专利名称：操纵离合器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种操纵离合器，该操纵离合器能装入到一驱动部分与一输出部分之间的旋转的传动系中。
背景技术：
在旋转的传动系中，操纵离合器用来建立或中断从一驱动部分到一输出部分(例如从一驱动机械到一作业机械)的转矩传递。在此，不仅对于该操纵离合器的切换操作运动而且对于后继的保持断开或保持闭合，都需要外部的能量供给。这样便带来了较高的能量消耗，因而也会带来相应的能源成本，如果操纵离合器需要用电能的话，尤其如此。
发明内容由现有技术出发，本发明的目的在于，对这种型式的操纵离合器作如下改进，从而可以明显降低用于其操作的能量需求。为此，本发明提供一种操纵离合器，该操纵离合器能装入到一驱动部分与一输出部分之间的旋转的传动系中，其特征在于设置有能够局部固定的线圈壳体，该线圈壳体带有一整合的电磁铁线圈；在所述线圈壳体中可旋转地支承的并且能与所述驱动部分连接的定位单元，该定位单元具有一个内部的两级的锯齿状止动齿部和一个与该止动齿部正面对置的锯齿状调整齿部；处于所述电磁铁线圈以及一弹性恢复力的作用下的、能轴向偏移的接合单元，该接合单元带有在所述止动齿部与所述调整齿部之间可旋转地装入的、包括两个锯齿状端面齿部的滚动圈；能与所述接合单元经由端侧的平面齿部相接合的以及能与所述输出部分连接的输出法兰。这种操纵离合器的特征在于，设置有能够局部固定的线圈壳体，该线圈壳体带有一整合的电磁铁线圈；在所述线圈壳体中可旋转地支承的并且能与所述驱动部分连接的定位单元，该定位单元具有一个内部的两级的锯齿状止动齿部和一个与该止动齿部正面对置的锯齿状调整齿部；处于所述电磁铁线圈以及一弹性恢复力的作用下的、能轴向偏移的接合单元，该接合单元带有在所述止动齿部与所述调整齿部之间可旋转地装入的、包括两个锯齿状端面齿部的滚动圈；能与所述接合单元经由端侧的平面齿部(Plarwerzahmmgen， 直齿)相接合的以及能与所述输出部分连接的输出法兰。对于本发明重要的是这样的事实为了实现从操纵离合器的断开位置到闭合位置的转换以及反过来，现在只要利用一个在一个方向上有效作用的操纵力(形式上为电磁铁线圈)。仅仅通过一个弹性恢复力便确保了断开位置以及闭合位置，而且此时相互嵌入的齿部形状锁合。因此，只是为了改变操纵离合器的操纵状态才要向电磁铁线圈供给电能。这样的原理与也要借助电能保持断开位置和闭合位置的操纵离合器相比，获得了明显的能量节省效果。与此相关，同样有利的是，该操纵离合器对其周围不产生热作用。此外还满足了对于操纵离合器的新的机械设计规程的规定。该操纵离合器即使在能量供应出现故障或中断以后也可保持于其在故障或者中断之前所处的操纵状态。因此便确保了当时所驱动的装
3置的无危险运行。在操纵离合器的闭合状态，弹性恢复力用来使滚动圈(该滚动圈构成接合单元的构件)的两个端面齿部之一形状锁合地连接于定位单元的止动齿部的一级(第1级)。由此，接合单元经由一端侧的平面齿部也可靠地接合于能与输出部分连接的输出法兰的平面齿部。驱动力可以很好地从驱动部分经由定位单元和接合单元传递到输出法兰并从而传递到输出部分。另一方面，在操纵离合器的断开位置也能确保接合单元的滚动圈可靠地经由同一端面齿部形状锁合地连接于止动齿部的另一级(第2级)并因此使接合单元上和输出法兰上的平面齿部脱离嵌接。在操纵离合器的切换操作位置，克服弹性恢复力激活电磁铁线圈，并且接合单元的滚动圈形状锁合地连接于定位单元的调整齿部。该运动过程同时用来使滚动圈有限地旋转，以便当再次切断电能并且弹性恢复力起作用时使其能够从与止动齿部的其中一级的接合转移到与另一级的接合。为了确保用于使接合单元的滚动圈一方面与调整齿部以及另一方面与两级的止动齿部的接合所需要的滚动圈可旋转性，两级的止动齿部的齿顶正对单级的调整齿部的基本上沿周向延伸的长的齿面，而调整齿部的齿顶正对止动齿部的同样基本上沿周向延伸的长的齿面。滚动圈的端面齿部和调整齿部或止动齿部的各长的齿面可以相互滑动，而且在切换操作过程中在各齿部之间不产生自锁。这与各摩擦面的摩擦系数有关。因此，齿形角优选处在50°至85°的范围内。各齿部的横向于周向延伸的短的齿面只是具有限制滚动圈径向移动的功能。由于并未利用各齿部传递转矩，因此在滚动圈轴向移动时就没有切向分力经由接合单元作用到这些短的齿面上，这样，由于设定了该较陡的角度，故而在滚动圈偏移时预期不会产生自锁。在此方面，短的齿面的齿形角应该处在约0°至5°之间的范围内。采取下述措施来实现对操纵离合器居于断开位置和闭合位置的可靠保证止动齿部的第1级的齿高相对第2级的齿高确定为大约2 1的样子，并且两齿高的差值大致相当于接合单元上和输出法兰上的平面齿部的齿高。如果滚动圈的一端面齿部接合于止动齿部的第1级，则接合单元也经由平面齿部与输出法兰很好地连接。但如果滚动圈的相应的端面齿部连接于止动齿部的第2级，则接合单元和输出法兰的平面齿部就脱离嵌接，从而不可能有从驱动部分到输出部分的力传递。一种有利的实施形式在于，定位单元具有一个调整盘和一个与该调整盘及一根空心轴在装入间隔套筒的情况下能栓接的止动盘，所述调整盘带有在端侧设置的调整齿部， 所述止动盘带有端侧的止动齿部。该措施不仅能使得各不同构件的制造不成问题，而且允许它们往操纵离合器简单地组配。间隔套筒同时用作滚动圈的支承。此外适宜的是，接合单元由内部的滚动圈、一圆周侧的齿环、一衔铁盘以及一弹簧体盘组成，所述齿环在一端带有端侧的平面齿部，而在另一端带有径向向内定向的与所述定位单元上的外侧的对应齿部协同作用的滑动齿部，其中，所述滚动圈以一圆周侧的桥接部在所述弹簧体盘和/或所述衔铁盘的一内部的凹槽中滑动导向。优选该凹槽是设置在弹簧体盘中。齿环上的滑动齿部与定位单元上的对应齿部一起保证接合单元相对于定位单元能很好地轴向移动，以使滚动圈的端面齿部一方面与止动齿部接合以及另一方面与调整齿部接合。在此，定位单元的空心轴构造为，能够将电磁铁线圈装入到一个背离接合单元和面向驱动部分的凹槽中，由此使电磁铁线圈得以受保护地安置。按照本发明特别有利的是，弹性恢复力得自朝止动盘预紧的带有碟形弹簧的弹簧体组。例如，可以在操纵离合器的圆周上分别错开120°地设置三个碟形弹簧组。为此使用了阶梯式螺栓，它拧入止动盘中。衔铁盘则用作与电磁铁线圈协同操作。接合单元经由其圆周侧的齿环与输出法兰的很好接合通过下述方式来保证，即， 接合单元上和输出法兰上的平面齿部具有一种梯形的横截面。
以下借助附图中所示的各实施例更详细地阐释本发明。其中图1操纵离合器的示意的垂直纵剖视图；图2调整盘及调整齿部的示意透视图；图3止动盘及止动齿部的部分剖切的示意透视图；图4滚动圈的示意透视图；图5操纵离合器的各种不同的离合位置的流程图；图6间隔套筒的示意透视图；和图7调整盘的调整齿部的局部放大的示意图。
具体实施方式
图1中用1表示操纵离合器，其应用于例如在一个只是示意性表示的形式上为未予详细说明的驱动机械的驱动部分2与一个同样只是示意性表示的形式上为同样未予详细示出的作业机械的输出部分3之间旋转的传动系中。该操纵离合器1首先包括一个能够局部固定的线圈壳体4，该线圈壳体带有一整合的电磁铁线圈5。经由一径向延伸的线路6实现向电磁铁线圈5的电能供给。在线圈壳体4中，在装入球轴承7的情况下围绕一条纵轴线18可旋转地支承一根作为定位单元9的构件的空心轴8。空心轴8具有朝驱动部分2的方向敞开的凹槽10，在该凹槽中嵌入电磁铁线圈5。在空心轴8的背离驱动部分2的凹入的端面端头11上，借助于销15固定了一个杯状的调整盘12，该调整盘带有在轴向突出的边缘14上的端侧的锯齿状调整齿部13 (也见图2)。调整齿部13更详细地示于图7中。它包括基本沿周向延伸的长的齿面17和基本上平行于纵轴线18延伸的短的齿面19。长的齿面17的齿形角α可以为50°与85°之间， 而短的齿面19的齿形角Ci1可以在0°与5°之间。调整盘12借助于间隔套筒16 (也见图6)与止动盘20保持距离，该止动盘带有与调整盘12的调整齿部13正面对置的两级的锯齿状止动齿部21 (也见图幻。止动盘20、间隔套筒16和调整盘12经由多个在圆周上分布的螺栓22固定连接于空心轴8。为此，在止动盘20中、在间隔套筒16中和在调整盘12中设置有相应适配的孔23、24、25。在调整盘12与止动盘20之间以及在这两个盘12、20圆周侧设有一接合单元沈， 该接合单元由一内部的滚动圈27 (也见图4)、一圆周侧的齿环观、一衔铁盘四以及一弹簧体盘30组成。衔铁盘四、弹簧体盘30和齿环观通过螺栓31相互连接并且以未更详细示出的方式相互用销固定，而使它们形成一个衔铁构件32。内部的滚动圈27具有两个锯齿状端面齿部33、34，其中第一端面齿部33与调整盘12上的调整齿部13协同操作，而另一第二端面齿部34与止动盘20上的两级的止动齿部21协同操作。滚动圈27的圆周侧设有一桥接部35，它在弹簧体盘30的一个凹槽36中导向。弹簧体盘30用于容纳三个在圆周上彼此均勻错开的弹簧体组37。这些弹簧体组由碟形弹簧38构成，它们可以分别借助于一个阶梯式螺栓39预紧，该阶梯式螺栓拧入止动盘20中。各弹簧体组37被置入弹簧体盘30的凹部40中。阶梯式螺栓39的头部41处于衔铁盘四的凹部42中。接合单元沈的圆周侧的齿环28在一端具有一端侧的平面齿部43，该平面齿部如同在连接于输出部分3的输出法兰45上的一端侧的平面齿部44那样，具有一种梯形的横截面。齿环观在另一端上具有一向内定向的滑动齿部46，该滑动齿部与空心轴8上的外侧的对应齿部47协同作用。以下借助图5来阐释该操纵离合器1的功能方式。以各种不同的操作状况说明了分阶段示出的滚动圈27。滚动圈27的这些操作状况拟模拟在断开位置与闭合位置状态之间的切换操作过程。该图应该理解为滚动圈27、止动盘20和调整盘12的圆周的展开图
7J\ ο将止动盘20上的两级的止动齿部21设置为，使得止动齿部21的第一级48的齿高ai相对第二级49的齿高Zhi确定为大约2 1的样子，其中，两齿高ai和ail的差值大致相当于接合单元沈上和输出法兰45上的平面齿部43、44的齿高Zh2 (也见图1)。在这方面重要的是，止动齿部21的齿顶53正对调整齿部13的长的齿面17，而调整齿部13的齿顶M正对止动齿部21的长的齿面52、55。在操纵离合器1的闭合位置(状态< 1)，滚动圈27经由其端面齿部34形状锁合地接合于止动齿部21的第一级48。这一点仅仅是通过弹性恢复力(弹簧体组37)产生。 电磁铁线圈5是断路的。在激活电磁铁线圈5以后，则就克服弹簧体组37的恢复力(状态< 2)，并使滚动圈27经由接合单元沈向调整盘12的方向运动，此时滚动圈27的端面齿部33的外面的齿面50便支承到调整齿部13的长的齿面17上。由于这些倾斜齿部50、17，而使得滚动圈 27沿周向旋转，直到它按照状态< 3经由其端面齿部33形状锁合地连接于调整盘12上的调整齿部13为止。如果现在再次中断向电磁铁线圈5的能量供给，则弹簧体组37就朝止动盘20的方向拉回滚动圈27，从而使端面齿部34的齿面51按照状态< 4与止动齿部21的第二级49 的齿面52进入接触并紧接着按照状态< 5端面齿部34形状锁合地接合于止动齿部21的第二级49。由于止动齿部21有不同的齿高跑和跑1，故而在状态< 5中仅仅是基于弹簧体组37 (在排除向电磁铁线圈5供给能量的情况下)来确保操纵离合器1处于断开位置。 平面齿部43、44并不嵌接。如果现在要再次闭合操纵离合器1，则将电磁铁线圈5激活，此时克服弹簧体组37 的恢复力朝调整盘12的方向牵引滚动圈27，直到滚动圈27上的端面齿部33与调整盘12上的端面齿部13的长的齿面17进入接触(状态< 6)。调整齿部13的齿面17的倾斜面和端面齿部33的齿面50的倾斜面致使滚动圈27旋转，直到按照状态< 7滚动圈27的端面齿部33很好地形状锁合地接合于调整齿部13。 现在可以再次取消向电磁铁线圈5的电能供给。弹簧体组37按照状态< 8朝止动盘20的方向拉回滚动圈27，此时滚动圈27的端面齿部34的齿面51便与止动齿部21的第一级48的长的齿面55进入接触，并且，由于齿面51、55的倾斜设置，而使滚动圈27沿周向旋转，直到它按照状态< 9可靠地形状锁合地接合于止动盘20。操纵离合器1是闭合的。 接合单元沈上和输出法兰45上的平面齿部43、44传力地相互嵌入。该状态仅仅由于弹簧体组37而实现。向电磁铁线圈5供给能量则是不需要的。附图标记清单[0044]1操纵离合器28齿环[0045]2驱动部分29衔铁盘[0046]3输出部分30弹簧体盘[0047]4线圈壳体31螺栓[0048]5电磁铁线圈32衔铁构件[0049]6供电线路3327上的第一端面齿[0050]7球轴承3427上的第二端面齿[0051]8空心轴3527上的桥接部[0052]9定位单元3630中的凹槽[0053]108中用于5的凹槽37弹簧体组[0054]118的内端面端头38碟形弹簧[0055]12调整盘39阶梯式螺栓[0056]1312上的调整齿部4030中的凹部[0057]1412的边缘4139的头部[0058]15销4229中的凹部[0059]16间隔套筒4328上的平面齿部[0060]1713的长的齿面4445上的平面齿部[0061]181的纵轴线45输出法兰[0062]1913的短的齿面4628上的滑动齿部[0063]20止动盘478上的对应齿部[0064]2120上的止动齿部4821的第一级[0065]22螺栓4921的第二级[0066]2320中的孔5033的齿面[0067]2416中的孔5134的齿面[0068]2512中的孔5249的齿面[0069]26接合单元5321的齿顶[0070]27滚动圈5413的齿顶[0071]5548的齿Zh48的齿高[0072]α17的齿形角Zhl49的齿高[0073] α i 19的齿形角Zh2 43、44的齿高
权利要求1.操纵离合器(1)，该操纵离合器能装入到一驱动部分O)与一输出部分C3)之间的旋转的传动系中，其特征在于设置有能够局部固定的线圈壳体G)，该线圈壳体带有一整合的电磁铁线圈(5)；在所述线圈壳体(4)中可旋转地支承的并且能与所述驱动部分(2) 连接的定位单元(9)，该定位单元具有一个内部的两级的锯齿状止动齿部和一个与该止动齿部正面对置的锯齿状调整齿部(1 ；处于所述电磁铁线圈(5)以及一弹性恢复力 (37)的作用下的、能轴向偏移的接合单元( )，该接合单元带有在所述止动齿部与所述调整齿部(1 之间可旋转地装入的、包括两个锯齿状端面齿部(33、34)的滚动圈(XT)； 能与所述接合单元06)经由端侧的平面齿部(43、44)相接合的以及能与所述输出部分(3) 连接的输出法兰G5)。
2.按照权利要求1所述的操纵离合器，其特征在于，两级的止动齿部的齿顶(53) 正对单级的调整齿部(1 的基本上沿周向延伸的齿面(17)，而调整齿部(1 的齿顶(54) 正对止动齿部的基本上沿周向延伸的齿面(52、55)。
3.按照权利要求1或2所述的操纵离合器，其特征在于，所述止动齿部的第一级 (48)的齿高(Zh)相对第二级09)的齿高(Zhl)确定为2 1，并且两齿高(Zh、Zhl)的差值相当于在所述接合单元06)上和在所述输出法兰0 上的平面齿部(43、44)的齿高 (Zh2)。
4.按照权利要求1或2所述的操纵离合器，其特征在于，所述定位单元(9)具有一个调整盘(1 和一个与该调整盘(1 以及一根空心轴(8)在装入间隔套筒(16)的情况下能栓接的止动盘(20)，所述调整盘带有在端侧设置的调整齿部(13)，所述止动盘带有端侧的止动齿部。
5.按照权利要求1或2所述的操纵离合器，其特征在于，所述接合单元06)由内部的滚动圈(27)、一圆周侧的齿环(观)、一衔铁盘09)以及一弹簧体盘(30)组成，所述齿环在一端带有端侧的平面齿部(43)，而在另一端带有径向向内定向的与所述定位单元(9)上的外侧的对应齿部G7)协同作用的滑动齿部(46)，其中，所述滚动圈(XT)以一圆周侧的桥接部(3 在所述弹簧体盘(30)和/或所述衔铁盘09)的一内部的凹槽(36)中滑动导向。
6.按照权利要求4所述的操纵离合器，其特征在于，所述弹性恢复力(37)得自朝止动盘00)预紧的带有碟形弹簧(38)的弹簧体组(37)。
7.按照权利要求1或2所述的操纵离合器，其特征在于，所述接合单元06)上和所述输出法兰0 上的平面齿部(43、44)具有一种梯形的横截面。
专利摘要操纵离合器(1)，它能装入到一驱动部分(2)与一输出部分(3)之间的旋转的传动系中，其特征在于设置有能够局部固定的线圈壳体(4)，该线圈壳体带有一整合的电磁铁线圈(5)；在线圈壳体(4)中可旋转地支承的并且能与驱动部分连接的定位单元(9)，该定位单元具有一个内部的两级的锯齿状止动齿部(21)和一个与该止动齿部正面对置的锯齿状调整齿部(13)；处于电磁铁线圈以及一弹性恢复力(37)的作用下的、能轴向偏移的接合单元(26)，该接合单元带有在止动齿部(21)与调整齿部(13)之间可旋转地装入的、包括两个锯齿状端面齿部(33、34)的滚动圈(27)；能与接合单元经由端侧的平面齿部(43、44)相接合的以及能与输出部分连接的输出法兰(45)。
文档编号F16D27/118GK202108899SQ20112007731
公开日2012年1月11日 申请日期2011年3月23日 优先权日2010年7月12日
发明者F·福斯特 申请人:门宁霍夫机械有限责任两合公司