[发明专利]动态可控的爪形离合器

说明书

本发明提供一种动态可控的爪形离合器(DCDC)，其包括槽板、凹口板和具有定子和转换器的线性致动器。转换器可在(i)接合位置与(ii)脱开位置之间轴向移动，在该接合位置，锁定构件轴向延伸穿过槽板的槽并与凹口板的凹口接合，从而将槽板和凹口板机械耦合在一起，以防止槽板和凹口板围绕共同的旋转轴线相对于彼此的相对旋转，而在脱开位置，锁定构件与凹口板的凹口脱开，从而将在一起的槽板和凹口板机械分离，以实现槽板和凹口板围绕共同的旋转轴线相对于彼此的相对旋转。

技术领域

本发明涉及爪形离合器和离合器组件，该离合器组件具有用于控制和操作该离合器组件的耦合构件的线性致动器。

背景技术

单向离合器(OWC)包括第一耦合构件(例如，槽板)、第二耦合构件(例如，凹口板)和耦合构件的对置表面之间的锁定构件。OWC在一个方向上锁定但允许在相反方向上自由旋转。

可选或可控的OWC(也称为双向离合器)增加了与选择器板相结合的第二组锁定构件。第二组锁定构件加上选择器板为OWC增添了多种功能。可选的OWC可以在一个或两个方向上在旋转或不动轴之间产生机械连接，并且可以在一个或两个方向上超越。可选的OWC含有用于与可选的OWC的不同操作模式对应地调节选择器板的外部控制的选择机构。

静态、电动、可选的OWC提供状态锁定的好处并且不需要不断供电。分别与两个螺线管相关联的两个独立可控的锁定元件替换两组锁定构件和选择器板。一个锁定元件用于在一个方向(例如顺时针(CW))上传递扭矩，而另一个锁定元件用于在相反方向(例如逆时针(CCW))上传递扭矩。螺线管相应地控制锁定元件。每个螺线管的独立控制允许CW方向上的扭矩传递和CCW方向上的自由转动，反之亦然。同时接合两个螺线管产生离合器制动功能。螺线管是双稳态的，这意味着它们锁定状态，从而消除了恒定的电力需求。一旦锁定元件接合，电力就会被去除并且螺线管中的磁体会将作用在锁定元件上的螺线管柱塞固定在原位。

爪形离合器包括具有突起的第一耦合构件和具有相同凹部的第二耦合构件。例如通过将第一耦合构件移动到与第二耦合构件接触，突起和凹部配合，以使爪形离合器接合。例如通过将第一耦合构件从第二耦合构件移开，突起和凹部不配合，以使爪形离合器脱开。

爪形离合器有两种基本类型。在一种类型的爪形离合器中，耦合构件是可相对彼此滑动的套环。在另一种类型的爪形离合器中，耦合构件是可相对于彼此移动的对接面部。

现在参照图1、图2、图3、图4、图5、图6A和图6B，描述根据现有技术的具有动态可控离合器(DCC)12的离合器组件。DCC 12具有径向内部的旋转座圈，即槽板13形式的第一耦合构件(图4和图5所示)，以及径向外部的旋转座圈，即凹口板16形式的第二耦合构件。槽板13包含用于CW接合的一组径向锁定元件26和用于CCW接合的另一组径向锁定元件26。在接合期间，至少一组锁定元件26同时分别与槽板13的槽接合面部和凹口板16的凹口接合面部接触，从而允许DCC 12传递扭矩。

DCC 12由线性马达(“线性致动器”)14形式的致动系统电致动。当槽板13和/或凹口板16正在旋转时，线性致动器14可以控制锁定元件26。线性致动器14包括定子22和转换器20。

定子22是不动的，并通过安装件47固定在变速箱壳体(未被示出)上。定子22包括一对铜线感应线圈44和46以及钢板48、50和52。钢板48、50和52为定子线圈44和46提供或限定了外壳。定子线圈44和46以相对于彼此相反的极性串联(反串联)缠绕。

转换器20可在横向(即轴向)位置之间线性移动。转换器20被组装到槽板13上并与槽板13一起旋转。转换器20包括分段永磁体21的环形的环、钢板23和25以及刚性柱塞30。柱塞30操作锁定元件26。柱塞30延伸穿过通过转换器20的托架51形成的孔，并被弹簧34偏置。柱塞30在其端部有螺纹，并通过内螺纹螺母35固定在其孔内。柱塞30的锥形端部延伸穿过环55的孔眼。