[發明專利]具有至少一個電活化的介電變形體的切換元件

無效

• 申請號: 200980132244.2
• 申請日: 2009-08-10
• 公開（公告）號: CN102124244A
• 公開（公告）日: 2011-07-13
• 發明（設計）人: T·羅澤邁爾;E·比格爾
• 申請（專利權）人: 腓特烈斯港齒輪工廠股份公司
• 主分類號: F16D28/00
• 分類號: F16D28/00;F16D27/115
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 俞海舟

技術領域

本發明涉及一種切換元件，借助該切換元件至少一個第一構件和一個第二構件在操作時可進行力傳遞的并且可分離的連接。該切換元件優選在傳動裝置中如汽車變速器或機器變速器中用作制動器或離合器。

背景技術

日本專利申請JP?01-242830A中公開了一種用于在第一和第二構件之間建立可分離的力傳遞連接的切換元件(在此情況下是離合器)，為了進行操作，該切換元件具有壓電變形體。在此，變形體貼靠在第一構件上地設置在兩個構件之間的間隙中。為了操作切換元件，對變形體進行電控制，由此變形體膨脹地與第二構件進行接觸并且因此在第一和第二構件之間建立力傳遞連接。

日本專利申請JP?63-289333A中公開了另一種用于在兩個構件之間建立可分離的力傳遞連接的切換元件(同樣是離合器)，為了進行操作該切換元件也具有壓電變形體。此外，切換元件還具有兩個接觸元件，在操作切換元件時這兩個接觸元件通過變形體被相互壓在一起，由此在兩個構件之間建立可分離的連接。

申請人的德國專利申請DE?10213915A1中公開了在切換元件中設置多個壓電變形體，借助這些壓電變形體可操作切換元件。

此外，申請人的德國專利申請DE?102004040586A1中公開了使用一種由電致伸縮的聚合物構成的執行器來操作切換元件。

電致伸縮和壓電作用的變形體具有極小的調整位移，由此在所述類型的切換元件中在沒有其它的用于擴大調整位移的裝置的情況下不能確保在構件之間可靠地建立或分開連接。

發明內容

因此本發明的任務是提供一種所述類型的切換元件，其中，確保在可分離連接的構件之間可靠地建立或分開連接。

該任務通過具有權利要求1的特征的切換元件解決。據此，用于操作切換元件的變形體至少部分地由一種電活化的介電聚合物構成。在電活化介電材料的情況下變形基于靜電力進行，電活化介電材料相對于壓電或電致伸縮材料具有明顯更大的變形能力。因此，至少部分地由電活化介電材料構成的變形體相對于壓電或電致伸縮作用的變形體可以產生大得多的調整位移，由此確保在構件之間可靠地建立或分開力傳遞連接。在此，電活化介電材料是聚合物，因為聚合物相對于金屬或晶體材料具有較好的阻尼特性并且因此對于例如出現在變速器中的機械振動具有較好的抵抗力，此外這可以從較長的使用壽命和更好的噪音特性看出。

在本發明的第一種構型中，切換元件具有至少一個第一接觸元件和至少一個第二接觸元件，第一接觸元件與第一構件處于作用連接，第二接觸元件與第二構件處于作用連接。為了操作切換元件，第一接觸元件能借助變形體在至少兩個位置之間運動，其中，第一接觸元件在第一位置上力傳遞地貼靠在第二接觸元件上，由此在第一和第二構件之間建立通過變形體引起的力傳遞連接，并且第一接觸元件在第二位置上與第二接觸元件松脫，由此使通過變形體引起的、在第一和第二構件之間的力傳遞連接分開。

在本發明的第二種構型中，變形體包括至少一個材料層，該材料層在縱軸線上卷繞成圓筒形。由此可以實現：收縮變形體圓周的變形同時引起沿變形體縱軸線膨脹的變形，這種變形可以很好地用來操作切換元件。

在本發明特別優選的第三種構型中，變形體優選借助彈性元件如彈簧或橡膠式構件預緊。由此，第一接觸元件的運動可以在至少一個運動方向上通過預緊得到支持或者甚至是完全通過預緊產生。因此，第一接觸元件從第一位置到第二位置上的運動例如可以通過變形體產生并且從第二位置返回第一位置的運動可以通過預緊和在運動中形成的應力產生。相反地，也可以通過預緊產生運動并且通過變形體產生返回運動。此外，對變形體加載預緊穩定了變形體的介電聚合材料并且因此防止了變形體的快速老化。

在本發明的第四種構型中，第一接觸元件具有至少一個成型部如齒部或爪部，當第一接觸元件處于第一位置上時，該成型部與第二接觸元件處于形鎖合接觸。相反，當第一接觸元件處于第二位置上時，該成型部與第二接觸元件松脫。

在本發明的第五種構型中，第一接觸元件具有至少一個摩擦表面，當第一接觸元件處于第一位置上時，該摩擦表面與第二接觸元件處于摩擦接觸或摩擦鎖合接觸。當第一接觸元件處于第二位置上時，所述摩擦表面在此與第二接觸元件松脫。因此，切換元件可以是形鎖合或摩擦鎖合的制動器或離合器，其中，接觸元件也可以在打滑的情況下處于摩擦接觸，由此可以知道：僅一部分作用到構件之一上的力可傳遞給另一構件。