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CN105705814B - 摩擦离合器 - Google Patents

摩擦离合器 Download PDF

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CN105705814B
CN105705814B CN201480061299.XA CN201480061299A CN105705814B CN 105705814 B CN105705814 B CN 105705814B CN 201480061299 A CN201480061299 A CN 201480061299A CN 105705814 B CN105705814 B CN 105705814B
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马丁·尚布里翁
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Abstract

本发明涉及一种摩擦离合器，用于将机动车辆发动机的驱动轴与至少一根变速器输入轴联接，该摩擦离合器具有输入件；输出件；压紧件；以及设计成板簧的、用于将压紧件相对输入件定位到限定的初始位置中的回调弹簧，其中，由输入件传递的扭矩的至少一部分能经由回调弹簧传递，其中，回调弹簧在扭矩导入部位与扭矩导出部位之间基本上沿着切向方向延伸以及以相对摩擦离合器的径向平面倾斜了一个迎角的方式延伸。通过将倾斜于径向平面切向地延伸的回调弹簧也用于在输入件和压紧件之间传递扭矩，可以通过经由回调弹簧导入的扭矩的力方向的变化来传递提高的扭矩，从而即使在高扭矩下也能实现用很小的设计耗费可靠地闭合摩擦离合器。

Description

摩擦离合器
技术领域
本发明涉及一种摩擦离合器，特别是湿式或干式的多片式离合器，借助其可以将机动车辆发动机的驱动轴与机动车辆变速器的至少一根变速器输入轴联接。
背景技术
由DE 10 2010 048 827 A1公知了一种用于将机动车辆发动机的驱动轴与机动车辆变速器的变速器输入轴联接的湿式多片式离合器，其中，设置有与斜面机构的预联接，以便在摩擦离合器的闭合的状态下实现提高的压紧力。
始终存在的需求是，能够用很小的结构上的耗费来可靠地闭合摩擦离合器。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提出能用很小的结构上的耗费来可靠地闭合摩擦离合器的措施。
按照本发明，设置有摩擦离合器，特别是湿式或干式的多片式离合器，用于将机动车辆发动机的驱动轴与至少一个变速器输入轴联接，该摩擦离合器具有能与驱动轴联接的、用于导入驱动轴的扭矩的输入件；能与变速器输入轴联接的、用于导出扭矩的输出件，特别是输出片支架；能相对输入件以及相对输出件轴向位移的、用于将输出件与输入件摩擦锁合地(reibschlüssig)压紧的压紧件，特别是输入片支架；以及设计成板簧的、用于将压紧件相对输入件定位到限定的初始位置中的回调弹簧，其中，由输入件传递的扭矩的至少一部分能经由回调弹簧传递，其中，回调弹簧在扭矩导入部位和扭矩导出部位之间基本上沿着切向方向延伸以及以相对摩擦离合器的径向平面倾斜了一个迎角的方式延伸。
设计成板簧的回调弹簧不仅用于使压紧件相对输入件行进至限定的相对位置并因此也使压紧件相对处在初始位置中的输出件进行至的限定的相对位置，而且也用于传递导入到摩擦离合器中的扭矩的至少一部分，优选传递几乎所有导入到摩擦离合器的扭矩。因为回调弹簧可以与输入件以及与能相对输出件轴向位移的压紧件连接，所以在压紧件相对输入件位移时，传递至少一部分，优选大部分经由输入件在机动车辆发动机的牵引运行中导入的扭矩的回调弹簧的迎角可以发生变化。通过变大的或变小的迎角，在回调弹簧上的力关系以倾斜操纵的肘杆的方式变化，从而使得沿回调弹簧的纵向方向延伸的力分量变化。在回调弹簧的在机动车辆发动机牵引运行中沿动力流方向在输出侧的端部上(“扭矩导出部位”)沿摩擦离合器的轴向方向指向的力分量相应地变化，从而使得依赖于压紧件的与回调弹簧的迎角对应的行程可以由回调弹簧赋予相应的、变化的轴向力，这个轴向力视应用情形而定地与经由压紧件导入的操纵力相加或相减成为压紧力。由此，可以在摩擦离合器的闭合的状态下经由通过回调弹簧的迎角而实现的力传动存在相应地提高的、在摩擦衬片上作用的压紧力，因此可以传递相应更高的扭矩。力传动的这个效果在摩擦片磨损的情况下甚至还可以进一步提高。由此即使在扭矩很高和/或摩擦衬片磨损的情况下也可以确保摩擦离合器的可靠的闭合。为此可以利用本来就会被设置的回调弹簧，而不必为此设置其它的力传动装置，如斜面系统，因而可以用少量的构件组成部分就实现了摩擦离合器的简单的设计结构。通过将倾斜于径向平面切向地延伸的回调弹簧也使用于在输入件和压紧件之间传递扭矩，可以通过经由回调弹簧导入的扭矩的力方向的改变来传递更高的扭矩，因而即使在很高的扭矩下也能以很小的设计耗费实现摩擦离合器的可靠的闭合。
根据设计结构的不同，回调弹簧可以在机动车辆发动机牵引运行中被加载以压力或拉力。当回调弹簧为了扭矩传递而被加载以压力时，设计成板簧的回调弹簧可以直至处在弯折力之下且沿着板簧的纵向方向延伸的力地受弯曲负荷。尤其设多个回调弹簧，它们特别是沿着周向方向优选均匀地分布在共同的额定半径上，从而使得作用在单个回调弹簧上的力可以减小。回调弹簧尤其基本上沿切向延伸且可以通过它们相对径向平面的迎角跨越一段轴向路段。也可能的是，回调弹簧以一部分沿着径向延伸，其中，尤其是回调弹簧的沿切向方向的纵向延伸的部分明显要大于沿径向方向的纵向延伸的部分。回调弹簧尤其具有多个彼此叠置的弹簧片，它们尤其分别由钢板材制成。多个弹簧片可以例如相互铆接。回调弹簧尤其例如通过在弹簧片中压印的卷边被加固以及被相应地抗弯折地设计。摩擦离合器尤其被设计成湿式或干式的多片式离合器，其具有多个在压紧件和输出件之间前后相继设置的摩擦副。优选可以借助冷却剂，特别是油，将摩擦热量从摩擦离合器排出，因而摩擦离合器尤其可以被设计成湿式的多片式离合器。输入件和/或输出件可以具有片支架，能沿轴向方向移动的片在该片支架上进行导引。各个片可以配设有摩擦衬片或被实施为钢片。当没有操纵力经由操纵元件导入时，摩擦离合器可以在初始位置中被打开(“正常打开”)或闭合(“正常闭合”)。
摩擦离合器可以尤其被用来将内燃机联接到混合动力车辆的驱动系上。这种也被称为“电控离合器(E-Clutch)”的摩擦离合器可以是转子整合的离合器，其将内燃机与电机以及驱动系连接。电控离合器在此可以随电机的转子一起旋转和/或将内燃机与电机的转子联接。电机可以被用来起动内燃机。如果已经是电行驶，那么电机可以在内燃机的发动机起动的时间点上使当前提供的力矩提高内燃机的起动力矩，其中，电控离合器同时可以被闭合。由此可以实现从电机到内燃机的扭矩流动，以便起动内燃机。在此，电控离合器的能传递的力矩尤其可以被极为精确地调整到起动力矩，因此在机动车辆上不出现任何无意间的纵向加速。
回调弹簧尤其在扭矩传递时通过回调弹簧的切向走向提供了在摩擦衬片的磨损提高的情况下改变的沿轴向方向的力传动，其中，力传动基本上平衡了回调弹簧沿着轴向方向向初始位置的、在压紧件的行程提高的情况下改变的回调力的变化。由此，获得了在压紧件相对输出件的对应摩擦离合器的完全打开的位置的相对位置与压紧件相对输入件的对应摩擦离合器在磨损的摩擦衬片的情况下的完全闭合的位置的相对位置之间的至少一个部分区域，其中，由压紧件施加到输出件的压紧力可以是基本上恒定不变的。这实现了在摩擦离合器的使用寿命内用于操纵摩擦离合器的基本上恒定不变的操纵力，这被理解为是舒适度获益。尤其可以省去摩擦离合器在摩擦衬片更换之后的重新校准。通过用回调弹簧的变化的力传动在摩擦衬片磨损时补偿回调弹簧的提高的回调力，可以使得有待从电控离合器传递的扭矩基本上与摩擦衬片的磨损无关，因而可以极为舒适以及基本上不明显地将内燃机与驱动系接通和/或将内燃机从驱动系切断。通过将倾斜于径向平面切向延伸的回调弹簧也用于扭矩传递，至少可以补偿在摩擦衬片磨损的情况下减小的压紧力通过经由回调弹簧导入的扭矩的力方向的变化，从而能用很小的设计上的耗费实现摩擦离合器的可靠的闭合，其中，尤其同时能将内燃机特别舒适地联接到混合动力机动车辆的驱动系上。
回调弹簧沿着周向方向的延伸和/或回调弹簧的迎角和/或回调弹簧的弹簧刚性和/或在扭矩导入部位和扭矩导出部位之间的轴向的间距优选被选择成用于平衡在压紧件相对输入件的提高的行程中回调弹簧的提高的回调力。通过这些参数可以调整回调弹簧的力传动以及回调弹簧的回调力的适当的变化走向。
特别优选的是，设置有作用在压紧件上的操作系统，特别是电的、气动的或液压的脱开装置，用于使压紧件相对输入件位移，其中，操纵系统的轴向延伸的至少一部分从径向向内观察被压紧件所覆盖。操纵系统由此可以至少部分，优选大部分沿径向在压紧件和/或输出件的内部插入到摩擦离合器中。由此，可以实现相应很小的结构空间需求。操纵系统优选在径向上被布置在机动车辆发动机的穿过操纵系统延伸的驱动轴之外。尤其是，可以设置摩擦离合器的直接的操纵，也就是说，没有通过斜面系统或杠杆元件的接在中间的传动，其方式为，例如设计成脱开装置的操纵系统直接作用在压紧件上。脱开装置可以尤其具有在气缸中导引的活塞，活塞可以沿着摩擦离合器的轴向方向移出和移入。
操纵系统尤其与固定不动的壳体件连接，尤其是与用于与机动车辆发动机固定的固定不动的壳体件连接，其中，输出件和/或压紧件经由轴承支承在壳体件上。操纵系统由此不是随同转动的，而是固定不动的，因此操纵系统的电操纵可以被特别简单地实现。固定不动的壳体件同时可以被用来支承性地支撑输出件和/或压紧件，由此可以避免尤其在离心力影响下的输出件和/或压紧件的倾翻。
输入件优选通过尤其设计成推力轴承的支撑轴承能以能相对扭转的方式支撑在输出件上。输入件相对输出件的轴向的相对位置因此基本上不变化。尤其可以将作用到输入件上的压紧力经由推力轴承传给输出件，因而压紧力在驱动轴上的支撑不是必需的。由此可以避免沿着输入件的径向延伸的不必要的弯曲力矩。
特别优选的是，输入件被设计成能抗相对转动地(drefest)与驱动轴连接的盘，其中，输入件尤其构造成用于借助压紧件压紧输出件的配对板。由此可以摩擦锁合地在压紧件和输入件之间压紧输出件的摩擦衬片，因而在机动车辆发动机的牵引运行中经由输入件导入的扭矩的一部分可以直接从输入件传递给输出件，并且扭矩的另一部分可以间接地经由回调弹簧和压紧件传递给输出件。
压紧件尤其具有沿着轴向方向延伸的承载元件和从承载元件径向向内凸出的用于导入操纵摩擦离合器的操纵力的力导入元件，其中，回调弹簧的扭矩导出部位与力导入元件连接。多片式离合器的片尤其可以抗相对转动地与承载元件连接。操纵系统优选为了将操纵力导入到压紧部位中而作用在力导入元件的第一轴向侧上，而回调弹簧则在一个离开第一轴向侧指向的第二轴向侧上抗相对扭转地与扭矩导出部位连接。操纵力的和由回调弹簧施加的回调力的力方向可以由此布置在相距摩擦离合器的转动轴线的共同的径向间距上，因而可以避免不必要的杠杆力和倾翻力矩。此外，回调弹簧可以在摩擦离合器的径向平面内被定位在驱动轴附近，在那里保留了足够的结构空间。摩擦离合器的结构空间需求由此保持得很小。
优选地，回调弹簧的轴向延伸的至少一部分沿径向内部观察被压紧件和/或输出件覆盖。回调弹簧可以由此至少部分，优选大部分，沿径向在压紧件和/或输出件内部插入到摩擦离合器中。由此可以实现相应很小的结构空间需求。
特别优选的是，输出件被设计成电机的转子，特别用于纯电驱动机动车辆。输出件可以在其径向朝外指向的周侧面上具有特别是带绕组和/或磁体的转子元件。摩擦离合器由此可以同时将电机连接到输出件上，因而摩擦离合器作为电控离合器既可以连接设计成内燃机的机动车辆发动机，也可以连接用于纯电驱动机动车辆的电机。摩擦离合器由此尤其适合使用在混合动力机动车辆中。
附图说明
接下来参考附图借助优选的实施例示例性地阐释本发明，其中，接下来示出的特征分别既能分别单独地也能组合地表示本发明的方案。附图中：
图1是摩擦离合器的示意性剖视图；以及
图2是图1的摩擦离合器的部分示出的实施例的示意性立体剖视图。
具体实施方式
在图1和2中示出的摩擦离合器10具有盘形的输入件12，其抗相对转动地与设计为内燃机的机动车辆发动机的驱动轴14连接。输入件14经由设计为推力轴承的支撑轴承16支撑在输出件16上。能借助被设计成电脱接装置的操纵系统20沿轴向位移的压紧件22可以使输入件12与输出件16摩擦锁合地压紧，以便在机动车辆发动机的牵引运行中将驱动轴14的扭矩传递给输出件18或为了起动机动车辆发动机而将输出件18的扭矩传递给驱动轴14。
输入件12经由设计成板簧的回调弹簧24以如下方式连接，即，使得有待传递的扭矩的很大的部分可以经由回调弹簧24在输入件12和压紧件22之间进行交换。由此。不仅可以经由输入件12和输出件18直接地实现扭矩流，而且也可以额外间接地通过压紧件22实现扭矩流。在所示的实施例中，压紧件22具有一个承载元件26，钢片28与其抗相对转动地连接。钢片28沿着轴向与具有摩擦衬片的摩擦片30交替地布置，摩擦片抗相对转动地与输出件18连接。压紧件22和输出件18由此可以按多片式离合器的形式配合作用。力导入元件32沿径向向内地从承载元件26凸出，在该力导入元件上，在一个轴向侧上作用到操纵系统20上，而在另一个轴向侧上作用到至少一个回调弹簧24上。
操纵系统20与固定不动的壳体件34固定。在所示的实施例中，同时还有输出件18经由轴承36支承和支撑在壳体件34上。输出件18额外具有径向向外指向的转子元件38，因而输出件18可以同时形成用于纯电驱动机动车辆的电机的转子。摩擦离合器10由此作为所谓的“电控离合器”可以既将设计成内燃机的机动车辆发动机，也将电机联接到机动车辆的驱动系中。摩擦离合器10可以尤其经由另一个接在中间的离合器与机动车辆变速器的至少一根变速器输入轴联接。
附图标记列表
10 摩擦离合器
12 输入件
14 驱动轴
16 支撑轴承
18 输出件
20 操纵系统
22 压紧件
24 回调弹簧
26 承载元件
28 钢片
30 摩擦片
32 力导入元件
34 壳体件
36 轴承
38 转子元件

Claims (9)

1.一种摩擦离合器，用于将机动车辆发动机的驱动轴(14)与至少一根变速器输入轴联接，所述摩擦离合器包括：
能与所述驱动轴(14)联接的、用于导入所述驱动轴(14)的扭矩的输入件(12)，
能与所述变速器输入轴联接的、用于导出扭矩的输出件(18)，
能相对所述输入件(12)以及相对所述输出件(18)轴向位移的、用于将所述输出件(18)与所述输入件(12)摩擦锁合地压紧的压紧件(22)，以及
设计成板簧的、用于将所述压紧件(22)相对所述输入件(12)定位到限定的初始位置中的回调弹簧(24)，
设置有作用在所述压紧件(22)上的操纵系统(20)，用于使所述压紧件(22)相对所述输入件(12)位移，其中，所述操纵系统(20)的轴向延伸的至少一部分沿径向向内观察被所述压紧件(22)覆盖，其中，由所述输入件(12)传递的扭矩的至少一部分能经由所述回调弹簧(24)传递，其中，所述回调弹簧(24)在扭矩导入部位与扭矩导出部位之间基本上沿着切向方向延伸且以相对所述摩擦离合器(10)的径向平面倾斜了一个迎角的方式延伸。
2.按权利要求1所述的摩擦离合器，其特征在于，所述回调弹簧(24)在扭矩传递时通过所述回调弹簧(24)的切向走向提供了在摩擦衬片磨损提高的情况下改变的沿着轴向方向的力传动，其中，所述力传动基本上平衡或过度补偿了所述回调弹簧(24)沿轴向方向向初始位置的、在所述压紧件(22)的行程提高的情况下改变的回调力的变化。
3.按权利要求1所述的摩擦离合器，其特征在于，所述回调弹簧(24)沿着周向方向的延伸和/或所述回调弹簧(24)的迎角和/或所述回调弹簧(24)的弹簧刚度和/或在所述扭矩导入部位与所述扭矩导出部位之间的轴向间距被选择成用来平衡所述回调弹簧(24)的在所述压紧件(22)相对所述输入件(12)的行程提高的情况下的提高的回调力。
4.按权利要求1至3中任一项所述的摩擦离合器，其特征在于，所述操纵系统(20)与固定不动的壳体件(34)连接，其中，所述输出件(18)和/或所述压紧件(22)经由轴承(36)支承在所述壳体件(34)上。
5.按权利要求1至3中任一项所述的摩擦离合器，其特征在于，所述输入件(12)经由设计成推力轴承的支撑轴承(16)以能相对扭转的方式支撑在所述输出件(18)上。
6.按权利要求1至3中任一项所述的摩擦离合器，其特征在于，所述输入件(12)被设计成能抗相对转动地与所述驱动轴(14)连接的盘，其中，所述输入件(12)构造成用于借助所述压紧件(22)压紧所述输出件(18)的配对板。
7.按权利要求1至3中任一项所述的摩擦离合器，其特征在于，所述压紧件(22)具有沿轴向方向延伸的承载元件(26)和从所述承载元件(26)径向向内凸出的力导入元件(32)，所述力导入元件用于导入操纵力以操纵所述摩擦离合器(10)，其中，所述回调弹簧(24)的扭矩导出部位与所述力导入元件(32)连接。
8.按权利要求1至3中任一项所述的摩擦离合器，其特征在于，所述回调弹簧(24)的轴向延伸的至少一部分沿径向向内观察被所述压紧件(22)和/或所述输出件(18)覆盖。
9.按权利要求1至3中任一项所述的摩擦离合器，其特征在于，所述输出件(18)被设计为用于机动车辆的纯电驱动的电机的转子。
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