專利名稱：機電離合器促動器組件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種機電離合器促動器組件。
背景技術：
通過機電離合器促動器啟動離合器的操作為液壓或氣動離合器促動提供了可供 選擇的方法。機電離合器促動器用于例如半自動變速器和雙離合器變速器。已知機電離合 器促動器的幾種類型。一種類型的離合器促動器包括可移動的滑塊。滑塊的運動是由連到 電動機上的蝸輪副所驅動。滑塊作為杠桿臂的樞轉點，以至于作用于杠桿臂上的彈簧力被 轉換成隨滑塊位置變化的輸出力。根據進一步的類型，鮑登纜線(Bowden wire)端被連接 到電動機的主軸驅動。鮑登纜線的另一端被連接到帶有斜面的盤，其將盤的旋轉運動轉換 成離合器分離軸承的斷開運動。
發明內容
本申請的目的是提供用于促動單離合器的改進的離合器促動器組件，本申請的進 一步的目的是提供用于促動雙離合器的兩個機電離合器促動器組件的布置。離合器促動器 組件也稱作機電離合器促動器。所公開的離合器促動器組件，其包括帶有齒輪裝置的電動機。該齒輪裝置包括帶 有螺紋的蝸桿和蝸輪的蝸輪副。促動器部分，如離合器分離軸承，被連接到蝸輪上用于促動 離合器。蝸輪由蝸桿促動，蝸桿由電動機促動。蝸輪還包括帶有送進螺紋(advance thread) 的送進齒輪部分。離合器促動器組件的固定螺紋與送進螺紋相嚙合。該齒輪裝置包括自鎖 特征，當電動機未被促動時，其阻止促動器部分移動。更特別地是，自鎖特征是由一個或多 個螺紋形式所提供，如傾角(inclination)或螺紋的螺紋面(flank)的形式。在本申請的實施例中，蝸輪是由第一圓柱形和第二圓柱形零件所提供。與蝸桿螺 紋相嚙合的蝸輪的第二螺紋是在第一圓柱形零件的圓周上提供。蝸輪的送進齒輪部分是由 第二圓柱形零件所提供。固定螺紋是由位于杯形零件的內表面上的螺紋所提供。在實施例 中，第一和第二圓柱形零件是離合器促動器組件的第二部分的零件，該部分可繞旋轉軸線 旋轉。旋轉軸線與輸出軸的對稱軸線相一致。蝸桿和杯形零件分別是離合器促動器組件的 第一和第三部分的零件。在本申請的實施例中，固定螺紋是由連接到離合器殼體上的杯形零件的表面所提 供。在進一步的實施例中，固定螺紋是由離合器殼體的螺紋所提供。固定螺紋作為內螺紋 或者也作為外螺紋而形成。在本申請的實施例中，蝸輪的螺紋是由位于第一圓柱形零件的圓周上的陰螺紋所 提供，蝸輪的送進螺紋是由位于第二圓柱形零件的圓周上的陽螺紋所提供。因此，位于桿上 的嚙合螺紋可以作為陽螺紋實現，嚙合的固定的內螺紋可以作為陰螺紋實現，其容易加工。在本申請的實施例中，電動機和帶有螺紋的蝸桿可沿運動軸線移動。用于沿運動 軸線移動電動機和蝸桿的導向裝置被提供，其連接到電動機上。導向裝置與連接到蝸輪的接合部分相接合合。接合部分在離合器促動器組件的第二部分被提供。在本申請的實施例中，固定螺紋在杯形零件的表面被提供，杯形零件連接到離合 器殼體上。此外，本申請公開了用于促動雙離合器的兩個離合器促動器組件的布置。該布置 包括根據其中一個應用的第一離合器促動器組件，用于促動雙離合器的第一離合器，和根 據該應用的第二離合器促動器組件，用于促動雙離合器的第二離合器。離合器促動器組件 是彼此嵌套的，以至于第一機電離合器促動器的送進螺紋分包圍第二機電離合器促動器的 送進螺紋。
本申請將參考附圖進行更詳細的解釋，其中
圖1表示機電離合器促動器的第一實施例的側視圖，
圖2表示處于開啟位置的離合器和圖1的機電離合器促動器的橫截面，
圖3表示處于閉合位置的離合器和圖1的機電離合器促動器的橫截面，
圖4表示帶有導向裝置的機電離合器促動器的第二實施例的側視圖，
圖5表示圖4中機電離合器促動器的導向裝置和第一圓柱形零件的橫截
圖6表示帶有根據第三實施例的兩個機電離合器促動器的雙離合器的橫
參考序號
8輸出軸軸線
9電動機
9，電動機
10機電離合器促動器
10”機電離合器促動器
10”，機電離合器促動器
11第一部分
12第二部分
13第三部分
14螺紋
14”螺紋
14”，螺紋
15桿
15”桿
15”，桿
16桿15的旋轉
17第一帶有螺紋的圓柱形零件
17”第一帶有螺紋的圓柱形零件
17”，第一帶有螺紋的圓柱形零件
18螺紋
18”螺紋
I8”，螺紋19 離合器分離軸承20 第二帶有螺紋的圓柱形零件20”第二帶有螺紋的圓柱形零件20”’第二帶有螺紋的圓柱形零件21 螺紋21” 螺紋21”，螺紋22 杯形零件22’離合器殼體23 內螺紋23” 內螺紋23”，內螺紋25 離合器25’雙離合器26 逆時針旋轉27 順時針旋轉28 向內移動30 向外移動31 離合器盤32 輸出軸32， 內部軸33 軸承35 順時針旋轉36 逆時針旋轉37 向外移動40 導向裝置41 指狀部分42 形部分43 圓形凹槽45 中空軸
具體實施例方式圖1顯示根據本申請的機電離合器促動器10的示意的側視圖。機電離合器促動器 10包括第一部分11、第二部分12和固定的第三部分13。第一部分11位于與輸出軸(其在 圖1中未顯示)的軸線8相垂直的方位，而第二部分12和固定的第三部分13與軸線8同
軸布置。第一部分11包括電動機9和附連至電動機9的軸線的桿15。桿15包括在桿15 末端的螺紋14。桿15繞電動機9的軸線的旋轉如箭頭16所示。
第二部分12包括第一帶有螺紋的圓柱形零件17。在第一帶有螺紋的圓柱形零件 17圓周上的螺紋18與桿15上的螺紋14相嚙合。離合器分離軸承19與第一帶有螺紋的圓 柱形零件17的一側相接觸。第二帶有螺紋21的圓柱形零件20連到第一帶有螺紋的圓柱 形零件17的相對側。固定的第三部分13包括杯形零件22，其連接到離合器的殼體上。離合器的殼體在 圖1中未顯示。在杯形零件22的內側提供有內螺紋23。內螺紋23與第二帶有螺紋的圓柱 形零件20的螺紋21相嚙合。在杯形零件22的底部提供有用于接收輸出軸的圓形孔。該 孔在圖2和3的橫截面中可以看到。桿15的、第一帶有螺紋的圓柱形零件17的、第二帶有螺紋的圓柱形零件20的和 杯形零件22的螺紋是低傾角的螺紋。“低傾角”意思是螺紋的傾角相對于垂直于旋轉軸線 的表面基本上小于45°。旋轉軸線由各自螺紋的對稱軸所定義。螺紋的傾角也稱為“螺紋 升角”。特別是，桿15、第一圓柱形零件17、第二帶有螺紋的圓柱形零件20和杯形零件的 螺紋傾角是這樣的，以至于機電離合器促動器10提供了自鎖特性，由此如果電動機9未被 促動時，機電離合器促動器10的第二部分12被阻止移動。在圖1的實施例中，零件的尺寸關系如下敘述。離合器分離軸承19的直徑比第一 帶有螺紋的圓柱形零件17的直徑大，該第一帶有螺紋的圓柱形零件17的直徑又比第二帶 有螺紋的圓柱形零件20的直徑大。沿軸線8測量，離合器分離軸承19的厚度比第一帶有 螺紋的圓柱形零件17的厚度小，該第一帶有螺紋的圓柱形零件17的厚度又比第二帶有螺 紋的圓柱形零件20的厚度小。沿軸線8，第一帶有螺紋的圓柱形零件17的螺紋18的寬度尺寸是這樣的，以至于 第一圓柱形零件17的螺紋18和桿15的螺紋14在第一圓柱形零件17的移動范圍上嚙合， 該范圍足夠經由離合器分離軸承19打開和閉合離合器。圖2和3顯示帶有根據圖1的機電離合器促動器10的自然閉合 (naturallyclosed)的離合器25的橫截面。離合器分離軸承19和花鍵軸在側視圖中顯示。 圖2顯示處于打開位置的離合器25，圖3顯示處于閉合位置的離合器25。以下，假定右旋 螺紋。軸15的旋轉方向是從電動機9所看進行描述，第一帶有螺紋的圓柱形零件17的旋 轉方向是從離合器25所看進行描述。如圖2和3所示，圓柱形零件17和20是中空的，杯形零件22的底部有圓形孔。輸 出軸32在圓柱形零件17和20內和在杯形零件22的圓形孔內同軸布置。輸出軸32由位 于輸出軸32和杯形零件22的圓形孔之間的軸承33和由位于輸出軸32和離合器25的離 合器殼體之間的另一軸承所支撐。離合器殼體連接到飛輪上，飛輪按已知方式連接到發動 機的輸出軸。飛輪和發動機未顯示。為了閉合圖2中所示的處于打開位置的離合器25，給電動機9提供電流，以至于 電動機9按逆時針方向轉動軸15，如箭頭沈所指。軸15的螺紋14的逆時針旋轉，經過螺 紋14與第一帶有螺紋的圓柱形零件17的螺紋18相嚙合，轉動第一帶有螺紋的圓柱形零件 17。第一帶有螺紋的圓柱形零件17的順時針旋轉如箭頭27所指。第一帶有螺紋的圓柱形 零件17傳遞其順時針旋轉給第二帶有螺紋的圓柱形零件20。經過第二帶有螺紋的圓柱形 零件20的內螺紋21與在杯形零件22內部的內螺紋23相嚙合，第二帶有螺紋的圓柱形零件20移入杯形零件22中。機電離合器促動器10的第二部分12向指向杯形零件22的內 部和遠離離合器25移動。第二部分12的向內移動如箭頭觀所指。離合器25的彈簧30將離合器分離軸承19壓向第一帶有螺紋的圓柱形零件17。 離合器分離軸承19遠離離合器盤31。彈簧30的向外運動經過彈簧30的樞軸安裝被轉換 成作用于摩擦盤上的壓力。摩擦盤壓在離合器盤上，摩擦盤的轉動被傳遞給連接到輸出軸 32的離合器盤。為了打開如圖3所示處于閉合位置的離合器25，給電動機9提供電流，以至于電 動機9按順時針方向轉動軸15，如箭頭35所指。軸15經過螺紋14的嚙合按逆時針方向 轉動第一帶有螺紋的圓柱形零件17，如箭頭36所指。第一帶有螺紋的圓柱形零件17傳遞 其旋轉到第二帶有螺紋的圓柱形零件20。第二帶有螺紋的圓柱形零件20移出杯形零件22 并移向離合器25。第二帶有螺紋的圓柱形零件20的向外移動如箭頭37所指。第二帶有螺紋的圓柱形零件20的向外移動被傳遞給第一帶有螺紋的圓柱形零件 17和離合器分離軸承19。離合器分離軸承向指向離合器25內部壓縮彈簧30。彈簧30的 向內運動經過彈簧30的樞轉安裝被轉換成摩擦盤的向外移動。摩擦盤從離合器盤分離。圖4和5顯示機電離合器促動器的第二實施例，其中電動機9以可平行于軸線8 移動這種方式來支撐，但是這樣電動機9的移動被約束到包含軸線8的平面。導向裝置連 接第一部分11到第二部分12上，以至于第一部分11的移動跟隨第二部分12的移動。圖4顯示機電離合器促動器10’的第二實施例的側視圖。同樣的零件具有相同的 參考序號，相似的零件具有相同主參考序號。與前面實施例不同，在第一圓柱形零件17的 圓周上的螺紋18具有與在桿15端部的螺紋14基本相同的寬度。除了圖1中所示特征外，圖4的機電離合器促動器10’包括連接到電動機9’上的 導向裝置40。該導向裝置包括指狀部分41和叉形部分42。指狀部分在一端被固定到在電 動機9’的殼體上的附件。在指狀部分的另一端設置的叉形部分42以半圓的形狀形成。叉 形部分42與在第一圓柱形零件17’外部的圓形凹槽43相接合。如果第一圓柱形零件17’移向或者遠離杯形零件22，那么導向凹槽43的側壁移動 導向裝置40和相連接的電動機9’，沿第一圓柱形零件17’的移動方向。圖5顯示導向裝置40、第一圓柱形零件17’、和輸出軸32的橫截面，在圖5的下半 部分，顯示了圓形凹槽43的側壁。圖6顯示包括兩個自然打開的離合器的雙離合器25’的橫截面。雙離合器25’的 離合器根據第三實施例從第一機電離合器促動器10”和第二機電離合器促動器10”’被促 動。在圖6中，促動器10”和10”’的電動機在橫截面的外部，因此未被顯示。只有機電離 合器促動器10”、10”’不同于圖1的機電離合器促動器10的特征將在下面進行解釋。內部輸出軸32’在中空輸出軸45內同軸布置。第一和第二離合器盤分別安裝在 中空輸出軸45和輸出軸32’的花鍵部分。第一和第二摩擦盤分別被機電離合器促動器10” 和10”，促動。機電離合器促動器10”’的第二帶有螺紋的圓柱形零件20”’在機電離合器促動器 10”的第二帶有螺紋的圓柱形零件20”內同軸布置。機電離合器促動器10”的第一帶有螺紋的圓柱形零件17”，其以大齒輪的形式形 成，被安裝在機電離合器促動器10”的第二帶有螺紋的圓柱形零件20”上。第一帶有螺紋的圓柱形零件17”的螺紋18”，其以第一帶有螺紋的圓柱形零件17”的齒的形式形成，與桿 15”的螺紋14”相嚙合，該桿15”連接到電動機上。在離合器殼體22’的第一帶有螺紋的圓 形孔的內側的內螺紋23”與在第二帶有螺紋的圓柱形零件20”的外側的螺紋21”相嚙合。同樣地，機電離合器促動器10”’的第一帶有螺紋的圓柱形零件17”’，其以大齒輪 的形式形成，被安裝在機電離合器促動器10”’的第二帶有螺紋的圓柱形零件20”’上。第 一帶有螺紋的圓柱形零件17”’的螺紋18”’，其以第一圓柱形零件17”’的齒的形式形成，與 桿15”’的螺紋14”’相嚙合，該桿15”’連接到電動機上。在離合器殼體22’的第二帶有螺 紋的圓形孔的內側的內螺紋23”’與在第二帶有螺紋的圓柱形零件20”’的外側的螺紋21”’ 相嚙合。滾柱軸承，其在圖6中未顯示，在機電離合器促動器10”的第二圓柱形零件20”與 機電離合器促動器10”’的第二圓柱形零件20”’之間被提供，以至于第二圓柱形零件20”’ 在第二圓柱形零件20”內自由旋轉，并且第二圓柱形零件20”’在第二圓柱形零件20”內被 支撐。雙離合器25’的雙質量飛輪連接到發動機的輸出軸上，如圖6左手側所示。由于自鎖特征，根據本申請的機電離合器在閉合位置不要求額外能量去保持自然 打開離合器。這在實現至少其中一個離合器作為自然打開的離合器的雙離合器傳輸中是特 別有利的。由于節能，內燃機的排放也減少了。根據本申請的機電離合器促動器可以用于自然打開和自然閉合的離合器。此外， 其可有效地用于雙離合器變速器(DCT)，并且也可用于半自動變速器(AMT)。機電離合器促動器可以僅用非常少的零件來實現。不要求液壓管路和防止泄露的 密封，不需要補充液壓油。由于根據本申請的螺紋的低傾角，快速轉動電動機的相對低的輸出扭矩可被轉換 成相對高的促動力。此外，螺紋的低傾角提供了自鎖特性，其阻止當電動機斷開時，甚至當 沒有提供附加裝置如剎車機構時，促動器滑出位置。螺紋可以具有特殊的形式以提高自鎖 特性，例如螺紋牙側特定的傾角。螺紋可以形成，例如鋸齒形或者如偏梯形、V形和英制梯 形螺紋(Acme)的梯形形狀。英制梯形螺紋和偏梯形螺紋具有承受高載荷的優點，而V形螺 紋能提供用于自鎖特征的更大的摩擦表面。螺紋還可具有多頭螺紋以增加用于快速離合器 促動的線性運動。機電離合器促動器的帶有螺紋的零件可以用標準零件使用標準加工工具制成。因 此，配有根據本申請的離合器促動器的汽車是更友好服務的。這個優點尤其適用于，但不排 除其它的，打算用于欠發達地區的車輛。此外，根據本申請的機電離合器促動器的零件與其它包含杠桿、彈簧、滾柱和類似 東西的其它機電機構相比可以做的堅固。因此，根據本申請的機電離合器促動器也可用于 在惡劣環境操作和用于軍事車輛。根據本申請對雙離合器的兩個促動器使用固定的內螺紋使得第二圓柱形零件靠 近輸出軸放置成為可能。因此，離合器的杠桿臂可以做大用于接收大的壓力。盡管上面的描述包含許多細節，但是這些不構成作為本實施例的范圍的限制，而 僅僅提供可預見實施例的說明。特別是上面提到的本實施例的優點不構成作為本實施例的 范圍的限制，而僅僅解釋如果所描述的實施例投入實踐的可能的成果。因此，實施例的范圍 應當通過權利要求書和其等價物來確定，而不是通過所給出的實例。
一些修改是可能的。例如，第二部分的第二和第一圓柱形零件可以作為有兩個外 螺紋的一個單獨零件或者作為有一個外螺紋和齒的單獨零件來實現。第一圓柱形零件可以 作為帶有齒的嵌齒輪(cog wheel)來實現。零件的螺紋也可以是左旋的。電動機和桿的位 置可以相對于圖中所示的位置交換180°。兩個機電離合器促動器的布置也可用于促動離合器從不同側被促動的一類雙離 合器。在這個布置中，第二圓柱形零件彼此不嵌套，并且機電離合器促動器可以同樣構造。代替杯形零件，可以使用由另一個零件如離合器殼體形成的內螺紋。第一和第二 圓柱形零件的位置也可以交換，這意味著內螺紋和第二圓柱形零件可以與離合器分離軸承 相鄰，而桿和第一圓柱形零件位于進一步遠離離合器分離軸承的位置。
權利要求
1.一種帶有齒輪裝置的包括電動機(9 ；9’)的離合器促動器組件(10 ；10’)，所述齒輪裝置包括-蝸輪副，其有帶有螺紋的蝸桿(1 和帶有促動器部分(19)的蝸輪(12)，所述蝸輪 (12)由所述蝸桿(15)促動，所述蝸桿(15)由所述電動機(9 ；9’ )促動； -所述蝸輪(1 還包括帶有送進螺紋的送進齒輪部分00)； -固定螺紋03)，與所述送進螺紋相嚙合； 其中所述齒輪裝置包括自鎖特征，當所述電動機(9 ；9’)未被促動時，該自鎖特征阻止所述 促動器部分(19)移動。
2.如權利要求1所述的離合器促動器組件(10；10')，其特征在于 所述自鎖特征是由所述蝸輪(1 的第二螺紋(18)的傾角所提供。
3.如權利要求1所述的離合器促動器組件(10；10')，其特征在于 所述自鎖特征是由所述送進螺紋的傾角所提供。
4.如權利要求1所述的離合器促動器組件(10；10')，其特征在于所述自鎖特征是由所述蝸輪(1 的所述第二螺紋(18)的和所述送進螺紋的傾 角所提供。
5.如前述權利要求任一項所述的離合器促動器組件(10；10’)，其特征在于所述自鎖特征進一步由所述帶有螺紋的蝸桿(1 的螺紋(14)的螺紋面和/或所述送 進螺紋的螺紋面的形狀所提供。
6.如權利要求5所述的離合器促動器組件(10；10')，其特征在于所述帶有螺紋的蝸桿(1 的螺紋(14)的和/或所述送進螺紋的螺紋面形成為 鋸齒形螺紋。
7.如權利要求5所述的離合器促動器組件(10；10')，其特征在于所述帶有螺紋的蝸桿(1 的螺紋(14)的和/或所述送進螺紋的螺紋面形成為 梯形螺紋。
8.如前述權利要求任一項所述的離合器促動器組件(10)，其特征在于所述蝸輪的螺紋(18)是由位于第一圓柱形零件(17)的圓周上的陰螺紋(18)所提供， 所述送進螺紋是由位于第二圓柱形零件OO)的圓周上的陽螺紋所提供。
9.如前述權利要求任一項所述的離合器促動器組件(10；10’)，其特征在于 所述固定螺紋是由離合器殼體的內螺紋所提供。
10.如前述權利要求任一項所述的離合器促動器組件(10’)，其特征在于所述電動機(9’ )和所述帶有螺紋的蝸桿(1 可沿移動軸線(8)移動，并且其中提供 有用于沿所述移動軸線(8)移動所述電動機(9’)和所述蝸桿(1 的導向裝置(40)，所述 導向裝置GO)被連接到所述電動機(9’)，并且所述導向裝置00)與連接到所述蝸輪(12) 的接合部分相接合。
11.一種用于促動雙離合器的兩個離合器促動器組件(10”，10”’)的布置，所述布置包括-根據前述權利要求任一項所述的第一離合器促動器組件(10”)，用于促動所述雙離合器的第一離合器；-根據前述權利要求任一項所述的第二離合器促動器組件(10”’)，用于促動所述雙離 合器的第二離合器； 其特征在于所述第一離合器促動器組件(10”)的送進螺紋01”)部分地包圍所述第二機電離合 器促動器(10”’ )的送進螺紋(21”’ )。
12.如權利要求11所述的兩個離合器促動器組件(10”；10”’ )的布置，其特征在于 在所述第一離合器促動器組件(10”)的送進螺紋01”)與所述第二離合器促動器組件(10”’ )的送進螺紋(21”’ )之間設置有軸承。
13.一種單離合器，帶有如權利要求1到10任一項所述的離合器促動器組件(10 ； 10，)。
14.一種雙離合器，帶有兩個如權利要求11或者12所述的離合器促動器組件(10”， 10”，)布置。
15.一種汽車，帶有如權利要求13或者權利要求14所述的離合器。
全文摘要
帶有齒輪裝置的包括電動機的離合器促動器組件被公開。齒輪裝置包括具有帶有螺紋的蝸桿和帶有促動器部分的蝸輪的蝸輪副。蝸輪由蝸桿促動，蝸桿由電動機促動。蝸輪還包括帶有送進螺紋的送進齒輪部分。離合器促動器組件的固定螺紋與送進螺紋相嚙合。齒輪裝置包括自鎖特征，當電動機未被促動時，其阻止促動器部分移動。
文檔編號F16H55/22GK102135145SQ20111002362
公開日2011年7月27日 申請日期2011年1月21日 優先權日2010年1月22日
發明者邁克爾·維斯特伯格 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司