同旋转,以合适的方式使所述螺杆套筒27相对于位置固定的构件抗扭转。所述弹簧31优选以螺旋弹簧的形式构造,所述螺旋弹簧安放在操纵机构19的接纳室中。所述弹簧31一方面朝操纵机构19并且另一方面朝驻车锁壳体在轴向上受支撑。
通过所述力传递机构29的设计方案,所述螺杆套筒37的旋转运动引起驻车锁操纵机构19的移动运动。
根据第一功能原理,下面借助于图2A对所述不同的能调整的运行模式MP、MF、MC和所述决定性地参与对于离合器3和驻车锁4的操纵的组件的运动路径的共同作用进行解释。
在所述致动器-调整机构27的中性的旋转位置r0中,不仅所述离合器3而且所述驻车锁4都被打开。这种运行模式因此也被称为空转模式MF或者中性模式。所述车辆不能由电动马达来驱动,而只能由首要的驱动源来驱动。通过沿着第一旋转方向r1旋转所述致动器-调整机构27的方式,相应地沿着同一个方向旋转所述螺杆轴36,其中使所述螺杆套筒37平移运动并且使与其相耦合的耦合杆从位置P0运动到位置P1中,这用实线来示出。在此,如果所述螺杆轴36已经到达旋转位置r10,则所述耦合杆38开始运动。这个旋转位置在此示范性地用10°来表明,而不局限于此。在沿着第一旋转方向r1到达旋转位置r11时,所述耦合杆38已经到达最终位置P1,在所述最终位置中所述驻车锁4关闭。这种运行模式也能够被称为驻车模式MP或者第一种模式。所述驻车锁关闭,而所述离合器则被打开。通过将所述致动器-调整机构27从旋转位置r11重新反转到中性位置r0、也就是沿着相反的旋转方向r2反转这种方式,所述驻车锁又被打开。在空转模式MF与驻车模式之间的区域中,所述车辆不在运行中。
在所述中性位置r0中所述离合器3也被打开,也就是说所述斜坡机构的两个环7、32彼此隔开。如果从这个中性位置r0开始沿着第二旋转方向r2旋转所述致动器-调整机构27,则所述盘7和被支撑在其上的离合器件5就从离合器位置C0移动到位置C1中,这用虚线来示出。在此,在所述致动器-调整机构27经过旋转位置r20时,所述离合器件5开始运动。所述旋转位置在此示范性地用于10°来表明,其中其他的数值也是可能的。在所述空转模式MF与所述耦合模式MC之间转变的期间,进行以不同的转速旋转的构件的同步。在沿着第二旋转方向r2到达旋转位置r21时,所述离合器件5已经到达最终位置C1处,在该最终位置中所述离合器3完全被关闭。这种运行模式也能够被称为耦合模式MC或者第二种模式。所述驻车锁被打开,而所述离合器则被关闭,从而所述车辆能够由电动马达来驱动。通过将所述致动器-调整机构27重新从旋转位置r21反转到中性位置r0这种方式,所述离合器又被打开。
在所述空转模式中离合器和驻车锁被打开,在所述车辆超过特定的车速时——在该车速中不再期望电动马达式驱动——比如选择这种空转模式MF。
在图2B中示出了第二种功能原理,该第二种功能原理能够在致动器装置的相应的设计方案中来实现。本功能原理大部分相应于按照图2A的原理,因而关于共同性可以参照以上描述。所述用于驻车锁的操纵机构的运动用实线来示出,而所述用于离合器的操纵机构的运动则用虚线来示出。不言而喻,所有在本公开文件中所描述的实施方式要么能够根据第一种功能原理来构造要么能够根据第二种功能原理来构造,这能够通过所述致动器装置的相应的设计方案来实现。
所述用于按照图2B的驻车锁的运动特征与按照图2A的实施方式相同。在所述耦合杆38已经到达最终位置P1时存在着所述驻车模式MP。所述驻车锁关闭。与上述实施方式不同的是,在按照图2B的实施方式中规定,在驻车模式MP中所述离合器也被关闭。如果将所述致动器-调整机构27从旋转位置r11旋转到位置r0,则所述驻车锁被打开(MP与MC之间的实线),而所述离合器则保持关闭(MP到MF之间的虚线)。在这个处于驻车模式MP与耦合模式MC之间的区域中,所述车辆未被电动马达所驱动。在所述驻车锁完全被打开时、也就是说在此在到达了或者超过所述旋转位置r10时,达到了所述耦合模式MC,在所述耦合模式中所述车辆由电动马达来驱动。通过继续旋转而超过旋转位置r20这种方式来达到所述释放模式MF。在沿着方向r2在耦合模式MC与释放模式MF之间旋转所述致动器-调整机构27时,所述离合器被打开。在到达旋转位置r21时、在此示范性地在大约150°处,所述离合器完全被打开。所述电动马达完全与传动系脱耦。在重新沿着方向r1反转时,又将所述离合器关闭,其中在所述释放模式MF与所述耦合模式MC之间经过同步阶段,方法是:使相对于彼此旋转的构件的转速同步。
下面一起对图3A、3B和3C进行描述,图3A、3B和3C示出了按本发明的致动器装置2的第二种实施方式。该第二种实施方式在很大程度上相应于按照图1和2的实施方式,就此而言要参照对于图1和2的描述。在此,相同的或者彼此相相应的细节设有和在图1中相同的附图标记。
所述离合器3具有能旋转地驱动的离合器输入件5、离合器输出件6和离合器操纵机构7,所述离合器操纵机构被构造用于将离合器输入件5和离合器输出件6彼此在驱动方面连接起来或者彼此分开。所述离合器输入件5在本实施方式中以抗扭转的并且能轴向运动的方式与驱动件8相连接。所述驱动件8包括通过支承器件10以能旋转的方式在驱动轴12上得到了支承的空心轴区段以及与该空心轴区段相连接的驱动轮9,通过该驱动轮能够导入来自驱动源的转矩。所述驱动轴12通过另外的支承器件13、14以能围绕着旋转轴线A12旋转的方式在位置固定的壳体15中得到了支承。所述轴12具有输出轮16,该输出轮在此与所述轴一体地构造并且用于将转矩传递到布置在后面的驱动单元上。
所述驻车锁4包括:锁止轮17,该锁止轮与第二离合器件6固定地连接、尤其与其一体地实施;锁止元件18,该锁止元件与所述锁止轮17共同起作用并且以能运动的方式在所述位置固定的壳体15中得到了支承;以及用于对所述锁止元件18进行操纵的驻车锁操纵机构19。所述锁止元件18能够转换到锁止位置和释放位置中,其中在所述锁止位置中所述锁止元件18将锁止轮17锁定,使得所述第二离合器件6抗扭转地被保持,并且其中在所述释放位置中所述锁止元件18释放锁止轮17,使得所述锁止轮17和与其连接的第二离合器件6能自由旋转。
所述锁止元件18被构造为锁止爪,该锁止爪能借助于支承销21以能围绕着枢转轴线A18枢转的方式在未详细示出的壳体15中得到支承。为了将所述锁止爪18从锁止位置转换到释放位置中而设置了弹簧元件(未示出)。
所述锁止爪18在其自由的端部上在外面具有功能面23,该功能面与操纵机构19的挤压面24共同起作用。尤其在图3A中可以看出,所述由弹簧31朝锁止爪18的方向加荷的操纵机构19的运动方向平行于锁止爪18的枢转轴线A18来伸展。所述锁止爪18的功能面23相对于垂直于旋转轴线A12伸展的径向面弯曲地伸展,所述径向面通过功能面23与挤压面24之间的接触点来伸展。通过这种方式,所述操纵机构19的平移运动被转换为锁止爪18的枢转运动。为了导引并且支撑所述操纵机构19而设置了导引套筒26,在所述导引套筒中所述操纵机构19以能轴向运动的方式受导引。
对于所述离合器3和驻车锁4的操纵借助于能控制的致动器11来进行。所述致动器11包括能够由电动马达38的马达轴旋转地驱动的致动器-调整机构27,该致动器-调整机构与离合器操纵机构7并且与驻车锁操纵机构19进行了作用连接。所述作用连接如此进行,从而在第一调整位置中或者沿着第一调整方向关闭所述驻车锁4(驻车模式)并且在第二调整位置中或者沿着第二调整方向关闭所述离合器3(驱动模式)。所述致动器-调整机构27能够占据另一个处于第一与第二调整位置之间的调整位置,在所述另一个调整位置中所述离合器3和驻车锁4被打开(空转模式)。所述致动器-调整机构27通过第一力传递机构28与离合器操纵机构7相连接并且通过第二力传递机构29与驻车锁操纵机构19相连接。
在本实施方式中,所述致动器-调整机构27以组合的斜坡-齿轮的形式来构造,该组合的斜坡-齿轮以能围绕着旋转轴线A27旋转的方式在壳体15中得到了支承。所述斜坡-齿轮27由电动马达38的驱动小齿轮30旋转地驱动并且将旋转运动传递到第一或者第二力传递机构28、29上。
在此,所述用于离合器3的力传递机构29具有斜坡装置50,该斜坡装置被构造用于将斜坡-齿轮27的旋转运动转换为离合器操纵机构7的平移运动。通过这种方式能够使所述第一离合器件5和第二离合器件6为了传递转矩而彼此嵌合或者彼此去除耦合,从而中断转矩传递。所述斜坡装置50包括支撑环32和调整环,其中所述支撑环能够由中间齿轮27旋转地驱动并且相对于位置固定的构件在轴向上受支撑,并且其中所述调整环相对于所述支撑环32能轴向地移动并且在第一离合器件5上在轴向上受支撑,其中所述调整环形成离合器操纵机构7。所述调整环7通过轴向轴承33在第一离合器件5的凸缘上在轴向上受支撑,使得所述调整环的轴向运动引起离合器件5的轴向运动。此外,本实施方式的斜坡装置及离合器的构造和作用原理相应于按照图1的实施方式,因而参照以上描述。
所述用于驻车锁4的力传递机构28包括斜坡装置42,该斜坡装置布置在斜坡-齿轮27的端侧上并且与传递元件46共同起作用,所述传递元件又被支撑在驻车锁-操纵机构19上。所述斜坡装置42具有调整轮廓41,该调整轮廓如此构造,从而通过沿着第一旋转方向r1旋转所述斜坡-齿轮27的方式朝着沿轴向离开齿轮27的方向向支撑在调整轮廓41上的传递元件46加荷。与此相应地,克服弹簧31的预应力朝离开锁止爪18的功能面23的方向移动所述操纵机构19,使得所述锁止爪18被释放并且通过弹簧元件22的弹力相对于锁止齿轮17径向向外偏转。
通过沿着相反的第二旋转方向旋转所述斜坡-齿轮27的方式,所述传递元件46又运行到斜坡-调整轮廓41的具有较小深度的区域中。所述操纵机构19相应地被释放并且由弹簧31朝锁止爪18的功能面23加荷。在所述齿20处于锁止齿轮17的空隙的区域中时,所述操纵机构19在关闭意义上作用到锁止爪18上并且径向向里向其加荷。所述齿20形状配合地嵌合到锁止齿轮18的凹部之一中,使得后者止转。
此外,构造和作用原理尤其也在能调整的运行模式方面基本上相应于关于图1和2所描述的实施例,就此而言要参照对于图1和2的描述。
图4示出了按本发明的离合器装置2的另一种实施方式。该实施方式在很大程度上相应于按照图3A到3C的实施方式,就此而言要参照对于图3A到3C的描述。在此,相同的或者彼此相应的细节设有与在图3或者图1中相同的附图标记。
区别仅仅在于所述致动器-调整机构27和第一力传递机构28的布置和设计方案。在本实施方式中,所述调整机构27被分成两部分并且包括齿轮和斜坡齿轮27’’,其中所述齿轮能够由马达轴30来旋转地驱动并且将转矩传递到能旋转地驱动的支撑环32上,以用于调整离合器操纵机构7,并且其中所述斜坡齿轮通过中间轴46与齿轮27抗扭转地连接并且被构造用于操纵驻车锁操纵机构19。所述第二力传递机构29此外在构造和作用原理方面如图3的实施方式中一样来构造,关于另外的细节要参照对于图3的描述。
图5示出了按本发明的离合器装置2的另一种实施方式。该实施方式在很大程度上相应于按照图3A到3C和4的实施方式,就此而言要参照对于图3A到3C和4的描述。在此,相同的或者彼此相应的细节设有与在图1、3和4中相同的附图标记。
区别仅仅在于所述致动器-调整机构27和第一力传递机构28的布置和设计方案。所述调整机构27包括齿轮和齿部27’,其中所述齿轮能够由马达轴30旋转地驱动并且将转矩传递到能旋转地驱动的支撑环32上,以用于调整离合器操纵机构7,并且其中所述齿部传递用于操纵驻车锁4的转矩。为此,所述第二力传递机构29除了齿部27’之外还包括齿条47,该齿条与齿部27’’处于嵌合之中并且在所述轴51的旋转运动中线性地被调整。所述齿条47具有斜坡状的侧面42,所述驻车锁操纵机构19以端侧在所述侧面上沿轴向受支撑。
通过沿着第一旋转方向旋转所述中间齿轮27或者与其抗扭转地连接的操纵轴51的方式,使所述齿条47沿着第一方向线性地运动,所述斜坡状的侧面42沿着所述第一方向移动到具有较大深度的区域中。通过传递元件46被支撑在齿条47上的操纵机构19相应地被释放并且由弹簧31朝锁止爪18的功能面23的方向移动。所述锁止爪18被相对于锁止轮17的旋转轴线A12径向向里加荷并且以锁止齿20嵌合到锁止轮17的凹部中。所述驻车锁4由此关闭。
通过沿着相反的第二旋转方向旋转所述中间齿轮27或者与其抗扭转地连接的操纵轴51的方式,使所述齿条47沿着相反的第二方向线性地运动,所述斜坡状的侧面42沿着所述第二方向移动到具有较小深度的区域中。使所述操纵机构19相应地朝离开齿条47或者离开锁止爪17的方向运动,使得所述锁止爪17被释放并且通过弹簧22径向向外枢转。所述驻车锁4由此又被打开。实现了所述空转模式,在该空转模式中所述驻车锁4和所述离合器3两者都被打开。而后通过沿着第二旋转方向r2继续旋转中间齿轮27的方式将所述离合器3关闭,而所述驻车锁4则保持打开。
此外,本实施方式在构造和作用原理方面相应于上面所提到的实施方式,在另外的细节方面要参照对于上面所提到的实施方式的描述。
下面要一起对图6A、6B和6C进行描述,所述图6A、6B和6C示出了按本发明的离合器装置2的另一种实施方式。该实施方式在很大程度上相应于按照图1和2的实施方式,就此而言要参照对于图1和2的描述。在此,相同的或者彼此相应的细节设有与在图1和2中相同的附图标记。
离合器3和驻车锁4在构造和作用原理方面基本上如在按照图1的实施方式中一样来构造。区别在于,在本实施方式中,所述驻车锁操纵机构19的操纵方向平行于驱动轴12或者其旋转轴线A12来伸展。
对于所述离合器3和驻车锁4的操纵借助于能控制的致动器11来进行,该致动器可选能够沿着第一旋转方向r1或者相反的第二旋转方向r2来旋转地驱动调整机构27。所述调整机构27如在上述实施方式中一样被构造为齿轮,该齿轮与离合器操纵机构7和驻车锁操纵机构19进行了作用连接。所述作用连接如此进行,从而——相应以中性位置(空转模式)为出发点——沿着第一旋转方向关闭所述驻车锁4(驻车模式)并且沿着第二旋转方向关闭所述离合器3(驱动模式)。
本实施方式的特点在于,所述用于一方面驱动离合器操纵元件7并且另一方面驱动驻车锁操纵机构19的功率路径不是已经在中间齿轮27处分支,而是在能旋转地驱动的支撑环32处才分支。
所述用于离合器3的力传递机构29如在按照图1的实施方式中一样具有斜坡装置50,该斜坡装置被构造用于将中间齿轮27的旋转运动转换为离合器操纵机构7的平移运动。所述斜坡装置50包括支撑环32和调整环,所述调整环形成离合器操纵机构7。所述支撑环32能够由中间齿轮27来旋转地驱动并且朝位置固定的构件在轴向上受支撑。所述调整环以抗扭转的并且能轴向运动的方式来布置并且朝第一离合器件5在轴向上受支撑。
在本实施方式中,所述能旋转地驱动的支撑环32具有外齿部49,该外齿部与驱动轮56处于嵌合之中,以用于旋转地驱动所述驱动轮56。所述驱动轮56则旋转地驱动着驻车锁轴44或者抗扭转地与其连接,所述驻车锁轴以螺杆轴的形式来构造。在所述螺杆轴44上如此布置了所述驻车锁操纵机构19,使得所述驻车锁操纵机构19能够通过驻车锁轴44的旋转来轴向地运动。为此而规定,所述驻车锁轴44与被旋紧到其上面的螺杆螺母45共同起作用。所述螺杆螺母45用作用于操纵机构19的轴向的止挡或者支撑面。所述操纵机构19由弹簧31朝螺杆螺母45或者朝爪18的功能面23的方向加荷。
通过沿着第一旋转方向r1驱动中间齿轮27的方式,相应地沿着第一旋转方向围绕着旋转轴线A12驱动所述支撑环32并且围绕着轴线A44驱动由所述支撑环驱动的螺杆轴44。由此使被旋紧在螺杆轴44上的螺杆螺母45朝锁止爪18的方向运动,其中所述螺杆螺母抗扭转地以抗扭转的方式保持在所述套筒26的导引缝隙中。所述在螺杆螺母45上在轴向上受支撑的操纵机构19由弹簧31朝锁止爪18的功能面23的方向加荷。所述锁止爪18相对于锁止轮17的旋转轴线A12被径向向里加荷并且以锁止齿20嵌合到锁止轮17的凹部中。所述驻车锁4由此关闭。
通过沿着相反的第二旋转方向r2旋转中间齿轮27的方式,经由支撑环32相应地沿着相反的旋转方向驱动所述螺杆轴44,使得被旋紧在其上面的螺杆螺母45朝离开锁止爪18的方向运动。由此相应地朝离开锁止爪18的功能面23的方向移动所述操纵机构19。所述锁止爪18被释放并且能够——在通过弹簧22加荷的情况下——径向向外枢转。所述驻车锁4由此又被打开。
实现了所述空转模式,在该空转模式中所述驻车锁4和离合器3两者都被打开。而后,通过沿着第二旋转方向r2继续旋转中间齿轮27的方式将所述离合器3关闭,其中所述驻车锁4保持打开。
此外,本实施方式在构造与作用原理方面相应于上面所提到的实施方式,关于另外的细节要参照对于上面所提到的实施方式的描述。
下面一起对图7A和7B进行描述,图7A和7B示出了按本发明的离合器装置2的另一种实施方式。该实施方式在很大程度上相应于按照图1和2的实施方式,就此而言要参照对于图1和2的描述。在此,相同的或者彼此相应的细节设有与在图1中相同的附图标记。
区别在于所述第一力传递机构28的设计方案,该第一力传递机构在此包括伞齿轮传动装置43,所述伞齿轮传动装置具有能旋转地驱动的操纵轴44和与其进行驱动连接的驻车锁轴36。所述驻车锁轴44以螺杆轴的形式来构造——在所述螺杆轴上布置了驻车锁操纵机构19——并且更确切地说如此构造,使得所述驻车锁操纵机构19能够通过驻车锁轴36的旋转来轴向地运动。为此而规定,所述驻车锁轴36与被旋紧在其上面的螺杆螺母45共同起作用。所述螺杆螺母45用作用于操纵机构19的轴向的止挡或者支撑面。所述操纵机构19由弹簧31朝螺杆螺母45或者朝爪17的功能面23的方向来加荷。
通过沿着第一旋转方向旋转中间齿轮27或者与其抗扭转地连接的操纵轴36的方式,经由伞齿轮传动装置43来相应地驱动所述螺杆轴44,使得被旋紧到其上面的螺杆螺母45朝伞齿轮传动装置43的方向运动。所述操纵机构19相应地被释放并且由弹簧31朝锁止爪18的功能面23的方向移动。所述锁止爪18相对于锁止轮17的旋转轴线A12被径向向里加荷并且以锁止齿20嵌合到锁止轮18的凹部中。所述驻车锁4由此关闭。
通过沿着相反的第二旋转方向r2旋转中间齿轮27或者与其抗扭转地连接的操纵轴44的方式,经由伞齿轮传动装置43相应地沿着相反的旋转方向驱动所述螺杆轴36,使得被旋紧到其上面的螺杆螺母45朝离开伞齿轮传动装置43的方向运动。相应地使所述操纵机构19朝离开锁止爪18的功能面23的方向移动。所述锁止爪18被释放并且能够——在通过弹簧22加荷的情况下——径向向外枢转。所述驻车锁4由此又被打开。
此外,构造和作用原理尤其也在能调整的运行模式方面基本上相应于关于图1和2所描述的实施例,就此而言要参照对于图1和2的描述。
下面一起对图8A和8B进行描述,图8A和8B示出了按本发明的离合器装置2的另一种实施方式。该实施方式在很大程度上相应于按照图6A到6C的实施方式,就此而言要参照对于图6A到6C的描述。在此,相同的或者彼此相应的细节设有与在图1到6中相同的附图标记。
相对于按照图6的实施方式的唯一的区别在于所述用于驻车锁4的力传递元件28的设计方案。在按照图8的实施方式中,所述力传递机构28包括换挡鼓52,该换挡鼓能够由能旋转地驱动的支撑环32来旋转。为此,所述换挡鼓52具有外齿部53,该外齿部与所述支撑环32的外齿部49处于嵌合之中。所述换挡鼓52具有两个径向对置的调整轮廓54,与所述套筒26相耦合的轴颈55以其端部嵌合到所述调整轮廓中。所述换挡鼓52的调整轮廓54如此构造,从而将所述换挡鼓52的旋转运动转换为所述轴颈55的或者与其通过耦合杆38来连接的离合器操纵机构19的平移运动。
通过沿着第一旋转方向r1驱动中间齿轮27的方式,相应地沿着第一旋转方向围绕着旋转轴线A12驱动所述支撑环32并且围绕着换挡鼓轴线A52来驱动所述由支撑环驱动的换挡鼓52。由此,在调整轮廓54中导引的轴颈55以及与其连接的耦合杆38朝锁止爪18的方向运动。所述以弹簧预应力被保持在耦合杆38上的操纵机构19朝锁止爪18的功能面23的方向移动并且相对于锁止轮17的旋转轴线A12向所述功能面径向向里加荷。所述锁止爪18的锁止齿20嵌合到锁止轮17的凹部中。所述驻车锁4由此被关闭;这种切换状态在图8B中示出。
通过沿着相反的第二旋转方向r2旋转中间齿轮27的方式,经由支撑环32相应地沿着相反的旋转方向驱动所述换挡鼓52。在此,在调整轮廓54中导引的轴颈55和与其连接的耦合杆38在轴向上朝离开锁止爪18的方向运动。所述操纵机构19相应地朝离开所述锁止爪18的功能面23的方向移动。所述锁止爪18被释放并且在通过弹簧22加荷的情况下能够径向向外枢转。所述驻车锁4由此又被打开;这种切换状态在图8A中示出。
实现了所述空转模式,在该空转模式中所述驻车锁4和所述离合器3两者都被打开。而后通过沿着第二旋转方向r2继续旋转中间齿轮27的方式将所述离合器3关闭,其中所述驻车锁4保持打开。此外,本实施方式在构造和作用原理方面相应于上面所提到的实施方式,关于另外的细节要参照对于上面所提到的实施方式的描述。
下面一起对图9A到9C进行描述,图9A到9C示出了用于图8的致动器装置2的一种稍许改动的实施方式的力传递机构28。在此,相同的或者彼此相应的细节设有与图8相同的附图标记。为了说明所述换挡鼓52的能旋转的驱动,在这里绘入了电动马达38,该电动马达只应该被视为代表着换挡鼓52与能旋转地驱动的支撑轮32的外齿部49的齿部嵌合。相对于按照图8的实施方式的唯一区别在于换挡鼓52的设计方案,该换挡鼓在此仅仅具有一对调整轮廓54,与所述耦合杆38相连接的轴颈55以其端部嵌合到所述调整轮廓中。所述换挡鼓52的调整轮廓54如此构造,从而将所述换挡鼓52的旋转运动转换为轴颈55的或者通过耦合杆38与该轴颈相连接的离合器操纵机构19的平移运动。此外,本实施方式在构造和作用原理方面相应于按照图8的上述实施方式,就此而言关于另外的细节要参照对于上述实施方式的描述。
在按照图8和9的实施方式中,所述换挡鼓52分别具有处于里面的调整轮廓54,布置在换挡鼓内部的轴颈55嵌合到所述调整轮廓中。不言而喻,另外的经过改动的、尤其作为运动上的倒置的实施方式是可能的,也就是说所述换挡鼓具有处于外面的调整轮廓,布置在换挡鼓的外部的轴颈嵌合到所述处于外面的调整轮廓中。此外,运动特征如在按照图8和9的实施方式中一样、也就是换挡鼓的旋转运动引起耦合杆39和与其连接的操纵机构19的轴向运动。
下面一起对图10A和10B进行描述,图10A和10B示出了按本发明的致动器装置2的另一种实施方式。该实施方式在很大程度上相应于按照图3的实施方式,就此而言要参照对于按照图3的实施方式的描述。在此,相同的或者彼此相应的细节设有与在前面所描述的附图中相同的附图标记。
在此示出了所述致动器11、所述能够由其旋转地驱动的调整轮27以及所述驻车锁4。所述调整轮27应该与能旋转地驱动的支撑轮32相嵌合,以用于操纵离合器3。所述离合器3能够如在图3中一样来构造,在此未被示出。
所述驻车锁4包括与驱动轴12抗扭转地连接的锁止轮17、与所述锁止轮17共同起作用并且以能运动的方式被接纳在位置固定的壳体15中的锁止元件18以及用于对所述锁止元件18进行操纵的驻车锁操纵机构19。所述锁止元件18能够转换到锁止位置和释放位置中,其中在所述锁止位置中所述锁止元件将锁止轮17锁定,使得所述驱动轴12抗扭转地被保持,并且其中在所述释放位置中所述锁止元件18释放锁止轮17,使得所述锁止轮17和与其相连接的驱动轴12能够自由地旋转。所述锁止元件18被构造为锁止爪,该锁止爪借助于支承销21以能围绕着枢转轴线A21枢转的方式在位置固定的构件中得到了支承。为了将所述锁止爪18由锁止位置转换到释放位置中而设置了所述弹簧元件22。
所述锁止爪18在其背向锁止轮17的背侧上在外面具有功能面23,该功能面与所述操纵机构19的挤压面24共同起作用。在此,在本实施方式中规定,所述由弹簧31朝调整轮27的方向加荷的操纵机构19的运动方向垂直地以间距与驱动轴的旋转轴线A12及锁止爪18的枢转轴线A18相交。所述锁止爪18的功能面23是倾斜的,从而将所述操纵机构19的平移运动转换为锁止爪18的枢转运动。所述操纵机构19具有锥形的挤压面24,因此它也能够被称为锥体。为了导引并且支撑操纵机构19而设置了所述导引套筒26,所述操纵机构19以能轴向运动的方式在所述导引套筒中受导引。
对于所述离合器3和驻车锁4的操纵借助于能控制的致动器11来进行,该致动器在此被构造为电动马达式致动器。所述电动马达的马达轴30与调整机构27处于嵌合之中并且能够沿着第一旋转方向或者相反的第二旋转方向旋转所述调整机构27。所述调整机构与离合器操纵机构7(未示出)并且与驻车锁操纵机构19进行了作用连接。所述作用连接如此进行,从而在沿着第一旋转方向r1旋转地驱动时所述驻车锁4关闭(驻车模式)并且在沿着第二旋转方向r2旋转地驱动时所述离合器3被关闭(驱动模式)。在所述调整机构27的中间位置中,所述离合器3和驻车锁4被打开(空转模式)。所述调整机构27通过第一力传递机构28与驻车锁操纵机构19进行了作用连接。
在本实施方式中,所述调整机构27以组合的斜坡-齿轮的形式来构造,所述组合的斜坡-齿轮以能围绕着旋转轴线A27旋转的方式在位置固定的壳体中得到了支承。所述斜坡-齿轮27具有外齿部,所述电动马达38的驱动小齿轮30为了传递转矩而嵌合到所述外齿部中,并且所述斜坡-齿轮将旋转运动传递到第一或者第二力传递机构28、29上。
在此,所述第一力传递机构28具有斜坡装置42,该斜坡装置具有螺旋形地围绕着旋转轴线A27伸展的调整轮廓。所述调整轮廓与耦合杆38共同起作用,所述耦合杆以端侧的端部在所述调整轮廓上受支撑。所述操纵机构19以能轴向运动的方式被保持在所述耦合杆38上并且由弹簧31朝止挡来加荷。所述斜坡装置42的调整轮廓如此构造,从而能够通过沿着第一旋转方向r1旋转斜坡-齿轮27的方式由弹簧31朝旋转轴线A27的方向向所述被支撑在调整轮廓上的耦合杆38和被支撑在调整轮廓上的操纵机构19加荷。与此相应地,将所述操纵机构19以其锥面24移动到锁止爪18的功能面23上,使得所述锁止爪径向向里偏转并且所述锁止齿20嵌合到锁止轮17的齿空隙中。
通过沿着相反的第二旋转方向r2旋转斜坡-齿轮27的方式,使所述耦合杆38和与其连接的操纵机构19从斜坡-调整轮廓径向向外运动。所述操纵机构19相应地释放锁止爪18,该锁止爪通过弹簧22向外枢转。这个释放位置在图10A和10B中示出。此外,构造和作用原理尤其也在能调整的运行模式方面基本上相应于上述实施例,就此而言要参照对于上述实施例的描述。
图11示出了机动车的一种机械的传动系装置60。所述传动系装置60包括一具有第一驱动轴62的第一传动系61和具有第二驱动轴64的第二传动系63。所述两个传动系61、63在此在机械方面彼此分开。所述第一传动系61能够由第一驱动单元65来驱动,所述第一驱动单元尤其以内燃机的形式构造,其中也能够考虑其他驱动源、比如电机。在所述第一驱动单元65的后面能够布置换挡变速器66,用该换挡变速器将马达力矩转换为驱动力矩或者将马达转速转换为驱动转速。所述第二传动系63包括电驱动装置67,该电驱动装置能够由呈电机的形式的第二驱动单元68来驱动。
所述电驱动装置67包括布置在电动马达68后面的减速器69以及布置在该减速器后面的功率分支单元,所述功率分支单元将所导入的转矩分配到两根半轴70、71上。此外,所述电驱动装置67包括按本发明的致动器装置2,该致动器装置具有布置在电机68与功率分支单元之间的功率路径中的离合器3以及所述驻车锁4,该驻车锁能够作用到所述功率路径中的驱动构件,以用于锁定或者释放所述驱动构件。所述致动器装置2能够根据按照图1到10的上面所描述的实施方式之一来构造。
附图标记列表:
2 致动器装置
3 离合器
4 驻车锁
5 离合器输入件
6 离合器输出件
7 离合器操纵机构
8 驱动件
9 驱动轮
10 支承器件
11 致动器
12 驱动轴
13 支承器件
14 支承器件
15 壳体
16 输出轮
17 锁止轮
18 锁止元件
19 驻车锁操纵机构
20 锁止齿
21 支承销
22 弹簧元件
23 功能面
24 挤压面
25 操纵机构
26 导引套筒
27 致动器-调整机构
28 力传递机构
29 力传递机构
30 驱动小齿轮
31 弹簧
32 支撑环
33 轴向轴承
34 嵌合器件
35 嵌合器件
36 螺杆轴
37 螺杆套筒
38 电动马达
39 驱动小齿轮
40 端部
41 轮廓元件
42 斜坡装置
43 伞齿轮传动装置
44 驻车锁轴
45 螺杆螺母
46 传递元件
47 齿条
48 驱动轮
49 外齿部
50 斜坡装置
51 轴
52 换挡鼓
53 外齿部
54 调整轮廓
55 轴颈
56 驱动轮
57
58
59
60 传动系装置
61 第一传动系
62 第一驱动轴
63 第二传动系
64 第二驱动轴
65 第一驱动单元
66 换挡变速器
67 电驱动装置
68 第二驱动单元
69 减速器
70 半轴
71 半轴
A 轴线
C 位置(离合器)
P 位置(驻车锁)
r 方向
S 调整位置。

Claims (20)

1.用于对机动车的传动系中的离合器和驻车锁进行操纵的致动器装置,包括:
离合器(3),该离合器具有能旋转地驱动的离合器输入件(5)、离合器输出件(6)和离合器操纵机构(7),所述离合器操纵机构被构造用于将所述离合器输入件(5)和所述离合器输出件(6)彼此在驱动方面连接起来或者彼此分开;
驻车锁(4),该驻车锁具有:锁止轮(17),该锁止轮与驱动轴(12)抗扭转地连接,所述驱动轴与所述离合器输出件(6)进行了驱动连接;锁止元件(18),所述锁止元件与所述锁止轮(17)共同起作用并且能够转换到锁止位置和释放位置中,在所述锁止位置中所述锁止元件(18)锁定所述锁止轮(17),并且在所述释放位置中所述锁止元件(18)释放所述锁止轮(17);以及用于对所述锁止元件(18)进行操控的驻车锁操纵机构(19);
能控制的致动器(11),该致动器具有能运动的致动器-调整机构(27),所述致动器-调整机构能够转换到至少三个调整位置(S1、S2、S0)中并且与所述离合器操纵机构(7)并且与所述驻车锁操纵机构(19)进行了作用连接,从而在第一调整位置(S1)中所述驻车锁(4)关闭、在第二调整位置(S2)中所述驻车锁(4)被打开并且所述离合器(3)被关闭并且在第三调整位置(S0)中所述离合器(3)和所述驻车锁(4)被打开。
2.根据权利要求1所述的致动器装置,
其特征在于,
在所述致动器-调整机构(27)的第一调整位置(S1)中所述离合器(3)被打开或者被关闭。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的致动器装置,
其特征在于,
所述致动器-调整机构(27)通过第一力传递机构(28)与所述驻车锁操纵机构(19)相连接并且通过第二力传递机构(29)与所述离合器操纵机构(7)相连接(所有附图)。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的致动器装置,
其特征在于,
所述致动器(11)具有旋转驱动装置(38),该旋转驱动装置能够沿着第一旋转方向(r1)并且沿着相反的第二旋转方向(r2)来旋转地驱动所述致动器-调整机构(27)(所有附图)。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的致动器装置,
其特征在于,
所述致动器-调整机构(27)具有齿部,该齿部与能旋转地驱动的环(32)处于嵌合之中,以用于操纵所述离合器(3),其中所述致动器-调整机构(27)尤其以中间齿轮的形式来构造(所有附图)。
6.根据权利要求3到5中任一项所述的致动器装置,
其特征在于,
所述驻车锁操纵机构(19)能够通过所述第一力传递机构(28)在第一调整行程的范围内运动,以用于操纵所述驻车锁(4),并且所述离合器操纵机构(7)能够通过所述第二力传递机构(29)在第二调整行程的范围内运动,以用于操纵所述离合器(3),其中所述第一和第二调整行程如此彼此协调并且构造,从而在操纵离合器单元和驻车锁单元(3、4)之一时将相应另一个单元(4、3)保持在稳定的位置中(所有附图)。
7.根据权利要求3到6中任一项所述的致动器装置,
其特征在于,
所述第一力传递机构(28)包括一具有能旋转地驱动的螺杆轴(36)和与所述螺杆轴相连接的螺杆套筒(37)的螺杆传动装置以及耦合杆(38),其中所述螺杆套筒(37)具有一带有倾斜部分的缝隙,在所述倾斜部分中所述耦合杆(38)以第一端部受导引,并且其中所述耦合杆(38)的第二端部与所述驻车锁操纵机构(19)相连接,使得所述螺杆套筒(37)的轴向运动至少间接地引起所述驻车锁操纵机构(19)的移动运动(图1)。
8.根据权利要求3到6中任一项所述的致动器装置,
其特征在于,
所述第一力传递机构(28)包括一具有调整轮廓(42)的轮廓元件(41),所述调整轮廓被构造用于将所述致动器-调整机构(27)的旋转运动转换为所述驻车锁操纵机构(19)的平移运动(图3、4、5、10)。
9.根据权利要求8所述的致动器装置,
其特征在于,
所述第一力传递机构(28)的轮廓元件(41)与所述致动器-调整机构(27)相连接、尤其是与其一体地构造(图3、10)。
10.根据权利要求8所述的致动器装置,
其特征在于,
所述第一力传递机构(28)的轮廓元件(41)通过中间轴(51)与所述致动器-调整机构(27)进行了驱动连接(图4和5)。
11.根据权利要求3到6中任一项所述的致动器装置,
其特征在于,
所述第一力传递机构(28)包括伞齿轮传动装置(43),该伞齿轮传动装置具有能旋转地驱动的操纵轴(36)和与所述操纵轴驱动连接的驻车锁轴(44),在所述驻车锁轴上布置了所述驻车锁操纵机构(19),使得所述驻车锁操纵机构(19)能够通过所述驻车锁轴(44)的旋转来轴向地运动(图7)。
12.根据权利要求3到6中任一项所述的致动器装置,
其特征在于,
所述第一力传递机构(28)包括螺杆传动装置,该螺杆传动装置具有能旋转地驱动的螺杆轴(44)和与所述螺杆轴连接的螺杆螺母(45),所述驻车锁操纵机构(19)至少间接地朝所述螺杆螺母受支撑,其中所述螺杆轴(44)与驱动轮(56)抗扭转地连接,所述驱动轮与能旋转地驱动的环(32)处于嵌合之中(图6)。
13.根据权利要求1到6中任一项所述的致动器装置,
其特征在于,
所述第一力传递机构(28)包括能够由所述第二力传递机构(29)的能旋转地驱动的机构(32)旋转地驱动的调整套筒(52)以及与所述驻车锁操纵机构(19)相连接的耦合元件(38),其中调整套筒和耦合元件(52、38)这两个部件之一具有调整轮廓(41),该调整轮廓与所述两个部件(38、52)中的另一个部件的配对轮廓如此共同起作用,使得所述调整套筒(52)的旋转运动引起所述驻车锁操纵机构(19)的移动运动(图8-9)。
14.根据权利要求1到6中任一项所述的致动器装置,
其特征在于,
所述第一力传递机构(28)具有耦合杆(38),所述驻车锁操纵机构(19)至少间接地朝所述耦合杆受支撑,其中所述耦合杆(38)借助于弹簧(31)朝调整轮廓(42)的方向被加荷并且朝所述调整轮廓受支撑,其中所述调整轮廓(42)如此构造,从而通过所述致动器-调整机构(27)的旋转使所述耦合杆(38)相对于所述致动器-调整机构(27)的旋转轴线(27)径向地运动(图10)。
15.根据权利要求1到14中任一项所述的致动器装置,
其特征在于,
设置了以弹性方式被预紧的固定元件,以用于将所述致动器-调整机构(27)固定在至少一个调整位置中。
16.根据权利要求1到15中任一项所述的致动器装置,
其特征在于,
所述第二力传递机构(29)包括斜坡装置(50),该斜坡装置被构造用于将所述致动器-调整机构(27)的旋转运动转换为所述离合器操纵机构(7)的平移运动。
17.根据权利要求16所述的致动器装置,
其特征在于,
所述斜坡装置(50)具有相对于位置固定的构件在轴向上受支撑的支撑环(32)以及相对于所述支撑环(32)能轴向移动的调整环(7),其中所述调整环形成所述离合器操纵机构(7)。
18.根据权利要求1到17中任一项所述的致动器装置,
其特征在于,
设置了位置传感器,该位置传感器被构造用于检测代表着所述致动器-调整机构(27)的位置的测量参量。
19.根据权利要求1到18中任一项所述的致动器装置,
其特征在于,
在所述离合器输入件(5)与所述离合器输出件(6)之间设置了复位弹簧,该复位弹簧在关闭意义上向所述离合器(3)加荷。
20.用于驱动机动车的电驱动装置,包括:
具有马达轴的电机(68);
减速器(69),该减速器被构造用于将由所述马达轴导入的转矩转换为慢速;
具有一个输入件和两个输出件的功率分支单元,该功率分支单元被构造用于将由所述减速器(69)导入到所述输入件中的旋转运动传递到所述两个输出件上;
其特征在于根据权利要求1到19中任一项所述的致动器装置(2),该致动器装置布置在所述减速器(69)的功率路径中。
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