具有双钟形曲柄的多模式离合器系统 |
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| 申请号 | CN201680019660.1 | 申请日 | 2016-04-07 | 公开(公告)号 | CN107429755A | 公开(公告)日 | 2017-12-01 |
| 申请人 | 博格华纳公司; | 发明人 | C·坎普顿; J·F·古兹德卡; J·卡德莱茨; | ||||
| 摘要 | 多模式 离合器 系统(10)可以包含 致动器 (14)以及与所述致动器(14)可操作地相关联的第一钟形 曲柄 (42)和第二钟形曲柄(46)。此外，所述第一钟形曲柄(42)和所述第二钟形曲柄(46)可以在所述致动器(14)移动时围绕第一枢转点(34)和第二枢转点(38)旋转。所述多模式离合器系统(10)可以进一步包括第一棘爪(86)和第二棘爪(90)，其中所述第一钟形曲柄(42)作用在所述第一棘爪(86)上，且所述第二钟形曲柄(46)作用在所述第二棘爪(90)上。此外，所述多模式离合器系统(10)可以被配置成允许根据不同的致动器(14) 位置 在所述第一棘爪(86)和所述第二棘爪(90)与驱动构件(74)之间进行 啮合 和分离的多个操作模式。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种多模式离合器系统(10)，包括： |
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| 说明书全文 | 具有双钟形曲柄的多模式离合器系统[0001] 相关申请的交叉参考 技术领域背景技术[0004] 机动车辆通常包含含有旋转曲轴的内燃机，所述旋转曲轴被配置成通过驱动轴传递来自发动机的动力以使车轮转动。可以在发动机与驱动轴部件之间插入变速器，以选择性地控制曲轴与驱动轴之间的扭矩和速度比。在手动操作变速器中，可以在发动机与变速器之间插入对应的手动操作离合器，以选择性地使曲轴与驱动轴啮合和分离，以便于在可用变速齿轮比之间进行手动换档。 [0005] 在手动操作变速器的情况下，手动操作离合器可以定位于内燃机与变速器之间，以选择性地使曲轴与驱动轴啮合和分离，以便于在可用变速齿轮比之间进行换档。或者，在自动操作变速器中，多个自动致动离合器单元可以适于在不需要操作者干预的情况下动态地遍历可用传动比进行换挡。在一些实施例中，多个离合器单元或离合器系统可以并入到变速器系统内以便于遍历传动比的换档。 [0007] 与第一(低)和倒档传动比相关联的示例性变速器离合器系统可以定位于变速器的前部附近且紧邻发动机曲轴。离合器可以具有驱动构件和围绕驱动构件周向设置的从动构件，且驱动构件和从动构件可以被配置成以多个模式操作。此外，在一个非限制性实例中，驱动构件可以仅在一个方向上可驱动地旋转。替代地或另外，驱动构件可以在多个方向上可驱动地旋转，然而其它模式和旋转可以是可能的。此外，驱动构件可以经由例如辊、楔子、棘爪等啮合机构或其它已知啮合机构选择性地锁定到从动构件。驱动构件的旋转可以有效地将发动机的旋转运动直接传递到传动系。 [0008] 在一些变速器系统中，从动构件可以固定到变速器的相关联行星构件的内部壳体或外壳。在这些情况下，在第一配置模式中，驱动构件可能需要适于在一个旋转方向上驱动，而在相反方向上自由滑行或超速。本领域技术人员将了解，在某些操作状态下，例如当机器沿着下坡行进或滑行时，超速可能是特别需要的。在这种状况下，从动构件可能偶尔具有比其相关联的驱动构件更快旋转的倾向。因此，允许驱动构件超越从动构件可能有助于提供保护以防止对发动机和/或变速器部件的损坏。 [0009] 在第二模式中，例如当机器可能处于倒档时，啮合机构可以适于主动地啮合驱动构件的两个旋转方向，从而不允许在任一方向上的超速状况。或者，在第三模式中，啮合机构可以适于使得它们在驱动构件的两个旋转方向上分离，且因此允许在任一方向上旋转。 [0010] 变速器系统可以包含多个齿轮组以适应多个传动比，且因此用于在各种可用操作模式之间自动切换离合器模块的致动器和其它变速器部件的可靠性是一贯的设计问题。因此，已经付出了很多努力来找出以有竞争力的成本保证变速器可靠性的方式。 发明内容[0011] 根据本发明的一个方面，公开了一种多模式离合器系统。所述多模式离合器系统可以包含致动器以及与所述致动器可操作地相关联的第一钟形曲柄和第二钟形曲柄。此外，所述第一钟形曲柄和所述第二钟形曲柄可以在所述致动器移动时围绕第一枢转点和第二枢转点旋转。所述多模式离合器系统可以进一步包括第一棘爪和第二棘爪，其中所述第一钟形曲柄作用在所述第一棘爪上，且所述第二钟形曲柄作用在所述第二棘爪上。此外，所述多模式离合器系统可以被配置成允许根据不同的致动器位置在所述第一棘爪和第二棘爪与驱动构件之间进行啮合和分离的多个操作模式。 [0012] 根据本发明的另一方面，公开了一种具有第一钟形曲柄和第二钟形曲柄的多模式离合器系统。所述多模式离合器系统可以被配置成包含致动器和电枢。所述多模式离合器系统还可以包含固定地附接到所述致动器的支架，且所述支架可以具有第一枢转点和第二枢转点。此外，第一钟形曲柄可以与第一枢转点枢转地相关联，且第二曲形曲柄可以与第二枢转点枢转地相关联，且第一钟形曲柄和第二钟形曲柄可以围绕第一枢转点和第二枢转点旋转。所述多模式离合器系统可以进一步包含第一棘爪和第二棘爪，其中第一钟形曲柄和第二钟形曲柄可以分别被配置成作用在第一棘爪和第二棘爪上，以允许根据不同的致动器位置在所述第一棘爪和第二棘爪与驱动构件之间进行啮合和分离的多个操作模式。 [0013] 根据本发明的又一方面，公开一种操作具有第一钟形曲柄和第二钟形曲柄的多模式离合器系统的方法，所述第一钟形曲柄和第二钟形曲柄可以被配置成与驱动构件相互作用以选择性地提供多个操作模式。所述方法可以包含形成具有电枢和销钉的致动器，以及使所述致动器与第一钟形曲柄和第二钟形曲柄相关联。此外，所述第一钟形曲柄和第二钟形曲柄可以在所述致动器移动时分别围绕第一枢转点和第二枢转点旋转。所述方法可以进一步包含：定位第一棘爪和第二棘爪，使得所述第一钟形曲柄作用在所述第一棘爪上，且所述第二钟形曲柄作用在所述第二棘爪上。此外，所述致动器可以被配置成选择性地控制第一棘爪和第二棘爪上的多个致动器移动，以产生离合器系统的多个操作模式。 附图说明[0015] 为了进一步理解所公开的概念和实施例，可以参考下文结合附图阅读的详细描述，其中相同的元件被相同地编号，且其中： [0016] 图1是根据本发明构造的离合器组件的侧视图； [0017] 图2是根据本发明构造的图1的离合器组件的部分2的放大侧视图； [0018] 图3是根据本发明构造的图1的离合器组件的部分2的透视图； [0019] 图4是根据本发明构造的图1的离合器组件的部分2的放大侧视图，所述离合器组件处于与图1的离合器组件不同的模式中； [0020] 图5是根据本发明构造的图1的离合器组件的部分2的放大侧视图，所述离合器组件处于与图1或4的离合器组件不同的模式中； [0021] 图6是根据本发明构造的图1的离合器组件的侧视图，所述离合器组件处于与图4或5的离合器组件不同的模式中； [0022] 图7是图示可以根据本发明的实施例实践的示例性过程或方法的流程图。 [0023] 应注意，附图仅图示典型的实施例，且因此不应将其视为对本发明或权利要求的范围的限制。相反，本发明的概念可以应用于其它同等有效的实施例中。此外，附图不一定是按比例绘制，通常重点是图示某些实施例的原理。 具体实施方式[0024] 现在转到附图，且具体参考图1到3，根据本发明构造的多模式离合器系统总体上由附图标记10表示。多模式离合器系统10被示为包含包括电枢18的致动器14。销钉22可以与电枢18可操作地相关联。致动器14可以是螺线管、磁性装置、液压装置或其它类型的致动器14。销钉22可以垂直于电枢18，且可以附接到电枢18或通过电枢18中的开口。电枢18可以在由致动器14致动时移动。以这种方式，销钉22可以根据致动器14和电枢18的运动而移动。 [0025] 支架26可以附接到致动器14，且可以包含狭槽30。销钉22可以定位在狭槽30中，且当其由致动器14移动时可以沿着狭槽30的一部分行进。支架26可以进一步包含第一枢转点34和第二枢转点38。第一钟形曲柄42可以围绕第一枢转点34枢转，且第二钟形曲柄46可以围绕第二枢转点38枢转。第一钟形曲柄42可以包含第一棘爪臂50和第一销钉臂54，而第二钟形曲柄46可以包含第二棘爪臂58和第二销钉臂62。此外，第一钟形曲柄42可以包含第一致动点66，且第二钟形曲柄46可以包含第二致动点70。在一个非限制性实例中，销钉22被配置成与第一致动点66和第二致动点70中的每一个相互作用，使得销钉22与第一致动点66和第二致动点70之间的相互作用产生第一钟形曲柄42和第二钟形曲柄46的所需移动，以实现棘爪86、90与驱动构件74的所需啮合。虽然图示了一个非限制性实例，但可以取决于第一钟形曲柄42和第二钟形曲柄46的所需运动和行进方向来使用使用销钉22以及第一致动点66和第二致动点70的其它配置。此外，可以并有钟形曲柄回位弹簧72，以帮助将第一钟形曲柄 42和第二钟形曲柄46朝向致动器14偏置。 [0026] 多模式离合器系统10还可以包含可围绕旋转点78旋转的驱动构件74。驱动构件74可以包含一系列凹口82。第一棘爪86和第二棘爪90可以附接到支架26，且可以分别围绕第一棘爪枢转点94和第二棘爪枢转点98旋转。棘爪86、90可以在打开位置与锁定位置之间旋转。打开位置可以允许驱动构件74在两个方向或特定方向上旋转，其也可以被称为齿合位置。另外或替代地，当处于锁定位置时，由于棘爪86、90中的一个与凹口82之间的干涉，可能不允许驱动构件74的旋转在特定方向上旋转。此外，第一棘爪弹簧102可以将第一棘爪86朝向锁定位置偏置，且第二棘爪弹簧106可以将第二棘爪90朝向锁定位置偏置。 [0027] 更具体来说，第一棘爪86可以包含第一跟部110和第一趾部114，并且第二棘爪90可以包括第二跟部118和第二趾部122。每个跟部110、118可以在操作期间由相应的钟形曲柄42、46致动，且每个趾部114、122可以由每个相应的棘爪弹簧102、106朝向锁定位置偏置。另外，每个趾部114、122可以在棘爪86、90的锁定位置中与凹口82干涉，从而防止驱动构件 74在一个方向上旋转。 [0028] 在操作中，致动器14可以将电枢18移动到各种位置。在一个实施例中，描述了三个位置，然而，较少或更多数目的致动器14和/或电枢18位置是可能的。多模式离合器系统10可以按不同致动器14位置对棘爪86、90位置具有不同影响的方式布置。在所示实施例中，至少三个不同的致动器14位置允许至少三个不同的棘爪86、90位置和组合，然而，不同数目的位置是可能的。每个致动器14位置可以对应于用于棘爪86、90与驱动构件74之间的啮合和分离的不同离合器操作模式。尽管示出三个致动器14位置对应于三个不同的离合器操作模式，但额外的致动器14位置是可能的，其可以产生额外的离合器操作模式。 [0029] 在一个位置中，如图4所示，离合器组件处于第一操作模式(92)，其中一个棘爪86、90处于锁定位置，且另一棘爪86、90处于未锁定或打开位置。在这种模式(92)中，驱动构件 74有可能在一个方向上旋转，但在其它方向上锁定。 [0030] 在另一位置中，如图5所示，离合器组件处于第二操作模式(96)，其中两个棘爪86、90皆处于锁定位置。在这种模式(96)中，驱动构件74不能在任一方向上旋转。 [0031] 在又一位置中，如图6所示，离合器组件处于第三操作模式(100)，其中一个棘爪86、90处于打开位置，且另一棘爪86、90也处于打开位置。在这种模式(100)中，驱动构件74有可能在任一方向上旋转。此外，在这种操作模式(100)中，棘爪86、90中的一个可以处于齿合位置，使得驱动构件74在一个方向上自由旋转，但不在另一方向上旋转。 [0032] 可以使用各种方法来使多模式离合器系统10能够实现对应于不同致动器14设置的多个操作模式。如上所述，图示了三个操作模式以提供多模式离合器系统10的一组非限制性实例，然而，额外操作模式是可能的。例如，可以通过改变第一棘爪臂50和第二棘爪臂58的长度(52、60)或通过改变第一销钉臂54和第二销钉臂62的长度(56、64)来实现三个或更多个操作模式。或者，棘爪臂50、58与销钉臂54、62的长度(52、54、60、64)的组合可以实现多模式能力。此外，第一枢转点34和第二枢转点38或第一棘爪枢转点94和第二棘爪枢转点 98的位置或其相对位置可以被配置成实现多模式能力。此外，棘爪86、90的形状、取向或大小可以被配置成实现多模式操作。此外，上述每个变量可以相对于彼此改变以实现额外操作模式。 [0033] 现在参考图7，图示了操作多模式离合器系统(10)的方法126。在第一框(130)中，可以操作多模式离合器系统(10)，使得其并有致动器(14)、第一钟形曲柄(42)、第二钟形曲柄(46)、第一棘爪(86)和第二棘爪(90)。在下一框(134)中，可以确定是否需要多模式离合器系统(10)的第一操作模式(92)。如果进行第一操作模式(92)，则在下一框(138)中，致动器(14)可以移动以将一个棘爪(86、90)定位在打开位置，且将另一棘爪(86、90)定位在锁定位置。第一操作模式(92)的一个非限制性实例可以由致动器(14)和棘爪位置(86、90)图示，如图4所示。 [0034] 如果不需要第一操作模式(92)，则可以在框142中评估是否需要第二操作模式(96)的确定。如果选择第二操作模式(96)，则在框(146)中，致动器(14)可以移动以将两个棘爪(86、90)皆定位在锁定位置。在一个非限制性实例中，图5提供了可以在第二操作模式(96)期间使用的致动器(14)和棘爪位置(86、90)的图示。或者，如果不需要第二操作模式(96)，则在下一框(150)中，多模式离合器系统(10)可以确定是否需要第三操作模式(100)。如果选择第三操作模式(100)，则在下一框(154)中，致动器(14)可以移动以将两个棘爪(86、90)皆定位在打开位置。图6可以提供处于第三操作模式(100)的致动器(14)和棘爪(86、90)的位置的一个非限制性实例。 [0035] 应理解，前述内容是对本发明的一个或多个实施例的描述。然而，本发明不限于本文公开的特定实施例。此外，包括在前述描述中的声明涉及特定实施例，且不能解释为限制本发明的范围或限制权利要求中所使用的术语的定义，除非术语或短语在上文进行了的明确定义。对本领域技术人员而言，各种其它实施例和对所公开实施例的各种改变和修改都是显而易见的。所有这些其它实施例、改变和修改旨在落入所附权利要求的范围内。工业实用性 [0037] 如本文所公开的，多模式离合器系统可以并有具有电枢的致动器，所述电枢可以被配置成与双钟形曲柄相互作用。此外，致动器和由支架中的狭槽引导的带槽双钟形曲柄可以被配置成致动一组棘爪。多模式离合器系统可以允许由致动器提供的线性运动的平移以使棘爪在离合器装置上啮合和/或分离成多个模式。在一些实施例中，可以使用弹簧来辅助棘爪的啮合和回缩，这取决于所需的离合器模式。在操作期间，使用根据本发明的致动器和双钟形曲柄可以对棘爪产生若干非限制性影响。例如，在一个操作模式中，棘爪中的一个可以被置于打开模式中，且另一棘爪可以被定位在锁定模式中。结果，多模式离合器系统可以在一个方向上自由旋转，且不能在另一方向上旋转。在另一模式中，可能有可能将两个棘爪皆置于锁定模式，且因此，多模式离合器系统可以限制在任一方向上的旋转。在又一模式中，两个棘爪都可以被定位在打开位置，从而允许多模式离合器系统在任一方向上旋转或自由滑动。虽然公开了三个单独模式，但额外的操作模式当然是可能的。 |
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