双电磁离合器组件 |
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| 申请号 | CN200980151832.0 | 申请日 | 2009-11-20 | 公开(公告)号 | CN102257290A | 公开(公告)日 | 2011-11-23 |
| 申请人 | 麦格纳动力系有限公司; | 发明人 | 弗里茨·温克勒; 理夏德·奥斯特洛夫斯基; 佐兰·伊沃维奇; | ||||
| 摘要 | 一种双 离合器 组件 ，能够操作为使第一轴与第二轴和第三轴中的一个或两个传动地联接。该 离合器组件 具有线圈壳体。所述线圈壳体具有第一电磁线圈和第二电磁线圈。所述第一轴可转动地安装至所述线圈壳体。所述第一轴固定为与同第一电磁线圈协作的第一 转子 以及同第二电磁线圈协作的第二转子一起转动。第一 衔 铁 板弹性地联接至第二轴，以在第一电磁线圈通电和断电时选择性地使第一轴与第二轴联接或分开。第二衔铁板弹性地联接至第三轴，以在第二电磁线圈通电和断电时选择性地使第一轴与第三轴联接或分开。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种双电磁离合器，包括： |
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| 说明书全文 | 双电磁离合器组件[0001] 相关申请的交叉引用 [0002] 本申请要求2008年11月21日提交的美国临时申请No.61/116,782的权益。上述申请的全部公开内容通过参引结合入本文。 技术领域背景技术[0004] 电磁离合器在本技术领域中是众所周知的，且多年来已经在包括汽车的许多应用中进行了商业化利用。 [0005] 典型的电磁离合器包括转子。所述转子总体包括内侧环形轴承部、从所述内侧部的一端大体径向向外延伸的离合器部、以及相对于所述内侧部以大体重叠间隔开的方式从所述离合器部延伸的外侧环形部。所述内侧环形部与所述外侧环形部之间的间隔容纳电磁线圈。所述电磁线圈将被通电以在转子中产生磁流场，所述磁流场允许吸引安装至外侧环形部的衔铁板，以便在电磁线圈通电时选择性地与该衔铁板联接。 [0006] 所述离合器部通常包括一系列弧形槽。所述弧形槽由衔铁板上的弧形槽可操作地填充并与衔铁板上的弧形槽协作。弧形槽用于在转子的离合器部与衔铁板之间往复引导磁流场，以便在衔铁板与转子之间实现高效的磁吸引。 [0008] 附图中： [0009] 图1是根据本发明的示例性实施方式的双电磁离合器组件的横截面图，所述离合器示出为处于其中性构型(neutral configuration)； [0010] 图2是图1所示双电磁离合器组件的横截面图，图示了呈第一接合构型的离合器； [0011] 图3是图1所示双电磁离合器组件的横截面图，图示了呈第二接合构型的离合器。 具体实施方式[0012] 总体来讲，本发明的示例性实施方式涉及一种双电磁离合器组件。所述双电磁离合器组件用于选择性地接合两个或更多个可转动元件，例如但不局限于轴或毂或其组合。 [0013] 双电磁离合器组件总体包括致动机构。所述致动机构包括用于容纳第一可转动元件的第一致动元件，和用于容纳第二可转动元件的第二致动元件。所述离合器具有：第一中性构型，其中所述第一致动元件相对于第二致动元件处于第一中性位置，使第一可转动元件与第二可转动元件分离；以及第一接合构型，其中第一致动元件联接至第二致动元件，使第一可转动元件与第二可转动元件接合。 [0014] 联接器分别安装至致动机构的第一致动元件和第二致动元件。设置各联接器：i)用于使可转动元件与致动机构的相应致动元件互连；ii)用于在致动机构从接合构型移动至中性构型时，将致动元件朝中性位置偏置；和iii)用于在致动机构处于接合构型时，对传向可转动元件的振动以及来自可转动元件的振动提供阻尼。 [0015] 双电磁离合器包括中央板。所述中央板具有固定至该中央板的第一线圈和第二线圈。将第一轴支撑为相对于中央板转动。将第二轴支撑为相对于第一轴转动。将第三轴支撑为相对于第一轴转动。第一衔铁板通过第一弹性体构件联接至第二轴。第二衔铁板通过第二弹性体构件联接至第三轴。第一转子和第二转子设置在中央板的相对两侧，并固定为与第一轴一起转动。第一转子设置在第一线圈与第一衔铁板之间。第二转子设置在第二线圈与第二衔铁板之间。第一线圈通电使第一衔铁板与第一转子传动地联接，第二线圈通电使第二衔铁板与第二转子传动地联接。 [0016] 本公开还提供一种电磁离合器组件，其包括具有第一电磁线圈和第二电磁线圈的线圈壳体。轴可转动地安装至线圈壳体。该轴包括与第一电磁线圈协作的第一转子、以及与第二电磁线圈协作的第二转子。第一毂和第二毂相对于所述轴可转动地安装。第一衔铁板弹性地联接至第一毂并能够相对于第一转子移动，从而在第一电磁线圈通电和断电时选择性地使第一转子与第一毂联接或分开。第二衔铁板弹性地联接至第二毂并能够相对于第二转子移动，从而在第二电磁线圈通电和断电时选择性地使第二转子与第二毂联接或分开。 [0017] 在下文描述中，图中的相似特征已经给定了相似的参考数字，而且为了不使附图上数字过密(weigh down)，某些元件如果已于已经在在先的图中标识，则不在某些图中指出。 [0018] 现在转见附图中的图1，将描述根据本发明的示例性实施方式的用于选择性地联接三个可转动元件12、14和16的双电磁离合器组件10。 [0019] 根据第一示例性实施方式，离合器允许扭矩传递，允许轴12、轴14与毂16之间的各种联接设置，其中所述轴14同轴地安装至轴12，而毂16也紧邻轴12的端部同轴地安装至轴12。 [0020] 如阅读下文描述而会变得更为显而易见的，根据本发明示例性实施方式的离合器不局限于这种设置和/或应用，而是可以用于大体地联接一个或更多个可转动元件，例如但不局限于可转动的轴和毂。 [0021] 双电磁离合器组件10包括中央板或线圈壳体18，中央板或线圈壳体18构造成固定地安装至框架或结构(未示出)，并且中央板或线圈壳体18包括两组独立的周向延伸的线圈20和22以及两个转子24和26。转子24和26同轴地并且相关地安装至轴12以便与轴12一起转动。转子24和26优选地安装在线圈壳体18的相对两侧。离合器组件10还包括两个衔铁板28和30。所述两个衔铁板28和30分别通过联接器32连接至毂16、以及通过联接器34连接至轴14。 [0022] 线圈壳体18是盘状本体，包括中央孔36并具有两个外侧线圈容纳环形凹入部40和42。所述中央孔36用于通过轴承38将线圈壳体18可转动地安装至转子24、26，所述外侧线圈容纳环形凹入部40和42位于线圈壳体18的相对两侧上，分别容纳成组的电磁线圈20和22。轴承38被压入孔36中，将转子24和26可转动地安装至线圈壳体18。由于此轴承38被固定在线圈壳体18内并被夹在转子24与转子26之间，因而确保了它的轴向位置。 [0023] 线圈20和22分别独立地卷绕，并任选地包含热熔丝(thermo-fuse)和二极管(均未示出)，防止在离合器过热的情况下损坏与线圈20和22相连的电源(未示出)，以及防止离合器分离过程中产生过渡电流。 [0024] 转子24和26紧贴地装配在发电机轴12与线圈壳体18之间。为此，转子24和26包括相应的毂部44和46以及联接部48和50，所述联接部48和50从所述毂部44和46沿径向延伸，用于与相应的衔铁板28和30联接。转子24和26还设置有外侧摩擦衬片51和内侧摩擦衬片53。设置由高摩擦力材料例如陶瓷、硅酸盐等制成的这些衬片51和53以增强相应的转子24或26与衔铁板28或30之间的转矩传递并降低离合器部件接合过程中的噪声。 [0025] 毂部44和46还构造成用于与发电机轴12的花键部55锁定接合。因此，转子24和26能够与发电机轴12协调一致地转动。转子24、26的径向位置是通过毂部44、46在轴12上的滑动配合圆柱形抵接来保证的。 [0026] 联接部50和52为环形凹入部的形式。所述环形凹入部构造成用于容纳相应的线圈20和22。 [0027] 各联接部50和52还包括弧形槽57。所述弧形槽57允许为转子24或26与相应的衔铁板28或30之间的磁通常规地提供通道。 [0028] 毂16由压入轴12中并固定在轴12上的双列轴承54支撑。使用间隔件56、锁紧垫圈58和锁紧螺母60将此轴承54沿轴向锁定在轴12上。同一轴承54使用间隔垫圈(spacing washer)59和轴承38沿轴向锁定转子24和26子组件。当然，也可以设置另一锁定设置。轴承54保证毂16在轴12上对准、以及在线圈20未通电时毂16独立于轴12操作。 [0029] 衔铁板28为环形且通过联接器32同轴地安装至毂16以与毂16一起转动，从而以与转子24极接近的方式平行于转子24，以便在衔铁板28与转子24之间产生空气间隙61并用于与衔铁板28操作性联接。类似于转子24并且出于与上文所述相同的目的，板28的部分包括弧形槽62。所述弧形槽62径向定位成与转子24上的弧形槽57成特定关系，从而使恒定电压下给定电流产生的磁力最大化。这还允许在线圈20通电时使衔铁28与转子 24之间的联接最大化。 [0030] 联接器32是夹在内环33与外环35之间并具有从内环33向外环35缩小的横截面的弹性体环形弹簧。内环33安装至毂16的肩部64，而外环35安装至衔铁板28的开口66。衔铁板28的开口包括凸缘68。弹簧32的外环35抵靠在所述凸缘68上。环形弹簧 32通过摩擦干涉配合而固定在衔铁板28与毂16之间。 [0032] 弹性体弹簧32允许衔铁板28轴向移动并且在线圈20通电时与转子24接合。与空气间隙61的厚度成反比的、由线圈20引起的增大磁力在衔铁板28与转子24之间通过它们的金属表面以及通过摩擦衬片51和53而形成产生摩擦的接触。 [0033] 弹性体弹簧32偏压衔铁板28以迫压衔铁板28远离转子24，由此保证在线圈20去激励之后衔铁板28与转子24分离。 [0036] 与衔铁板28相类似，衔铁板30为环形，并通过毂70和联接器34同轴地安装至轴14，从而以与转子26极接近的方式平行于转子26，以便在衔铁板30与转子26之间产生空气间隙71并用于衔铁板30与转子26的操作性联接。 [0037] 另外类似于板28，并且出于相同的目的，衔铁板30包括弧形槽74。 [0038] 优选为与弹簧32相同的弹性体弹簧34安装在衔铁板30(通过其外环39)与轴14之间，以通过轴侧面上的毂70使衔铁板30与轴14互连。更具体地，弹簧34的内环37安装至毂70的肩部。毂70由双列轴承76径向支撑。轴承76固定在毂70中。轴承76的内环面夹在转子组件26与发电机轴12上的肩部78之间。轴承76保证毂70在轴12上的对准以及毂70在线圈22未通电时独立于轴12的操作。 [0039] 毂70还容纳油封80。花键连接件82允许将毂70锁定至轴14上以允许协调一致地转动。 [0040] 联接器32和34优选由天然或合成橡胶材料制成。但联接器可以由任意弹性体例如EPDM、硅橡胶等制成。但是根据本发明的实施方式的联接器不局限于上文例示说明的实施方式。其可以由任意其他适当的弹性材料制成，其构型和尺寸可以与已经例示说明的那些联接器不同。 [0041] 弹性体弹簧32和34或者模制为位于相应的衔铁板28和30与毂16和70之间、或者模制为位于分别压入到衔铁板28或30及毂16或70内的两个环(例如33和35、或37和39)之间，在线圈去激励时保证将衔铁板与转子分离的足够的轴向刚度，以及在线圈受激励而离合器接合时提供扭转振动阻尼。 [0042] 线圈20和22连接至调节其操作的常规控制系统或用户定制控制系统(未示出)。 [0043] 第一衔铁板28和第二衔铁板30分别限定第一致动元件和第三致动元件。具有第一线圈20和第二线圈22的线圈壳体18与第一转子24和第二转子26一起限定将称作第二致动元件的元件。 [0044] 这样，离合器组件10可以看做具有两个致动机构：第一致动机构由第一致动元件与第二致动元件的相互作用限定，而第二致动机构由第二致动元件与第三致动元件的相互作用限定。 [0045] 第一致动机构具有：第一中性构型，其中第一致动元件相对于第二致动元件处于第一中性位置；以及第一接合构型，其中第一致动元件联接至第二致动元件。 [0046] 类似地，第二致动机构具有：第二中性构型，其中第三致动元件相对于第二致动元件处于第二中性位置；以及第二接合构型，其中第三致动元件联接至第二致动元件。 [0047] 考虑到上文，本领域普通技术人员现在会理解，根据本发明示例性实施方式的双作用离合器不局限于具有两个致动机构。例如，根据另一示例性实施方式的离合器可以包括单一致动机构。例如，使用类似于离合器组件10的电磁离合器的示例作为参照，这种单电磁离合器(未示出)包括单一线圈、固定至第一轴的单一转子、以及固定至第二轴以选择性地联接至第一轴的单一衔铁板，所述衔铁板通过提供联接器32和34的功能性的联接器而与第二轴互连。 [0048] 回到离合器组件10，现在参照图1至图3更详细地描述其操作。 [0049] 操作中，当线圈20、22均不通电时，位于发电机侧的空气间隙61以及空气间隙71保证未通过离合器组件10传送任何扭矩。第一致动机构和第二致动机构如图1所示处于其中性构型。 [0050] 现在参照图2，当线圈20通电时，通过流经线圈壳体18和转子24的磁通而使第一致动机构从其如图1所示的中性构型移动至其第一接合构型，使得转子24吸引相应的衔铁板28(见箭头84)从而使间隙61(见图1)闭合。因此，轴12与毂16之间产生转矩传递接触，通过带阻尼的扭转连接件有效连接，所述扭转连接件因而轻微变形以允许间隙61的闭合。如上文所述，联接器32因此而减少通过离合器传递的扭转振动的量。 [0051] 当线圈20断电时，通过弹簧32的偏置力(见箭头86)朝衔铁板24元件的第一中性位置(图1中示出)偏置该衔铁板24，使得第一致动机构从第一接合构型移动至第一中性构型。 [0052] 现在参照图3，当线圈22通电时，第二致动机构通过流经线圈壳体18和转子26的磁通而从其如图1所示的中性构型移动至其第二接合构型，使得转子26吸引相应的衔铁板30(见箭头88)从而使间隙71(见图1)闭合。通过带阻尼的扭转连接件，轴12与轴14之间产生互连，所述扭转连接件因而轻微变形以允许间隙71的闭合。联接器34还减少通过离合器组件10传递的扭转振动的量。 [0053] 当线圈22断电时，通过弹簧34的偏置力(见箭头90)朝衔铁板30的第二中性位置偏置该衔铁板30，使得第二致动机构从第二接合构型移动至第二中性构型。 [0054] 如果线圈20和线圈22均通电，则通过线圈壳体18和两个转子24和26产生磁通。由此得到的磁力使相应的空气间隙61和空气间隙71闭合，通过上文描述的相应的联接器 32和34，在转子24与衔铁板28之间以及转子26与衔铁板30之间形成扭转联接。两个致动机构因此均如上所述从其中性构型移动至接合构型。在此构型中，转矩被提供至两个输出。 [0055] 应当注意，两个致动机构独立地作用。 [0056] 应当注意，根据安装至轴12、14以及安装至毂16的元件，可能需要遵循致动机构的特定的接合顺序和分离顺序，从而使不需要的效果最小化。 [0057] 根据本发明实施方式的离合器不局限于包括基于线圈的致动机构、或任何其他机电式致动机构。一个或更多个致动机构可以例如是纯机械式致动机构。 |
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