CN113227598B - 用于机动车的动力传动系的离合器组件的致动器组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种致动器组件,包括:能够被旋转驱动的驱动轮(3);锁止环(5),其能够旋转地支承在位置固定的壳体(17)中并且与驱动轮(3)驱动连接,其中锁止环(5)能够被从第一旋转位置(Pr1)朝旋转止挡(23、24)旋转到第二旋转位置(Pr2);其中,在驱动轮(3)和锁止环(5)之间的动力路径中设置有至少一个摩擦面副(28、19、7、9),通过所述摩擦面副能够在利用摩擦力的情况下将转矩传递到锁止环(5)上;能够由驱动轮(3)驱动的第一斜面环(6)以及第二斜面环(8),第一斜面环和第二斜面环相对于彼此轴向地支撑,并且构造为,将旋转运动转换成轴向运动;其中,在锁止环(5)已经到达旋转止挡(23、24)之后,第一斜面环(6)能够由驱动轮(3)继续旋转驱动。

Description

用于机动车的动力传动系的离合器组件的致动器组件
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的动力传动系的致动器组件。本发明还涉及一种具有这种致动器组件的离合器组件以及一种相应的用于驱动具有这种致动器组件的机动车的驱动组件。
背景技术
通常,致动器被用于机动车的动力传动系中的多个功能单元。例如,已知用于离合器的致动器用在机动车的动力传动系中,以选择性地建立、中断转矩传递或将转矩传递设定到期望的值。
已知具有用于持久性地驱动第一驱动轴的第一动力传动系以及用于可选地驱动第二驱动轴的第二动力传动系的多桥传动的机动车。在此,区别了不同的驱动方案,例如具有前置发动机的机动车,其中,前桥被持久地驱动并且后桥可接合。此外,存在具有前置发动机的机动车,其中,后桥被持久驱动并且前桥可接合。最后,已知具有后置发动机的机动车,其中后桥被持久驱动并且前桥按需要被接合。在此,可接合的驱动轴例如可由电动机驱动。
由对应于WO 2010/078937 A1的DE 10 2008 063 904 A1已知一种用于多桥传动的机动车的驱动组件。驱动组件包括差速器单元、用于驱动地连接到驱动单元的可控制的接合离合器以及用于锁止差速器的平衡运动的锁止离合器。这两个离合器彼此同轴地布置并且能够借助一个滚珠斜面组件进行操纵。根据一种实施方式规定,首先操纵锁止离合器并且随后操纵接合离合器。根据另一种实施方式规定,首先操纵接合离合器并且随后操纵锁止离合器。
已知用于驻车锁的致动器,其被使用在机动车的动力传动系中,以便可选地卡锁(blockieren)动力传动系中的驱动构件,从而当驱动源不提供转矩时,机动车被阻止无意的滚动。
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、具有至少两个档位的变换传动机构和差速器。为了操纵两个档位,设置有如下致动器组件,所述致动器组件具有能够被旋转驱动的换档鼓(Schaltwalze)。借助换挡鼓来操纵换挡接合套,所述换挡接合套操纵第一换挡离合器或者替代地操纵第二换挡离合器。此外,设置有驻车锁止装置,其与发动机轴同轴地布置。该驻车锁止装置具有锁止接合套,该锁止接合套可在释放位置与锁止位置之间轴向移动地得到支承。锁止接合套可借助与换档离合器相同的致动器组件来操纵。
发明内容
本发明的任务是提出一种多功能的致动器组件,其简单地且节省空间地构造。另一任务在于,提出一种离合器组件或一种具有这种致动器组件的驱动组件。
为了实现该任务,提出一种用于机动车的动力传动系中的离合器组件的致动器组件,所述致动器组件包括:可旋转驱动的驱动轮;锁止环,该锁止环能够围绕旋转轴线旋转地支承在位置固定的壳体中并且通过动力路径与所述驱动轮驱动地连接,其中所述锁止环可由所述驱动轮从第一旋转位置朝旋转止挡旋转到第二旋转位置种;其中,在驱动轮和锁止环之间的动力路径中设置至少一个摩擦面副,通过所述摩擦面副能够在利用摩擦力的情况下将转矩传递到锁止环上;可由驱动轮旋转驱动的第一斜面环(Rampenring)以及第二斜面环,其中,第一斜面环和第二斜面环相对于彼此轴向地支撑,并且构造成,将相对的旋转运动转换成轴向运动;其中,在所述锁止环已经到达旋转止挡之后,斜面环能够由所述驱动轮继续旋转驱动。
一个优点是,致动器组件可以实现两种功能,即操纵锁止环,例如用于自由轮离合器,以及操纵另一个操纵元件,例如用于摩擦离合器。因此,所提出的致动器组件仅需要少量的构件,这有利地影响所需的结构空间和制造和装配成本。此外,除了第一和第二操纵功能的机械集成之外,相应地也实现了电集成,这由于电接口的较小的数量而同样有利地影响组件的可靠性和使用寿命。
根据一种实施方案,锁止环可以具有环状区段和至少一个从环状区段伸出的连接元件,以用于将转矩引入到锁止环中。利用环状区段,锁止环能够受限地可旋转地支承在位置固定的壳体中。可以设置一个、两个、三个或更多个连接元件,这些连接元件特别是均匀地分布在圆周上并且可以从环状区段径向向外伸出。可以理解的是,如果在此参考一个或至少一个连接区段,所描述的特征也能够适用于每个另外的连接区段。
位置固定的壳体可以具有套筒状的区段,锁止环围绕旋转轴线可旋转地支承在该套筒状的区段中,其中套筒状的区段具有至少一个径向的穿孔,锁止环的至少一个连接元件嵌合到所述至少一个径向的穿孔中。优选地,为每个连接元件设置一个穿孔。
根据锁止元件的第一实施方式,所述至少一个连接元件弹性地朝可由驱动轮旋转驱动的操纵环加载并且与该操纵环处于摩擦接触之中。操纵环能够相对于锁止环旋转,其中,通过操纵环的旋转,锁止环由于摩擦作用而被带动,直至锁止环贴靠到旋转止挡上。在锁止环的旋转停止之后,操纵环继续旋转,其中至少一个连接元件沿着操纵环的接触面滑动。在另一具体方案中,所述至少一个连接元件通过弹簧元件相对于锁止环的基体弹性地支撑。锁止环的基体尤其是环形地构造并且具有在圆周上分布的优选多个径向孔,在所述径向孔中分别弹性支撑地安置有一个连接元件。连接元件和相关的弹簧元件可以被构造为单独的元件,其中同样可行的是,它们彼此固定连接和/或一件式地构造。
与锁止环通过连接元件处于摩擦接触之中的操纵环原则上可以是在驱动轮和锁止环之间的动力路径中的任意构件。根据第一可选方案,操纵环可以抗扭转地与可旋转驱动的第一斜面环连接,尤其是与其一件式地构造。在此,用于旋转驱动锁止环的摩擦面副分别在连接元件的接触面与第一斜面环的贴靠面之间形成。根据第二可选方案,操纵环可以设计成中间轮的形式,该中间轮能够被驱动轮围绕旋转轴线旋转驱动。在此,摩擦面副分别在连接元件的接触面与中间轮的贴靠面之间形成。在该实施方案中,驱动轮可以具有用于驱动第一斜面环的第一齿部和用于驱动该中间轮的第二齿部,其中,这两个齿部具有不同的直径或不同的齿数。
根据第二实施方式,锁止元件能够经由至少一个连接元件抗扭转地与第二斜面环连接,使得这两者共同旋转。在这种情况下,摩擦面副在可旋转驱动的第一斜面环和第二斜面环之间的动力路径中形成。当第一斜面环被驱动轮旋转时,第二斜面环和与其抗扭转地连接的锁止环首先一起旋转,直至锁止环撞到位置固定的壳体的旋转止挡上。在锁止环和与其连接的第二斜面环旋转停止之后,第一斜面环相对于其继续旋转,其中,第一斜面环相对于第二斜面环的旋转运动引起滚珠斜面组件的轴向撑开(Spreizung)。
对于所有上面提到的实施方案尤其适用的是,第一斜面环和第二斜面环间接地经由滚珠相对于彼此轴向地支撑,所述滚珠在第一和第二斜面环的相应的滚珠槽中运行。滚珠槽可被构造为使得在朝端面的俯视图中,所述滚珠槽在相同的圆周方向上分别具有减小的深度,其中,彼此相对而置的滚珠槽的配对(Paar)中分别容纳有一个滚珠,第一和第二环通过所述滚珠支撑在彼此上。在一个斜面环相对于另一斜面环相对旋转时,滚珠根据旋转方向而定移动到较深或较浅的槽区域中,使得两个斜面环轴向地接近或彼此远离。作为对具有滚珠槽的设计方案的替代方案,第一斜面环和第二斜面环也可直接通过相应的滑动面相对于彼此轴向地支撑。
根据一种可行的实施方式,第二斜面环轴向地相对于位置固定的壳体支撑,其中,第一斜面环通过借助驱动轮的旋转驱动能够从第一轴向位置运动到第二轴向位置中,在所述第一轴向位置中,第一斜面环轴向地靠近第二斜面环,在所述第二轴向位置中,第一斜面环与第二斜面环轴向地间隔开。第一斜面环可以在其背离第二斜面环的一侧上具有用于轴向加载摩擦离合器的操纵面。
此外,所述任务通过具有根据上述实施方式中的至少一种来构造的致动器组件的离合器组件来解决,所述离合器组件包括:形状锁合离合器,其具有第一离合器元件和能够相对于该第一离合器元件轴向运动的第二离合器元件,其中,所述第二离合器元件在闭合位置中抗扭转地与所述第一离合器元件连接并且在断开位置中与所述第一离合器元件脱耦,以便能够相对于所述第一离合器元件自由旋转;摩擦离合器,其用于在第一离合器部件和第二离合器部件之间可变地传递转矩;其中,致动器组件的锁止环在第一旋转位置中卡锁形状锁合离合器的第二离合器元件的轴向运动,其中,形状锁合离合器闭合;其中锁止环通过借助驱动轮旋转到第二旋转位置来轴向地释放形状锁合离合器的第二离合器元件,从而断开形状锁合离合器;其中在继续旋转驱动轮时,所述锁止环保留在第二旋转位置中并且所述摩擦离合器由可旋转驱动的第一斜面环在闭合方向上加载。
根据一种实施方式,形状锁合离合器的第一离合器元件可以在位置固定的壳体中在旋转方向上被支撑并且可轴向运动。通过轴向地调节第一离合器元件取消锁止环的阻挡,从而两个离合器元件可以自由地相对于彼此旋转。就此而言,形状锁合离合器的第一离合器元件也可以称为调节元件或阻挡元件,并且形状锁合离合器也可以称为自由轮离合器。形状锁合离合器的第二离合器元件可以抗扭转地并且轴向固定地与轴连接。
摩擦离合器可以具有与第一摩擦离合器部件抗扭转地并且可轴向运动地连接的第一盘片(Lamelle)和与第二摩擦离合器部件抗扭转地并且可轴向运动地连接的第二盘片,其中,第一盘片和第二盘片尤其是在轴向上交替地布置并且共同形成盘片组。盘片组能够由压板轴向地加载,所述压板能够由第一斜面环操纵,其中在第一斜面环和压板之间设置有用于旋转脱耦的轴向轴承。
根据一种实施方式,设置有如下行星齿轮传动机构,该行星齿轮传动机构设置有传动机构输入部件并且具有:输入齿轮,该输入齿轮由电机围绕旋转轴线(A)可旋转地驱动;支撑齿轮,该支撑齿轮相对于输入齿轮同轴地可旋转地布置并且与形状锁合离合器的支撑元件抗扭转地连接,其中,支撑齿轮在形状锁合离合器的闭合位置中在旋转方向上支撑在位置固定的构件上,并且在形状锁合离合器的断开位置中可自由旋转;多个行星齿轮,其与输入齿轮和支撑齿轮齿部嵌合;以及支架元件,行星齿轮可旋转地支承在该支架元件上并且该支架元件可围绕旋转轴线旋转驱动,以便将转矩传递到后置的驱动单元上,其中,摩擦离合器布置在输入齿轮、支撑齿轮和支架元件这些部件中的一个部件和输入齿轮、支撑齿轮和支架元件这些部件中的另一个部件之间的动力路径中。
尤其规定,在形状锁合离合器的闭合位置和摩擦离合器的断开位置中,在驱动轮和支架元件之间形成第一传动比,并且在形状锁合离合器的断开位置中,借助摩擦离合器能够在驱动轮和支架元件之间传递可变的转矩,其中,在摩擦离合器完全闭合时,在驱动轮和支架元件之间形成第二传动比。
该行星齿轮传动机构的支架元件可以与后置的动力分支单元驱动连接,该动力分支单元可以例如呈一种差速器传动机构的形式。差速器传动机构将引入的旋转运动分配到两个输出部件上,以用于驱动相应的侧轴。代替差速器传动机构,也可以使用双离合器单元作为动力分支单元(双离合器)。
附图说明
下面将借助附图来说明优选的实施方式。其中示出:
图1A以纵剖图示出在第一实施方式中的用于机动车的动力传动系中的离合器组件的根据本发明的致动器组件;
图1B示出了根据剖面线1B-1B的图1A的致动器组件;
图1C以放大的图示示出了图1B的致动器组件的细节;
图2A以纵剖图示出了具有形状锁合离合器和摩擦离合器以及具有根据图1A和1B的根据本发明的致动器组件的离合器组件;
图2B以半纵剖图示出了图2A中的离合器组件,其具有闭合的形状锁合离合器;
图2C以半纵剖图示出图2A中的离合器组件,其具有被断开的形状锁合离合器;
图3示意性示出了带有根据图1的根据本发明的致动器组件的驱动组件;
图4A以纵剖图示出在第二实施方式中的用于机动车的动力传动系中的离合器组件的根据本发明的致动器组件;
图4B示出了根据剖面线4B-4B的图4A的致动器组件;
图5A以纵剖图示出在另一实施方式中的用于机动车的动力传动系中的离合器组件的根据本发明的致动器组件;并且
图5B示出了根据剖面线5B-5B的图5A的致动器组件。
具体实施方式
下面共同地对图1至图3进行说明。示出了一种用于在机动车的动力传动系中致动离合器的根据本发明的致动器组件2。致动器组件2包括驱动轮3、斜面环组件4和锁止环5,所述驱动轮能够由致动器驱动单元(未示出)驱动,所述斜面环组件构造为将由驱动轮3引入的旋转运动转换成轴向运动,所述锁止环与驱动轮3间接地驱动地连接,以便由该驱动轮围绕旋转轴线A旋转。
在本文中,斜面环组件4以滚珠斜面单元的形式构造,其包括具有多个圆周分布的第一滚珠轨道7的第一斜面环6、具有多个圆周分布的第二滚珠轨道9的第二斜面环8和多个圆周分布的滚珠,所述滚珠分别布置在第一滚珠轨道7和第二滚珠轨道9之间并且在其中得到引导。滚珠位于所示的剖切平面之外并且因此未示出。
致动器驱动轮3与第一斜面环6驱动连接,以便使该第一斜面环围绕旋转轴线A旋转。为此,驱动轮3具有用于引入驱动源的旋转运动的第一齿部12以及第二齿部13,该第二齿部与第一斜面环6的配对齿部14嵌合。
第二斜面环8相对于位置固定的构件16轴向支撑并且抗扭转地保持。位置固定的构件16在本文中构造为壳体17的套筒状的区段。通过第一斜面环6相对于抗扭转的第二斜面环8的相对旋转运动,滚珠在滚珠槽7、9中沿圆周方向运行,其中,当滚珠在滚珠槽7、9的较浅的区段中运行时,第一斜面环6轴向地远离第二斜面环8运动。
锁止环5具有多个圆周分布的连接元件18,这些连接元件与第一斜面环6的操纵环59的内周面19摩擦接触。在本实施方式中,操纵环59构造有斜面环6。在本文中,设置有恰好三个规则地在圆周上分布的连接元件18,其中,与此不同的数量也是可行的。连接元件18径向外延伸穿过位置固定的构件16的圆周分布的开口20。开口20具有圆周延伸范围α20,该圆周延伸范围大于连接元件18的或支撑元件22的圆周延伸范围α22,连接元件18容纳在所述支撑元件中,从而锁止环5可相对于位置固定的构件16受限地旋转。在此,开口20的侧壁23、24形成如下旋转止挡,支撑元件22能够沿圆周方向相对于所述旋转止挡支撑。尤其在图1A的下半剖图中可以看出,开口20在本文中构造为缝隙的形式,所述缝隙从套筒状的壳体部件16的自由端部29延伸直至轴向止挡33,锁止环5相对于所述轴向止挡轴向支撑。
在本实施方式中,连接元件18分别通过弹簧元件25相对于相应的支撑元件22在径向方向上弹性地支撑。通过弹簧预紧,使连接元件18与第一环6的内表面19摩擦接触,从而所述连接元件在第一环6旋转时与该第一环一起旋转,直至所述连接元件根据旋转方向而定抵靠到一个或另一个旋转止挡23、24上。在达到旋转止挡后,第一环6继续旋转,其中调节环5然而保留在其旋转位置中并且连接元件18沿着第一环6的内表面19滑动。
锁止环5此外具有一个具有内齿部26的环状区段15。沿轴向与锁止环邻接地设置有与套筒状的壳体部件16连接的套筒状的第二壳体部件27。套筒状的第二壳体部件27具有第二内齿部28,所述第二内齿部与锁止环5的内齿部26相同地构造。
通过斜面环6的旋转,锁止环5通过连接元件18以受限的旋转行程一同旋转。在此,锁止环5从第一旋转位置Pr1运动到第二旋转位置Pr2中,在第一旋转位置Pr1中,锁止环的内齿部26相对于壳体部件27的内齿部28在圆周方向上错开(齿搭间隙位置),在第二旋转位置Pr2中,两个内齿部26、28相互对齐(齿搭齿位置)。在第一旋转位置Pr1中,锁止环5的至少一些齿位于壳体部件27的齿隙的圆周区域中,从而与壳体部件27处于齿部嵌合中的构件32的轴向运动通过锁止环5卡锁。在第二旋转位置Pr2中,锁止环6的齿部26形成壳体部件27的齿部28的自然的延伸部,从而构件32现在可以轴向地移动到锁止环6的内齿部26中,该构件利用其对应的外齿部嵌合到壳体部件27的内齿部28中。
滚珠斜面组件4尤其被如此设计,使得调节环6在方向R1上相对于支撑环8如此程度地相对旋转,直至锁止环5已经到达其端部止挡24 (第二旋转位置Pr2)时,保持其轴向位置Pa1。在调节环5已经占据其第二旋转位置Pr2并且构件32嵌合到锁止环5的齿部26中之后,滚珠斜面组件4的滚珠才移动到较浅的区域中,从而使调节环6沿轴向从支撑环8朝第二轴向位置Pa2的方向运动离开。
致动器组件2可以以这种方式实现两种功能,即,操纵锁止环5以便选择性地卡锁或释放构件32的轴向运动,以及借助可轴向运动的调节环6来操纵另一个操纵元件49。
图2A至2C示出了根据图1的具有根据本发明的致动器组件2的根据本发明的离合器组件11。离合器组件11包括以形状锁合离合器的形式来构造的第一离合器30和以摩擦离合器的形式来构造的第二离合器40。
形状锁合离合器30包括第一离合器部件31和作为第二离合器部件的构件32,该第一离合器部件抗扭转地与轴34连接。第一离合器部件以一端部区段相对于轴34的轴肩轴向地支撑。轴34连同安置在其上的第一离合器部件31借助轴承35在壳体部件16中围绕旋转轴线A可旋转地支承和轴向地支撑。轴承35的轴承内环轴向地支撑在离合器部件31的凸肩和轴向止动环之间。轴承外环容纳在壳体部件16中并且借助另一轴向止动环轴向地支撑。第二离合器部件32具有如下外齿部36,所述外齿部与壳体部件16的内齿部28齿部嵌合,以便传递或支撑转矩,其中,第二离合器部件32可相对于壳体部件16轴向运动。
图2B示出了在闭合位置中的形状锁合离合器30,其中,第一离合器部件31和第二离合器部件32相互形状锁合地嵌合。在这种状态下,轴34通过第一离合器部件31和与其嵌合的第二离合器部件32在旋转方向上支撑在壳体部件16上。
为了断开离合器31,如上所述,通过旋转斜面环6,使锁止环5从第一旋转位置Pr1运动到第二旋转位置Pr2,在第一旋转位置Pr1中,锁止环内齿部26相对于壳体内齿部28在旋转方向上错开,在第二旋转位置Pr2中,两个内齿部26、28相互对齐。以这种方式取消了离合器部件32的轴向卡锁,该离合器部件现在可以越过壳体内齿部28的轴向端部轴向地移动到锁止环5中。
用于使离合器部件32运动的轴向力由此引起,壳体部件16的内齿部28和相应地外齿部36构造为斜齿部。在此,斜齿部如此构造,从而一个引入到轴34中的并且相应地在第一离合器部件31与第二离合器部件32之间起作用的转矩在断开方向上引起第二离合器部件32的轴向运动。
通过轴向移动,离合器部件32以其外齿部36与锁止环5的内齿部26嵌合。此外,第二离合器部件32与第一离合器部件31脱离嵌合,从而第一离合器部件31和与之连接的轴34可以相对于第二离合器部件32或壳体部件16自由旋转。形状锁合离合器30的断开位置在图2C中示出,在图2C中可看到,第二离合器部件32相对于第一离合器部件31轴向地移动并且形状锁合机构相应地脱离嵌合。
第二离合器40在本文中构造为摩擦离合器,该摩擦离合器包括第一离合器部件41和可与该第一离合器部件连接以用于可变地传递转矩的第二离合器部件42。第一离合器部件41形成第一盘片支架43,第一盘片44与该第一盘片支架以抗扭转且能够轴向运动的方式连接。第二离合器部件42形成第二盘片支架45,第二盘片46与该第二盘片支架可轴向运动地且抗扭转地连接。也可称为外盘片和内盘片的第一盘片44和第二盘片46在轴向上交替地布置并且共同形成盘片组47。盘片组47在第一轴向方向上经由支撑板48被轴向地支撑在第二离合器部件42上。为了加载盘片组47而设置有压板49,所述压板能够由滚珠斜面组件4轴向运动。
为此,在第一斜面环6与压板49之间设置力传递机构50,该力传递机构将第一斜面环6的轴向运动传递到压板49上,从而在离合器40的闭合方向上对盘片组47加载。力传递机构50包括:支撑体51,其相对于斜面环6的端面轴向支撑;轴向轴承52用于使第一离合器部件41相对于斜面环6的相对旋转运动旋转脱耦;中间元件53,其轴向支撑在轴向轴承52上并且可相对于该轴向轴承旋转;以及多个在圆周上分布的压力元件54,所述压力元件与中间元件53连接并且与该中间元件共同地轴向运动。压力元件54通过圆周分布的在第一离合器部件41的侧壁56中的开口55 (以虚线示出)延伸到该第一离合器部件中并且与压板49接触,以便将压板朝盘片组47的方向加载。第一离合器部件41借助轴承57可围绕旋转轴线A旋转地支承在壳体部件16的轴承区段58中。
如上所述,滚珠斜面组件4如此构造,使得在调节环5已经占据其第二旋转位置Pc2且形状锁合离合器30断开之后,滚珠就运行到较浅的区域中。由此,使调节环6沿轴向远离支撑环8地朝摩擦离合器40的方向运动,以便使摩擦离合器闭合。通过对于致动器驱动装置的相应的控制,斜面环6的旋转位置以及因此待由摩擦离合器40传递的转矩能够根据需要可变地调整。为了在致动器关断的情况下重新断开离合器40,可以设置一个或多个复位弹簧,所述复位弹簧引起压板49朝滚珠斜面组件4的方向运动。例如,复位弹簧(未示出)可布置在中间元件52和离合器壁56之间。
图3以示意图示出根据本发明的驱动组件21,其具有根据图2A至2C的根据本发明的离合器组件11和根据图1的根据本发明的致动器组件2。根据图3的致动器组件2和离合器组件11的结构和工作原理相应于根据图1和2的实施方案,从而在这方面简略地参考上述描述。在此,相同的或彼此相应的构件设有与在上述附图中相同的附图标记。
驱动组件21包括传动机构单元60和在动力路径中后置于该传动机构单元的动力分支单元70。
传动机构单元60尤其具有两个带有不同的传动比的传动级。为此,传动机构单元60包括行星齿轮传动机构,该行星齿轮传动机构具有可旋转驱动的输入部件62,该输入部件具有作为输入齿轮的齿圈(Hohlrad)63、与该齿圈同轴地布置的支撑齿轮64、多个与齿圈63和支撑齿轮64齿部嵌合的行星齿轮65、以及支架元件66,行星齿轮65可旋转地支承在该支架元件上。
输入部件62具有外齿部,所述外齿部与驱动轴的驱动轮61嵌合以传递旋转运动。驱动轴由电机(未示出)旋转驱动。驱动轮61和输入部件62共同作为减速传动机构起作用,其将旋转运动从快速变换为慢速。因此,输入部件62比驱动轴旋转得慢。传动机构输入部件62固定地与第一离合器部件41连接,使得两者共同围绕旋转轴线A旋转。行星齿轮架66与第二离合器部件42固定连接,从而它们共同地围绕旋转轴线A旋转。通过在闭合方向上操纵摩擦离合器40使支架元件66的转速匹配于输入部件62的转速。
与齿圈63同轴布置的支撑齿轮64与轴34并且因此与形状锁合离合器30的第一离合器部件31抗扭转地连接。因此,支撑齿轮64在形状锁合离合器30的闭合位置中在旋转方向上支撑在位置固定的构件16上并且在形状锁合离合器30的断开位置中可以自由旋转。
行星齿轮65可旋转地支承在行星齿轮架44上并与齿圈63和支撑齿轮64啮合。行星齿轮65与齿圈63以及与支撑齿轮64的齿部优选地实施为斜齿部。行星齿轮架66固定地与传动机构60的输出部件67连接。
在形状锁合离合器30的闭合位置中和摩擦离合器40的断开位置中,在输入部件62和支架元件66之间形成第一传动比。在此,支撑齿轮64通过形状锁合离合器30抗扭转地与壳体17连接,而第二摩擦离合器40使齿圈63与支撑齿轮64分开。齿圈63的旋转运动因此通过环绕支撑齿轮64的行星齿轮65传递到行星齿轮架66上。行星传动机构60用作将旋转运动从快速变换为慢速的减速传动机构。因此,行星齿轮架66比齿圈63旋转得慢,其中得到第一传动比i1。
对于第二传动级,形状锁合离合器30将支撑齿轮64与壳体17分开,而摩擦离合器40将转矩从输入部件62传递到支架元件66上。因此,行星传动机构随着离合器40的闭合度的增加而逐渐被卡锁。因此,随着支撑齿轮64自由旋转,齿圈63的旋转运动通过行星齿轮65传递到行星齿轮架66,所述行星齿轮不能够围绕支撑齿轮64环绕。在完全闭合的摩擦离合器40中,一方面输入部件62的或齿圈63的转速和另一方面行星齿轮架66的或输出部件67的转速相同。在此得到与第一传动比不同的第二传动比。通过将第二离合器40构造为摩擦离合器,可以根据需要可变地调整转矩或转速。
行星传动机构的输出部件67通过驱动轮68驱动动力分支单元70的输入部件71。动力分支单元70在本文中以差速器传动机构的形式构造,该差速器传动机构将被引入的旋转运动分配到两个输出部件72、73,以用于驱动相应的侧轴74、75。输入部件71被构造为能够围绕旋转轴线B旋转的差速器壳(Differentialkorb)的形式,多个差速器齿轮76可旋转地支承在该差速器壳中,所述差速器齿轮与两个输出齿轮72、73啮合。
图4A和图4B示出了第二实施方式中的根据本发明的致动器组件2,其大部分对应于根据图1A至图1C的实施方式,使得关于共同点参考上述描述。在此,相同的或者说彼此相应的细节设有相同的附图标记。
根据图4A和4B的本实施方式的区别在于,锁止环5不被可旋转驱动的斜面环6,而是被轴向支撑的斜面环8操纵,也就是说旋转。
在此规定,锁止元件5通过连接元件18与第二斜面环8抗扭转地连接,使得这两者共同地围绕旋转轴线A旋转。在这种情况下,摩擦面副在可旋转驱动的第一斜面环6和第二斜面环8之间的动力路径中形成。当第一斜面环6被驱动轮3旋转时,第二斜面环8和与其抗扭转地连接的锁止环5首先一起旋转,直至锁止环5撞到位置固定的壳体16的旋转止挡23、24上。在该第一旋转调节范围中,第二斜面环8借助摩擦力被带动,所述摩擦力在第一斜面环6和滚珠或者滚珠和第二斜面环6之间起作用。在锁止环5和与其连接的第二斜面环8的旋转停止之后,第一斜面环6相对于所述锁止环继续旋转。在此,滚珠槽7、9中的滚珠在较浅的区段的方向上滚动,从而第一斜面环6被轴向地压离第二斜面环6。
在该实施方式中,连接元件18与环状区段15一件式地构成,它们形状锁合地嵌合到斜面环8的相应的凹部37中,从而使两者彼此抗扭转地连接。
图5A和5B示出了另一实施方式中的根据本发明的致动器组件2,其大部分对应于根据图1A至1C的实施方式。在这方面,关于共同点参考以上描述,其中相同或彼此相应的细节设有与图1A至图1C中相同的附图标记。
根据图5A和5B的本实施方式的区别在于,用于旋转锁止环5的操纵环59不是构造在可旋转驱动的斜面环上,而是构造为单独的中间环的形式。也可以称为中间轮的中间环59嵌合到驱动轮3的第一齿部12中并且由该驱动轮旋转驱动。驱动轮3的两个齿部12、13具有不同的直径或不同的齿数,从而第一齿轮副(12、58)具有不同于第二齿轮副(13、14)的传动比。
中间轮59以内周面围绕旋转轴线A可旋转地支承在套筒状的壳体部件16的轴承座58上。通过驱动轮3的旋转,中间轮59被相应地旋转驱动,锁止环5通过摩擦面副与所述中间轮接触。在此,摩擦面副在连接元件18的接触面与中间轮38的内周面19之间形成。
通过弹簧预紧,连接元件18与中间轮59的内表面19摩擦接触,从而它们在中间轮59旋转时与该中间轮一起旋转,直至它们根据旋转方向而定止挡在一个或另一个旋转止挡23、24上。在到达相应的旋转止挡之后,中间轮59继续旋转,其中锁止环5仍保留在其旋转位置并且连接元件18沿着中间轮的内表面19滑动。
当锁止环5旋转到第二旋转位置Pr2中时,带齿的壳体部件27的和锁止环5的两个内齿部26、28相互对齐,使得与壳体部件27处于齿部嵌合中的构件能够轴向地运动到锁止环5中,以便例如操纵形状锁合离合器。
滚珠斜面组件4基本上与在上述实施方式中那样相同地构造。通过第一斜面环6相对于第二斜面环8的旋转,滚珠移动到较浅的区域中,使得第一斜面环6轴向地从第二斜面环8运动远离,以便例如操纵摩擦离合器。
附图标记列表
2 致动器组件
3 驱动轮
4 斜面环组件
5 驱动轮
6 第一斜面环
7 第一滚珠轨道
8 第二斜面环
9 第二滚珠轨道
10 滚珠
11 离合器组件
12 第一齿部
13 第二齿部
14 齿(6)
15 环状区段
16 位置固定的构件
17 壳体
18 连接元件
19 内周面
20 开口
21 驱动组件
22 支撑元件
23 旋转止挡
24 旋转止挡
25 弹簧元件
26 内齿部(5)
27 壳体部件
28 内齿部(27)
29 端部(16)
30 第一离合器
31 第一离合器部件
32 第二离合器部件/构件
33 轴向止挡
34 轴
35 轴承
36 外齿部
37 凹部
38 中间轮
39 操纵面
40 第二离合器
41 第一离合器部件
42 第二离合器部件
43 第一盘片支架
44 第一盘片
45 第二盘片支架
46 第二盘片
47 盘片组
48 支撑板
49 压板
50 力传递机构
51 支撑体
52 轴向轴承
53 中间元件
54 压力元件
55 开口
56 侧壁
57 轴承
58 轴承座
59 操纵环
60 传动机构
61 驱动轮
62 输入部件
63 齿圈
64 支撑齿轮
65 行星齿轮
66 行星齿轮架
67 输出部件
68
69
70 动力分支单元
71 输入部件
72 输出部件
73 输出部件
74 侧轴
75 侧轴
76 差速器齿轮
A 轴线
α 角度
Pa 轴向位置
Pr 旋转位置
R 方向。

Claims (16)

1.一种用于机动车的动力传动系中的离合器组件的致动器组件,包括:
能够被旋转驱动的驱动轮(3);
锁止环(5),该锁止环能够围绕旋转轴线(A)旋转地支承在位置固定的壳体(17)中并且通过动力路径与驱动轮(3)驱动连接,其中锁止环(5)能够由驱动轮(3)从第一旋转位置(Pr1)朝旋转止挡(23、24)旋转到第二旋转位置(Pr2)中;
其中,在驱动轮(3)和锁止环(5)之间的动力路径中设置有至少一个摩擦面副,通过所述摩擦面副能够在利用摩擦力的情况下将转矩传递到锁止环(5)上,
第一斜面环(6)以及第二斜面环(8),所述第一斜面环能够由驱动轮(3)旋转驱动,其中,第一斜面环(6)和第二斜面环(8)相对于彼此轴向地支撑,并且构造为,将相对的旋转运动转换成轴向运动;
其中,在锁止环(5)已经到达旋转止挡(23、24)之后,第一斜面环(6)能够由驱动轮(3)继续旋转驱动。
2.根据权利要求1所述的致动器组件,
其特征在于,
所述锁止环(5)具有环状区段(15)和至少一个从所述环状区段伸出的连接元件(18),以用于将转矩引入到所述锁止环(5)中。
3.根据权利要求1或2所述的致动器组件,
其特征在于,
所述位置固定的壳体(17)具有套筒状的区段(16),所述锁止环(5)以能够受限旋转的方式支承在所述套筒状的区段中,其中所述套筒状的区段(16)具有至少一个径向的穿孔(20),所述锁止环(5)的至少一个连接元件(18)嵌合到所述至少一个径向的穿孔中。
4.根据权利要求1或2所述的致动器组件,
其特征在于,
所述锁止环(5)的至少一个连接元件(18)能够被布置在所述驱动轮(3)和所述锁止环(5)之间的动力路径中的操纵环(59)旋转。
5.根据权利要求4所述的致动器组件,
其特征在于,
所述锁止环(5)具有至少一个弹簧元件(25),以便弹性地预紧所述至少一个连接元件(18),其中所述至少一个连接元件(18)被所述至少一个弹簧元件(25)朝所述操纵环(59)弹性地加载并且与所述操纵环处于摩擦接触中。
6.根据权利要求5所述的致动器组件,
其特征在于,
所述操纵环(59)抗扭转地与能够旋转驱动的第一斜面环(6)连接,其中摩擦面副在所述连接元件(18)的接触面和所述操纵环(59)的贴靠面(19)之间形成。
7.根据权利要求5所述的致动器组件,
其特征在于,
所述操纵环(59)以中间轮的形式来构造,所述中间轮能够由所述驱动轮(3)围绕所述旋转轴线(A)旋转驱动,其中所述摩擦面副在所述连接元件(18)的接触面与所述中间轮(38)的贴靠面(19)之间形成。
8.根据权利要求7所述的致动器组件,
其特征在于,
所述驱动轮(3)具有用于驱动所述中间轮的第一齿部(12)和用于驱动所述第一斜面环(6)的第二齿部(13),其中,所述第一齿部(12)和所述第二齿部(13)具有不同的直径。
9.根据权利要求4所述的致动器组件,
其特征在于,
所述锁止环(5)通过所述至少一个连接元件(18)抗扭转地与所述第二斜面环(8)连接,使得这两个斜面环共同旋转,其中,所述摩擦面副在能够旋转驱动的第一斜面环(6)和第二斜面环(8)之间的动力路径中形成。
10.根据权利要求1或2所述的致动器组件,
其特征在于,
所述第一斜面环(6)和所述第二斜面环(8)间接地通过滚珠相对于彼此轴向地支撑,所述滚珠在所述第一斜面环(6)和所述第二斜面环(8)的相应的滚珠槽(7、9)中运行。
11.根据权利要求1或2所述的致动器组件,
其特征在于,
第二斜面环(8)相对于位置固定的壳体(17)轴向地支撑,其中,第一斜面环(6)能够通过借助驱动轮(3)的旋转驱动从第一轴向位置(Pa1)运动到第二轴向位置(Pa2)中,在所述第一轴向位置中,第一斜面环(6)在轴向上靠近第二斜面环(8),在所述第二轴向位置中,第一斜面环(6)与第二斜面环(8)在轴向上间隔开,
其中,所述第一斜面环(6)在其背离所述第二斜面环(8)的一侧上具有操纵面(39),以用于轴向加载摩擦离合器(40)。
12.一种具有根据权利要求1至11中任一项所述的致动器组件的驱动组件,包括形状锁合离合器(30),其具有第一离合器元件(31)和能够相对于该第一离合器元件轴向运动的第二离合器元件(32),其中,所述第二离合器元件(32)在闭合位置中抗扭转地与所述第一离合器元件(31)连接并且在断开位置中与所述第一离合器元件(31)脱耦,以便能够相对于所述第一离合器元件自由旋转,
摩擦离合器(40),其用于在第一离合器部件(41)和第二离合器部件(42)之间可变地传递转矩,
其中,在第一旋转位置(Pr1)中,致动器组件的锁止环(5)卡锁形状锁合离合器(30)的第二离合器元件(32)的轴向运动,其中形状锁合离合器被闭合,
其中锁止环(5)通过借助驱动轮(3)旋转到第二旋转位置(Pr2)中来释放所述形状锁合离合器的第二离合器元件(32),从而断开所述形状锁合离合器(30),
其中,在驱动轮(3)继续旋转时,锁止环(5)保留在第二旋转位置(Pr2)中并且摩擦离合器(40)被能够旋转驱动的第一斜面环(6)在闭合方向上加载。
13.根据权利要求12所述的驱动组件,
其特征在于,
所述摩擦离合器(40)在第一离合器部件(41)和第二离合器部件(42)之间具有盘片组(47),
其中,所述盘片组(47)能够由压板(49)轴向加载,所述压板能够由所述第一斜面环(6)操纵,其中,在所述第一斜面环(6)和所述压板(49)之间设置有用于旋转脱耦的轴向轴承(52)。
14.根据权利要求12或13所述的驱动组件,
其特征在于,
设置有行星齿轮传动机构(60),其具有
输入齿轮(63),所述输入齿轮能够由电机围绕旋转轴线(A)旋转驱动,
支撑齿轮(64),所述支撑齿轮相对于所述输入齿轮(63)同轴地能够旋转地布置并且所述支撑齿轮与所述形状锁合离合器(30)的第一离合器元件(31)抗扭转地连接,其中,所述支撑齿轮(64)在所述形状锁合离合器(30)的闭合位置中在旋转方向上支撑在位置固定的构件上,并且在所述形状锁合离合器(30)的断开位置中能够自由旋转,
多个行星齿轮(65),其与所述输入齿轮(63)和所述支撑齿轮(64)处于齿部嵌合之中,和
支架元件(66),所述行星齿轮(65)可旋转地支承在所述支架元件上并且所述支架元件能够围绕所述旋转轴线(A)旋转驱动,以便将转矩传递到后置的驱动单元上,
其中,该摩擦离合器(40)被布置在输入齿轮(63)、支撑齿轮(64)和支架元件(66)这些部件中的一个与输入齿轮(63)、支撑齿轮(64)和支架元件(66)这些部件中的另一个之间的动力路径中。
15.根据权利要求12或13所述的驱动组件,
其特征在于,
在形状锁合离合器(30)的闭合位置和摩擦离合器(40)的断开位置中在输入齿轮(63)和支架元件(66)之间形成第一传动比(i1),并且
在所述形状锁合离合器(30)的断开位置中,借助所述摩擦离合器(40)能够在所述输入齿轮(63)和所述支架元件(66)之间传递可变的转矩,其中,在所述摩擦离合器(40)完全闭合时,在所述输入齿轮(63)和所述支架元件(66)之间形成第二传动比(i2)。
16.根据权利要求14所述的驱动组件,
其特征在于,
所述行星齿轮传动机构(60)的支架元件(66)与后置的动力分支单元(70)驱动连接。
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