本發(fā)明涉及一種包括第一驅(qū)動(dòng)軸和第二驅(qū)動(dòng)軸的爪式離合器，所述驅(qū)動(dòng)軸可通過雙花鍵(dualspline)連接器彼此連接，所述雙花鍵連接器可沿所述第一驅(qū)動(dòng)軸和第二驅(qū)動(dòng)軸的縱向軸線移動(dòng)。所述雙花鍵連接器設(shè)置有與所述第一驅(qū)動(dòng)軸的外花鍵配合的內(nèi)花鍵，所述雙花鍵連接器還設(shè)置有在軸向移動(dòng)時(shí)可與所述第二驅(qū)動(dòng)軸的內(nèi)花鍵連接或斷開的外花鍵。

背景技術(shù)：

離合器用于將驅(qū)動(dòng)源(例如，發(fā)動(dòng)機(jī))與驅(qū)動(dòng)裝置(例如，車輛的驅(qū)動(dòng)軸)連接或斷開。有兩種主要類型的離合器，即摩擦離合器和爪式離合器，所述摩擦離合器允許所述驅(qū)動(dòng)源和所述驅(qū)動(dòng)裝置之間的滑動(dòng)，所述爪式離合器被連接或者斷開。大多數(shù)爪式離合器設(shè)計(jì)有通常形式為軸上的花鍵的某種爪件，該爪件可與另一個(gè)軸上的相應(yīng)結(jié)構(gòu)接合。爪式離合器的一個(gè)問題是它們要求驅(qū)動(dòng)源和驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)速完全相等；否則，爪件可能不會(huì)與另一個(gè)軸的相應(yīng)結(jié)構(gòu)接合，因?yàn)樵撟⒃诒緫?yīng)接合的相應(yīng)結(jié)構(gòu)上“彈起”，而不是正確接合以傳遞要所要傳遞的轉(zhuǎn)矩。

爪式離合器的一個(gè)常見使用領(lǐng)域是四輪驅(qū)動(dòng)應(yīng)用，在所述應(yīng)用中，如果可以在兩輪驅(qū)動(dòng)和四輪驅(qū)動(dòng)之間切換，則是有益的。這是通過使發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)前輪或后輪相接合或分離來執(zhí)行的。

如果要連接的軸的轉(zhuǎn)速不相等，那么對(duì)于接合問題的一個(gè)解決方案是為爪式離合器設(shè)計(jì)“松弛度”(slack)，即增加相應(yīng)結(jié)構(gòu)的間隙。該解決方案的一個(gè)問題是，爪式離合器可能是“有響聲的”(clonky)，即在從負(fù)轉(zhuǎn)矩到正轉(zhuǎn)矩(反之亦然)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換期間有轉(zhuǎn)矩傳遞中斷。

在de102012216988中，其中爪件最大為它們應(yīng)該配合的開口的一半尺寸的爪式離合器設(shè)置有將爪件推到延伸位置的彈簧。如果要連接的軸的轉(zhuǎn)速不同，則連接將由一個(gè)爪件進(jìn)入其應(yīng)該配合的開口開始，之后相鄰的爪件也將進(jìn)入開口，從而形成無“響聲”(clonk)的連接。

然而，根據(jù)de102012216988的解決方案復(fù)雜且制造成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種如果待連接的軸的轉(zhuǎn)速不同也可以接合，同時(shí)實(shí)現(xiàn)無“響聲”連接的爪式離合器。

本發(fā)明通過提供一種爪式離合器來解決或至少減輕現(xiàn)有技術(shù)的問題，其中雙花鍵連接器的外花鍵和/或第二驅(qū)動(dòng)軸的內(nèi)花鍵中的任何一個(gè)或兩者設(shè)置有用于允許所述內(nèi)花鍵和外花鍵部分連接的裝置。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，用于允許所述內(nèi)花鍵和外花鍵部分連接的所述裝置是凹槽，所述凹槽設(shè)置在布置成與配合花鍵接觸的花鍵的端部，其中所述凹槽包括轉(zhuǎn)矩傳遞表面和底面。

為了實(shí)現(xiàn)最佳轉(zhuǎn)矩傳遞，所述轉(zhuǎn)矩傳遞表面可以具有與和其接觸的花鍵相對(duì)應(yīng)的形狀。

為了在所述內(nèi)花鍵和外花鍵完全接觸時(shí)不降低爪式離合器的轉(zhuǎn)矩傳遞能力，所述凹槽可以設(shè)置在與沿主方向傳遞轉(zhuǎn)矩的花鍵側(cè)面相反的花鍵側(cè)面上。

為了減少連接/斷開爪式離合器必要的行程，所述內(nèi)花鍵和外花鍵都可以分成至少兩排。在該實(shí)施例中，一個(gè)花鍵排可以比其它花鍵排更早地連接至其配合花鍵排。

為實(shí)現(xiàn)部分連接，比所述其它花鍵排更早地連接至其配合花鍵排的所述花鍵排的花鍵具有比所述其它花鍵排更細(xì)的花鍵。

附圖說明

下面參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的處于斷開狀態(tài)的爪式離合器的一部分的剖面?zhèn)纫晥D；

圖2是與圖1的視圖相同的剖面?zhèn)纫晥D，但是其顯示爪式離合器處于連接狀態(tài)；

圖3a-3g是示意性俯視圖，示出了花鍵連接順序的第一實(shí)施例，該花鍵連接是在要連接的軸中的一個(gè)軸以比另一個(gè)軸轉(zhuǎn)速更高的情況下；

圖4a-4h是示意性俯視圖，示出了花鍵連接順序的第一實(shí)施例，該花鍵連接是在軸的轉(zhuǎn)速分別相反的情況下；

圖5a-5g是花鍵連接順序的第二實(shí)施例的示意圖，其中轉(zhuǎn)速差與圖3a-3g的轉(zhuǎn)速差相同；以及

圖6a-5i是花鍵連接順序的第二實(shí)施例的示意圖，其中軸的轉(zhuǎn)速分別相反，即與圖4a-4h的速度差相同。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1和圖2，以剖視圖示出了爪式離合器的連接/斷開裝置100。連接/斷開裝置100包括控制單元110，其可操作為圍繞中心軸線130旋轉(zhuǎn)偏心設(shè)置的控制銷120?？刂其N進(jìn)一步連接至雙花鍵連接器150的周向軌道140，該雙花鍵連接器150縱向可滑動(dòng)地安裝在中心花鍵驅(qū)動(dòng)軸160上。雙花鍵連接器150的內(nèi)表面設(shè)置有與花鍵驅(qū)動(dòng)軸160的花鍵配合的內(nèi)花鍵，使得雙花鍵連接器始終與花鍵驅(qū)動(dòng)軸同步旋轉(zhuǎn)，但是如上所述，它可以在縱向方向上滑動(dòng)，即沿著花鍵驅(qū)動(dòng)軸的長(zhǎng)度軸線滑動(dòng)。

此外，雙花鍵連接器可與第二驅(qū)動(dòng)軸170連接。第二驅(qū)動(dòng)軸設(shè)置有內(nèi)花鍵175，并且雙花鍵連接器150設(shè)置有與第二驅(qū)動(dòng)軸170的內(nèi)花鍵175配合的外花鍵155。

在圖1中，爪式離合器處于斷開狀態(tài)。這是通過旋轉(zhuǎn)控制單元110以使銷120到達(dá)其在圖1右側(cè)的位置而實(shí)現(xiàn)的。由于銷120和軌道140之間的協(xié)作，雙花鍵連接器將被迫向圖1中的右側(cè)移動(dòng)，遠(yuǎn)離第二驅(qū)動(dòng)軸170的內(nèi)花鍵175。

為了將花鍵驅(qū)動(dòng)軸和第二驅(qū)動(dòng)軸彼此連接，控制單元被控制為旋轉(zhuǎn)，使得銷120(且由此使得雙花鍵連接器150)向左移動(dòng)。然后，第二驅(qū)動(dòng)軸的內(nèi)花鍵175和雙花鍵連接器的外花鍵將接合，花鍵驅(qū)動(dòng)軸和第二驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)將相同。

但是，如果花鍵驅(qū)動(dòng)軸和第二驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速存在初始差異，則雙花鍵連接器150的外花鍵155和第二驅(qū)動(dòng)軸170的內(nèi)花鍵175的接合可能是困難的，只是因?yàn)榭捎糜谶B接的時(shí)間是內(nèi)花鍵和外花鍵完全對(duì)齊的時(shí)候。

根據(jù)本發(fā)明，通過使連接操作過程中首先彼此接觸的外花鍵和/或內(nèi)花鍵中的一者或二者的端部不對(duì)稱來解決該問題。

圖3a-3g示出了用于促進(jìn)內(nèi)花鍵175和外花鍵155之間連接的花鍵設(shè)計(jì)的示例性第一實(shí)施例?？梢钥闯?，外花鍵具有凹槽157，其允許花鍵部分接合而不完全對(duì)齊。凹槽提供轉(zhuǎn)矩傳遞表面158和底面159，轉(zhuǎn)矩傳遞表面158的形狀適于提供與內(nèi)花鍵175接觸的盡可能大的表面積。應(yīng)當(dāng)注意，凹槽157優(yōu)選位于花鍵的不將力傳遞至其配合花鍵的花鍵側(cè)面上。此外，如果底面158相當(dāng)平坦，則是優(yōu)選的。圖3a-3g示出了花鍵155的轉(zhuǎn)速最初就高于內(nèi)花鍵175的轉(zhuǎn)速的情況下的連接順序。

在圖3a中，花鍵完全斷開。

在圖3b中，控制單元被控制為旋轉(zhuǎn)，使得花鍵開始接觸?？梢钥闯?，花鍵不會(huì)彼此鎖定，因?yàn)樗鼈儾粚?duì)齊。

在圖3c中，示出了花鍵155是如何相對(duì)于花鍵175移動(dòng)，以使花鍵175與凹槽157對(duì)齊的。

在圖3d中，花鍵之間的連接已經(jīng)由花鍵175進(jìn)入凹槽157而開始。

在圖3e中，花鍵完全對(duì)齊，并且花鍵155在一個(gè)方向上被鎖定至花鍵175?；ㄦI的轉(zhuǎn)速現(xiàn)在是相同的，并且花鍵對(duì)齊。

在圖3f和3g中，花鍵155和175的對(duì)齊允許花鍵完全接合。

應(yīng)當(dāng)注意，凹槽157允許花鍵的初始接合-如果不存在，則花鍵之間的對(duì)齊時(shí)間將太短，花鍵不能正確地接合。

在圖4a-4c中，示出了花鍵155和175的相反轉(zhuǎn)速差的連接順序，即當(dāng)花鍵155的轉(zhuǎn)速較低時(shí)。圖4a-4c的事件順序與圖3a-3c的事件順序相同，但是稍有不同：

在圖4d中，花鍵已經(jīng)對(duì)齊，但是代替花鍵155和花鍵175之間的接合，在凹槽157和花鍵175之間將形成接合。該接合將使花鍵以相同的速度同步旋轉(zhuǎn)，但是由于花鍵不對(duì)齊，連接不會(huì)完成，如圖3f和3g所示。請(qǐng)注意，在該位置上，優(yōu)選的是，凹槽的與花鍵175有轉(zhuǎn)矩傳遞接觸的區(qū)域所具有的形狀與不和花鍵175有轉(zhuǎn)矩傳遞接觸的花鍵155相對(duì)應(yīng)。

然而，遲早，花鍵之間的轉(zhuǎn)矩傳遞會(huì)發(fā)生變化。這在圖4e中示出，并且導(dǎo)致與根據(jù)圖3a-3d的轉(zhuǎn)速差相同的轉(zhuǎn)速差。所得到的完全接合在圖4f-4h中顯示，與圖3e-3g所示的順序相同。

優(yōu)選地，該位置被限制為在爪式離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩受限制(例如，在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)而不是發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的方向上)的情況下使用。

在圖5a-5g中，示出了花鍵排列的另一實(shí)施例。不是在首先與其應(yīng)連接的花鍵接觸的花鍵的末端中設(shè)置凹槽157，而是設(shè)置有兩排花鍵180，185和190，195，其中，花鍵排195執(zhí)行與圖3和圖4所示的具有凹槽157的花鍵末端相同的任務(wù)。下面將給出對(duì)功能的描述。

首先，花鍵排190和195以比花鍵排180和185更高的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的功能。

在圖5a中，爪式離合器完全斷開。

在圖5b中，控制單元已經(jīng)開始致動(dòng)雙花鍵連接器，但是花鍵排195與花鍵排185接合，使得花鍵排之間不會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)連接(比較圖3b和4b的情況)。

在圖5c中，花鍵排185的花鍵已經(jīng)與花鍵排195的花鍵對(duì)準(zhǔn)，這意味著花鍵185的端部進(jìn)入花鍵195之間的空間是可能的。這在圖5d中完成。在圖5e中，花鍵排195的花鍵的端部與花鍵185接觸，因此迫使花鍵排185與花鍵排185同步旋轉(zhuǎn)。這將允許花鍵排180的花鍵與花鍵排190的花鍵配合(圖5f和5g)。

在花鍵排180，185和190，195各自的轉(zhuǎn)速相反的情況下，連接順序?qū)⒌韧诼?lián)合圖4a-4h公開的連接順序，即需要傳送的轉(zhuǎn)矩相反以使花鍵完全接觸。對(duì)于第二實(shí)施例，這在圖6a至6i中示出。

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種爪式離合器，其在爪式離合器的驅(qū)動(dòng)軸存在轉(zhuǎn)速差時(shí)允許無“響聲”的連接以及爪式離合器的連接。