机动车的安全离合器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于机动车的安全离合器，其用于在电机的机轴（1）与驱动机动车的至少一个车轮的车轮驱动轴（2）之间传递驱动力矩。在无故障的正常运行中通过一可松脱的形状锁合联接装置（LF）进行机轴（1）和车轮驱动轴（2）之间的转矩传递。在出现超出限值的转矩时可松脱的所述形状锁合联接装置（LF）断联，使得一弹性联接装置（KE）至少短时间地承担转矩传递的任务。
【专利说明】机动车的安全离合器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述的用于机动车的安全离合器。
【背景技术】
[0002]在使用电机作为驱动马达的电动车或混合动力车辆中，电机常与驱动轮不可分离地连接，也就是说在电机和驱动轮之间不存在离合器，而是例如仅存在形状锁合的传力元件，如万向轴或变速器/传动装置。如果在这种刚性的驱动连接中在电机或功率电子件中出现故障或者功率电子件为建立安全的车辆状况而切换至主动短路时，就会出现短时间内非常高的转矩峰值，该转矩峰值能明显超出马达-额定转矩并以高频率振动。这种转矩峰值可以是马达-额定转矩的值的足足三倍，由此使得机动车会在行驶动力学上变得不稳。通过传动系与电机刚性联接的驱动轮的轮胎在此会失去道路附着力。
[0003]原则上存在下述可能性，即:向传动系中装入弹性的中间元件，以便在故障情况下减小转矩峰值。但是传动系中的该弹性在正常运行中是有干扰性的，因为不再能够最佳地利用电机的积极特性也就是快速的转矩建立。此外由于弹性的中间元件，传动系在正常运行中极易导致干扰性振动。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于，为机动车提供一种安全离合器，该安全离合器一方面在正常运行中能实现电机和驱动轮之间尽可能好的转矩传递，另一方面在出现过高的转矩峰值时对行驶稳定性具有有利的影响。
[0005]该目的通过权利要求1的特征得以实现。在从属权利要求中公开了本发明的优选的扩展方案。
[0006]根据权利要求1的特征部分，所述安全离合器在电机的机轴与一个或多个驱动轮的车轮驱动轴之间呈现出可松脱/可断联的形状锁合连接。由此在正常运行中在电机与驱动轮之间存在带有最佳转矩传递的最佳驱动联接。而一旦出现过高的转矩，安全离合器的形状锁合联接装置就断联，由此取消了机轴与车轮驱动轴之间的形状锁合的联接。此时一弹性联接装置承担了在电机与车轮驱动轴之间传递转矩的任务，由此弹性地缓冲所出现的转矩峰值，以阻止在驱动轮上或驱动轮的轮胎上的附着力的损失。由于故障情况例如电机中的短路而出现的转矩-振动由此仅被缓冲地传递到车轮驱动轴上并进而传递到驱动轮上。
[0007]此外所述安全离合器还具有这样的优点，即在两个方向上、也就是不仅在电动机运行中而且还在发电机运行中都能以安全功能进行转矩传递。
[0008]在故障中在出现相应过高的转矩峰值时起到离合器作用的所述弹性联接装置可以包括至少一个弹性的橡胶元件，机轴通过该橡胶元件与车轮驱动轴弹性可转动地联接。这种弹性连接装置可以是设置在两个法兰之间的橡胶圈，所述两个法兰一个固定在机轴上，另一个固定在车轮驱动轴上，从两个法兰伸出的钢销交替地接合到该橡胶圈中。但所述弹性联接装置还可以设计为弹性的栓联接装置，其具有多个设置在两个法兰之间的弹性的连接栓。原则上，只要可以实现两个轴的弹性联接，也可以使用其他的弹性联接元件。但在每种情况中重要的都是，弾性联接装置在正常运行中不起作用，而是在机轴与车轮驱动轴之间存在形状锁合的联接(装置)，该形状锁合的联接(装置)在超过转矩限值时才断开，从而所述弹性联接装置短时间内在机轴与车轮驱动轴之间承担被缓冲的转矩传递的任务。如果转矩再次回落到正常范围，那么形状锁合联接装置又可以再次承担转矩传递的任务。
[0009]尤其有利的是，本发明的安全离合器不需要任何控制元件或传感器或其他主动监测装置，而是本发明的安全离合器是ー被动的内装件，该内装件在两种运行状态——刚性联接和弹性联接——之间被动地切換，也就是说，为此无需电监测装置和控制装置。
[0010]所述可松脱的形状锁合联接装置可以非常简单地借助能弹动的止动元件、例如卡锁球来实现，这些止动元件安装在机轴和/或车轮驱动轴的区域内，接合到各自相对的轴的相应的支承窝座中，并能够抵抗压簧的カ从支承窝座中挤出。支承窝座的形状在此与卡锁球的形状和尺寸相匹配。此外支承窝座的深度这样选择，使得在转矩相应高时卡锁球能够抵抗弹黃カ从支承窝座中被挤出。
[0011]具有以能弹动的方式设置的止动元件的可松脱的形状锁合联接装置可以这样设计，使得所述卡锁球能关于所属轴的定向要么径向地要么同轴地抵抗弹簧カ被压回。通过所使用的将卡锁球压入所属的支承窝座中的压簧的強度，可以确定转矩限值，所述形状锁合联接装置在该转转限值下断联。卡锁球的尺寸、数目、轴间距和支承窝座的深度也可以选择成，使得所述形状锁合联接装置在规定的转矩限值被超过时断联。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]下面在附图中说明本发明的两个实施例。
[0013]附图示出:
[0014]图1以部分剖面图示出具有能径向弹动的卡锁球的安全离合器，
[0015]图2示出沿图1箭头方向A观察的端面视图的上半部，以及
[0016]图3示出具有以能同轴弹动的方式设置的卡锁球的安全离合器的变型方案。
【具体实施方式】
[0017]图1中所示的安全离合器使机轴I与车轮驱动轴2联接并且是关于轴1、2基本上旋转对称的结构部件。图1中仅示出了安全离合器的上部区域。
[0018]所述安全离合器包括包围机轴I的第一法兰3和搭接车轮驱动轴2的第二法兰4，在两个法兰之间延伸有橡胶圈5形式的弹性的联接元件。钢销6、7从两个法兰3、4以相同的转角间距交替地伸入到橡胶圈5的孔8中(还參见图2)。钢销6在法兰4上旋入到螺纹9中，而在图1中不可见的钢销7从法兰3相应地伸出并接合到橡胶圈5中。
[0019]法兰3、4连同橡胶圈5和钢销6、7形成一弹性联接装置，该弹性联接装置在机轴I和车轮驱动轴2之间作用。法兰3与机轴I通过啮合部10抗转动地相连接，法兰4与车轮驱动轴2通过啮合部11抗转动地相连接。此外这里法兰3、4借助未示出的固定元件抵抗轴向移动地固定在轴1、2上。
[0020]为传递转矩，图1的安全离合器不仅具有弹性联接装置EK，还具有一可松脱的形状锁合联接装置LF。可松脱的形状锁合联接装置LF具有多个以相同的转角间距设置的止动元件13，在此例如是卡锁球，它们可以抵抗压簧14的力压回到孔15中。卡锁球13沿着形成在车轮驱动轴2上的肩部17的周面16分布并且处在相应的支承窝座18中，该支承窝座位于形成在机轴I上的套管20的内表面19上。
[0021]在正常运行中，通过卡锁球13在电机的机轴I与例如同机动车驱动轮刚性联接的车轮驱动轴2之间存在形状锁合连接。在正常运行期间由于机轴I和车轮驱动轴2之间的形状锁合连接，弹性联接装置EK不起作用。但一旦例如由于电机中的短路而随着机轴I上过高的转矩峰值出现干扰，则会造成可松脱的形状锁合联接装置LF断联的结果，其中卡锁球13抵抗弹簧力14从各自所属的支承窝座18中挤出。这通过机轴I和车轮驱动轴2之间的相对转动运动来实现。
[0022]一旦可松脱的形状锁合连接装置LF断联，也就是说，形状锁合连接被断开，那么弹性联接装置EK就通过弹性的橡胶圈5承担转矩传递的任务。
[0023]脉冲式干扰的出现导致可松脱的形状锁合联接装置LF短时间断联，在此通过弹性联接装置EK的回位力支持自动向正常的形状锁合连接的回归。
[0024]图2以略缩小的比例示出了图1的安全离合器按照箭头方向A的视图，其中尤其可以看见钢销6、7的位置。被法兰4遮盖的橡胶圈5以虚线示出。法兰4通过啮合部11与车轮驱动轴2抗转动地连接，该啮合部具有设计在车轮驱动轴2上的、以虚线示出的齿圈。
[0025]在图3所示的实施例中，在第一法兰3和第二法兰4之间同样有可松脱的形状锁合连接装置LF起作用，在此所使用的卡锁球13是可以同轴地抵抗压簧14的弹簧力而运动的。卡锁球13被压簧14压入以虚线示出的支承窝座18中，该支承窝座位于法兰3的端侧21上。
[0026]在此弹性联接装置EK也由橡胶圈5形成。但是替代于这种橡胶圈5，也可以使用多个弹性的连接栓22。图3中在形状锁合连接断开时存在两个法兰3、4偏心的危险。为抵抗这种偏心，可以在法兰3、4之间设置未示出的刚性的定中心件，如轴承或销。
【权利要求】
1.一种用于机动车的安全离合器，该安全离合器用于在电机的机轴(I)与驱动机动车的至少ー个车轮的车轮驱动轴(2)之间传递驱动カ矩，其特征在于，在无故障的正常运行中通过一可松脱的形状锁合联接装置(LF)进行机轴(I)与车轮驱动轴(2)之间的转矩传递，而在出现超出限值的转矩时可松脱的所述形状锁合联接装置(LF)断联，使得一弹性联接装置(KE)至少短时间地承担转矩传递的任务。
2.根据权利要求1所述的安全离合器，其特征在于，所述弹性联接装置(KE)包括至少ー个弹性的联接元件，机轴(I)和车轮驱动轴(2)通过该联接元件弾性地、能相对彼此转动地联接。
3.根据权利要求1或2所述的安全离合器，其特征在于，所述弹性联接装置(KE)在一安装在机轴(I)上的法兰(3)与一安装在车轮驱动轴(2)上的法兰(4)之间作用。
4.根据权利要求2或3所述的安全离合器，其特征在干，在法兰(3、4)上伸出的钢销(6、7)交替地接合到所述联接元件的孔(8)中。
5.根据权利要求2至4之一所述的安全离合器，其特征在于，所述联接元件设计成橡胶圈(5)。
6.根据权利要求1至4之一所述的安全离合器，其特征在干，所述弹性联接装置(KE)构造为弹性的栓联接装置，所述栓联接装置具有多个在机轴(I)与车轮驱动轴(2)之间作用的弹性的连接栓(22)。
7.根据上述权利要求之一所述的安全离合器，其特征在于，可松脱的所述形状锁合联接装置(LF)具有在机轴(I)上和/或车轮驱动轴(2)上以能弹动的方式设置的止动元件(13)，如卡锁球或卡锁滚柱，这些止动元件利用弹簧カ以能松脱的方式接合到设置在相应另ー轴(1、2)上的支承窝座(18)中。
8.根据权利要求7所述的安全离合器，其特征在于，所述卡锁球(13)在转矩限值被超过时分别抵抗压簧(14)的弹簧カ从所述支承窝座(18)中退出并使所述形状锁合联接装置(LF)断联。
9.根据权利要求7或8所述的安全离合器，其特征在于，止动元件(13)以能抵抗压簧(14)的カ径向弹动的方式在两个轴(1、2)中的ー个上突出并且接合到相应另ー轴(1、2)的形成在套管(20)内壁上的相应的支承窝座(18)中。
10.根据权利要求7或8所述的安全离合器，其特征在于，所述止动元件(13)以能抵抗压簧(14)的力同轴弹动的方式在两个轴(1、2)中的ー个上突出并且接合到相应另ー轴(1、2)的相应的支承窝座(18)中。
【文档编号】F16D7/06GK103459872SQ201180069525
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2011年9月8日 优先权日:2011年3月25日
【发明者】K-H·梅廷格尔 申请人:奥迪股份公司