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CN108138869A - 具有在扭转振动减振器的转动件中集成的混合分离离合器的离合器-扭转振动减振器-组件 - Google Patents

具有在扭转振动减振器的转动件中集成的混合分离离合器的离合器-扭转振动减振器-组件 Download PDF

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CN108138869A CN201680059168.7A CN201680059168A CN108138869A CN 108138869 A CN108138869 A CN 108138869A CN 201680059168 A CN201680059168 A CN 201680059168A CN 108138869 A CN108138869 A CN 108138869A
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的混合动力驱动系(10)的离合器‑扭转振动减振器‑组件(1)，包括扭转振动减振器(2)和离合器装置(5)，所述扭转振动减振器(2)具有两个相互抗扭连接的转动件(3，4)，即，用于与内燃发动机(12)的输出轴(11)抗扭连接的第一转动件(3)，和在相对于所述第一转动件(3)的旋转运动中减振地安置的第二转动件(4)，所述离合器装置(5)通过第一离合器部件(6)被安装在所述第二转动件(4)上，在所述离合器装置(5)的接合位置上，所述第一离合器部件(6)与第二离合器部件(7)抗扭连接，其中，这样将板簧单元(8)安装在所述第二离合器部件(7)上，使得通过所述板簧单元(8)在所述第一离合器部件(6)相对于所述第二离合器部件(7)的第一转动方向上引入用于相互挤压离合器部件(6，7)的附加的轴向压紧力；本发明还涉及一种机动车辆的驱动系(10)，包括上述的离合器‑扭转振动减振器‑组件(1)。

Description

具有在扭转振动减振器的转动件中集成的混合分离离合器的 离合器-扭转振动减振器-组件
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的混合动力驱动系的离合器-扭转振动减振器-组件(换言之，由离合器/离合器装置和扭转振动减振器构成的组件，或者说，由离合器/离合器装置和扭转振动减振器构成的系统)，所述机动车辆例如是卡车，轿车，公共汽车或农用多用途车辆，所述离合器-扭转振动减振器-组件包括扭转振动减振器(优选地，所述扭转振动减振器被设计为双质量飞轮)和离合器装置/离合器，所述扭转振动减振器具有两个相互抗扭连接的转动件，其中，提供用于与内燃机(例如汽油发动机或柴油发动机)的输出轴抗扭连接的第一转动件，和在其相对于第一转动件的旋转运动中被减少(扭转)振动地(并且还优选弹性地)安置的第二转动件，所述离合器装置/离合器通过第一离合器部件被安装在第二转动件上，在离合器装置的接合位置上，所述第一离合器部件与第二离合器部件抗扭连接。此外，本发明还涉及一种车辆的混合动力驱动系/混合动力车辆的驱动系，包括这种离合器-扭转振动减振器-组件。
背景技术
由现有技术已知这种离合器-扭转振动减振器-组件。DE 10 2012 222 110 A1公开了用于机动车辆的驱动系的、具有操作装置的离合器装置，该驱动系包括内燃发动机，电机和传动装置。电机通常具有定子和转子，并且离合器装置在驱动系中被安置在热力发动机侧以及电机、传动装置侧之间。离合器装置和操作装置被集成在电机的转子中。
DE 10 2004 023 673 A1公开了一种用于控制混合动力车辆的驱动系的方法，该混合动力车辆具有并联的混合动力驱动系，该并联的混合动力驱动系包括内燃发动机的串联布置，被设计为发动机-定子-发电机的、设置有飞轮质量件的电动机，和在从动侧与车轴的驱动装置连接的行驶传动装置。
此外，DE 10 2014 203 954 A1公开了一种离合器装置，具有输入侧和输出侧，将输入侧和输出侧能够绕旋转轴线转动地安置，并且所述离合器装置还具有至少一个第一摩擦副和第二摩擦副。第一摩擦副与输入侧扭矩传递式地连接，其中第二摩擦副与输出侧扭矩传递式地连接。第一摩擦副和第二摩擦副能够通过压紧力摩擦接合，以便在输入侧和输出侧之间传递扭矩。设置至少一个弹簧件，设计弹簧件用于增强压紧力。
然而，由现有技术中已知的离合器-扭转振动减振器-组件大多具有被设计得相对复杂的系统，其中，特别是该组件的离合器装置通常具有相对复杂得结构。还能够仅在至少一些设计方案中以相对复杂的布置来操作离合器装置。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，并且提供由离合器和扭转振动减振器构成的系统，该系统应该能够在混合动力驱动系的各操作状态中尽可能可靠地在各状态之间切换，其中，系统的结构同时还应得到明显的简化。
根据本发明，该技术问题通过将板簧单元如此安装在第二离合器部件上解决，使得通过该板簧单元在第一离合器部件相对于第二离合器部件的第一转动方向上将用于相互挤压离合器部件的附加的轴向压紧力引入(到离合器部件上)。
由此，这确保了离合器装置在较小的技术投入的情况下在其接合状态下始终以足够的强度接合，并且离合器部件相互特别稳定地抗扭连接。由此也显著增加了根据本发明的离合器-扭转振动减振器-组件的疲劳强度。
另外的有利的实施方式在从属权利要求中得到保护并在下面详细解释。
此外有利地，板簧单元包括至少一个板簧，第二离合器部件的两个材料上相互分离的部段相互抗扭地连接。由此实现离合器装置的一种特别巧妙的设计方案，即板簧离合器。此外优选地，设置至少被组装成一个板簧组的多个板簧，能够进一步提高附加作用的轴向压紧力。
第二离合器部件的第一部段优选地设计为抗扭地且能轴向移动地容纳至少一个(第二)摩擦盘，优选多个(第二)摩擦盘的支承件/支承部件。因此，离合器装置被设计得更加紧凑。
在这方面，另外有利地，第二离合器部件的第二部段被设计为用于与变速器和/或电动机的驱动轴抗扭连接的套筒部件。由此，离合器装置被设计得更加紧凑。
如果第一离合器部件还被安置/安装/紧固/设置在第二转动件上，那么甚至能够实现离合器-扭转振动减振器-组件的更紧凑的设计。
在此，合理地，第一离合器部件具有至少一个(第一)摩擦盘，优选多个(第一)摩擦盘，第一摩擦盘沿轴向能移动地且抗扭地被容纳在第二转动件的套筒区域上。因此，离合器装置特别巧妙地被集成在扭转振动减振器的第二转动件上。
如果第一离合器部件的至少一个(第一)摩擦盘被安置/容纳在套筒区域的径向内侧上，那么离合器装置能够特别节省空间地被集成在第二转动件的径向内部空间中。
此外，本发明还涉及一种(混合动力)机动车辆的(混合动力)驱动系，包括例如汽油发动机或柴油发动机的内燃发动机以及根据上述实施方式中任一项所述的离合器-扭转振动减振器-组件，其中，第一转动件(直接或间接地)与内燃发动机的输出轴抗扭连接，所述(混合动力)驱动系还包括电动机，该电动机被优选地设计为电动驱动发动机，它的驱动轴与离合器装置的第二离合器部件抗扭连接。由此，特别有效地构造驱动系。
在另外的设计方案中，有利地，电动机具有与驱动轴抗扭连接的转子，其中，(具有同心主缸的)离合器操作装置至少部分地被安置在转子的容纳空间中。由此在轴向上也实现了驱动系的紧凑的设计。
在这种情况下，有利地，第二转动件借助于自由轮装置与驱动轴作用连接。由此，实现在飞轮装置的闭锁位置上将扭矩从第二转动件直接传递至驱动轴。在飞轮装置的解锁位置上，能够通过离合器装置间接传递扭矩。
换言之，由此实现了离合器-扭转振动减振器-组件，包括在被设计为双质量飞轮的扭转振动减振器的从动法兰(第二转动件)中的作为离合器装置的混合分离离合器/K0-离合器，其中，混合动力分离离合器/K0-离合器的构造类似于板簧离合器。扭转振动减振器被设计用于混合动力车辆的驱动系，该扭转振动减振器具有输入侧的初级质量件和输出侧的次级质量件。初级质量件与内燃机/内燃发动机连接，而次级质量件通过输出轴(驱动轴)与电机(电气式牵引电机，必要时带发电机功能)和起动离合器以及变扭器连接。次级质量件具有基本被设计为杯形的从动法兰，从动轴和分离离合器(K0-离合器)被安置在该从动法兰的内部。根据本发明，使用以离合器装置形式的板簧离合器。用于K0-离合器的操作系统，例如同心主缸，能够至少部分地放置在电机的转子中。为了将牵引扭矩从内燃机(通过扭转振动减振器)传递到电机，设置自由轮。
附图说明
现在将在下文结合实施例中的附图更详细地阐述本发明。
附图为：
图1是具有根据本发明的离合器-扭转振动减振器-组件的驱动系的示意图，
图2是应用在根据图1的驱动系中的根据本发明的离合器-扭转振动减振器-组件的纵向剖视图，其中，特别是扭转振动减振器和离合器装置的结构清晰可见，
图3是根据图2的本发明的离合器-扭转振动减振器-组件的半剖面的立体图，其中，扭转振动减振器的第一转动件清晰可见，
图4是用于根据图2和3的本发明的离合器-扭转振动减振器-组件中的离合器装置的立体图，其中，第一离合器部件的第一摩擦盘的外齿部清晰可见，板簧单元在所述第一摩擦盘径向内侧的安装也清晰可见，
图5是根据图4的离合器装置的立体图，其中省略了两个离合器部件的摩擦盘的图示，使得第二离合器部件的容纳第二摩擦盘的外齿部清晰可见，
图6是根据图5的离合器装置的半剖面的立体图，其中，板簧单元的板簧/板簧组也清晰可见，其中，这样选择剖面，使得板簧/板簧组在第二离合器部件的第二部段上的安装清晰可见，并且
图7是根据图5的离合器装置的半剖面的立体图，其中，这样选择剖面，使得板簧/板簧组在第二离合器部件的第一部段上的紧固清晰可见。
附图在本质上仅仅是示意性的并仅用于理解本发明。相同的部件配有相同的附图标记。
具体实施方式
在图2和3中特别清晰地并详细地示出根据本发明的离合器-扭转振动减振器-组件1。离合器-扭转振动减振器-组件1是由离合器装置5以及扭转振动减振器2构成的系统/组件/装置，该扭转振动减振器被设计为双质量飞轮并且因此备选地在下文中也被标记为双质量飞轮2。离合器-扭转振动减振器-组件1被提供用于机动车辆的混合动力驱动系10，如在图1中示意性地示出。离合器-扭转振动减振器-组件1因此在工作期间被用在这种驱动系10中。除了内燃机发动机12，驱动系10还具有电动机13。此外，在驱动系10中设置有变速器20(手动变速器，自动变速器或双离合变速器)，其中，电动机13的驱动轴14被直接设计为变速器20的变速器输入轴。为了清楚起见，这里未进一步示出，电动机13具有与驱动轴14抗扭连接的转子。用于操作/接合和断开离合器装置5的离合器操作装置被分部段地安置在转子的容纳空间中。特别地，以与驱动轴14同心的方式将副缸安置在该容纳空间中。
扭转振动减振器2根据其双质量飞轮2的设计，首先具有第一转动件3，如在图3中清晰可见，第一转动件3基本被设计为盘形。第一转动件3具有多个紧固件容纳部25，用于在端侧被固定在内燃发动机12的输出轴/曲轴11上。在此，紧固件容纳部25特别用于容纳被设计为紧固螺钉的紧固件，该紧固件在工作期间将第一转动件3紧固/固定在输出轴11上。除了第一转动件3，扭转振动减振器2还具有第二转动件4，根据双质量飞轮2的通常的结构，借助多个弹簧件29在其相对第一转动件3的旋转运动中弹性地并且减少扭振地安置第二转动件4。第二转动件4由此与第一转动件3抗扭连接，但是在特定的转角范围中能够相对第一转动件弹性地且减少扭振地转动。这样安置双质量飞轮2的各弹簧件29，使得各弹簧件29减少由内燃发动机造成的扭转振动不规则性/扭转不规则性，弹簧件29在此作为弓形弹簧被安置在两个转动件3和4之间的径向间隙中，并且分别在周向上被支承在第一转动件或第二转动件3，4上。
在图2中清晰可见，第二转动件4在工作期间还直接借助自由轮装置15/自由轮与电动机13/电机的驱动轴14共同作用。在自由轮装置15的锁止位置上，在借助第一转动件3沿第一转动方向驱动第二转动件4的情况下(例如实现内燃发动机12的牵引运行，并且其中，内燃发动机12用来驱动驱动轴14)，第二转动件4通过自由轮装置15/通过自由轮装置15的多个夹紧件这样与驱动轴14抗扭连接，使得驱动力矩从第二转动件4直接传递到驱动轴14上。在自由轮装置15的解锁位置上，其中，第二转动件4沿与第一转动方向相反的第二转动方向转动，或者第一转动件4比驱动轴14更慢地沿第一转动方向转动(即，在内燃机的滑行状态下，例如在借助电动机13起动内燃发动机或制动发动机时)，第二转动件4和驱动轴14不直接通过自由轮装置15抗扭连接，而是仅能通过离合器装置5(如同接下来更详细地描述的)相互抗扭连接。
因此，离合器-扭转振动减振器-组件1还具有离合器装置5。离合器装置5具有第一离合器部件6和第二离合器部件7。两个离合器部件6，7在离合器装置5的接合状态/接合位置处相互抗扭地连接，并且安置离合器部件6，7在离合器装置5的断开状态/断开位置处相互不传递扭矩。如在图2中清晰可见，第二转动件4具有在轴向上延伸一定距离的套筒区域23。特别地，套筒区域在轴向上延伸超出用于弹簧件29的容纳空间的区域。第二转动件4在该实施例中非间接/直接地构成第一离合器部件6。为此，套筒部分23在其径向内侧24上具有内齿部，这样设计内齿部，使得内齿部沿轴向能移动地并且抗扭地容纳被称为第一摩擦盘18的多个摩擦盘。因此，第一离合器部件6由第二转动件4的内侧24和多个第一摩擦盘18构成。
第二离合器部件7也具有多个在下文被称为第二摩擦盘22的摩擦盘。第二摩擦盘22也能够沿轴向相对于彼此移动。在这种情况下，分别将第二摩擦盘22安置在两个沿轴向相邻安置的第一摩擦盘18之间。在此，设计摩擦盘18和22的尺寸，使得离合器装置5也被称为多片式离合器。摩擦片构成的摩擦元件18和22在接合位置上沿轴向相互挤压/压紧，使得摩擦元件18和22在摩擦力式连接的情况下相互抗扭连接。在离合器装置5的断开位置上，摩擦盘18和22非摩擦接合式地相互贴靠，而能够相对于彼此自由转动。
此外，第二离合器部件7具有第一部段16，第一部段16基本构成离合器装置5的内支撑架。在内支撑架/第一部段16处，第二摩擦盘18被抗扭地且能轴向移动地容纳在齿部(即外齿部)上。因此，第一部段16构成支撑架状的支承件19。除了第一部段16，第二离合器部件7还包括第二部段17，第二部段被设计为套筒件21并且与第一部段16材料分离地构成。套筒件21在工作期间借助细齿槽连接与驱动轴14抗扭连接。
根据本发明，离合器装置5被设计为板簧离合器。为此，两个部段16和17通过板簧单元8相互抗扭地连接。板簧单元8的布置和构造在图4至7中清晰可见。在该设计方案中，多个沿着离合器装置5/第二转动件4的周向/圆周方向分布的板簧组26构成板簧单元8。各板簧组26在第一端部27通过铆接与第一部段16相连接，并且在第二端部28与套筒件/第二部段17抗扭连接。在这种情况下，板簧组26通常分别具有多个，在此是六个板簧9，这些板簧叠加形成板簧组26形式的共同的弹簧装置。这样设计板簧组26并且在工作期间张紧在两个部段16和17之间，使得板簧单元在工作期间在两个部段16和17之间产生一定的轴向预紧力。
如在图6中清晰可见，板簧组26的板簧9稍微沿轴向延伸，从而使板簧9倾斜于径向地伸展。这使得在内燃发动机滑行运行期间并且在离合器装置5的接合状态下，扭矩从驱动轴14朝向内燃发动机12/输出轴11地被传递，沿圆周方向驱动板簧组26，使得板簧组26还产生轴向的预紧力。这样选择板簧单元8的布置方式，使得摩擦盘18和22通过轴向的预紧力(在内燃机12的滑行运行中)借助附加的压紧力相互挤压。由此，实现了离合器装置5的特别稳定的接合位置。
换言之，在图2中示出了集成了减振器的分离离合器(离合器装置5)的结构，并且在图1中示出驱动系10的基本结构。为了隔绝振动，在内燃机(内燃机发动机12)和驱动系10之间连接减振器(扭转振动减振器2)。该减振器直接与曲轴(输出轴11)通过螺纹连接，并且简单地看，减振器由初级飞轮质量件/第一转动件3(燃烧器侧)，弓形弹簧29和次级飞轮质量件/第二转动件4(变速器侧)组成。为了传递牵引力矩，使用较大的飞轮15，该飞轮15将减振的燃烧器力矩向变速器20/电机(电动机13)传递。当燃烧器/内燃发动机12以相等转速和正的牵引力矩自动运行时，飞轮被闭锁。无需消耗操作能量。为了能够传递牵引力矩(制动发动机/起动燃烧器)，使用板簧离合器5。根据行驶方案(在牵引运行期间连接的燃烧器12的时间百分比)，能够设计板簧离合器5常开或常闭。此外，优选设计板簧离合器5沿牵引方向自行增力，由此能够很大程度地减小操作力。电动机13沿轴向被安装在分离离合器5的后面。在转子中例如能够节省空间地集成用于操作离合器5的CSC(concentric slavecylinder/同心副缸)。
附图标记列表
1 扭转振动减振器
2 扭转振动减振器/双质量飞轮
3 第一转动件
4 第二转动件
5 离合器装置
6 第一离合器部件
7 第二离合器部件
8 板簧单元
9 板簧
10 驱动系
11 输出轴
12 内燃机
13 电动机
14 驱动轴
15 自由轮装置
16 第一部段
17 第二部段
18 第一摩擦盘
19 支承件
20 变速器
21 套筒件
22 第二摩擦盘
23 套筒区域
24 内侧
25 紧固件容纳部
26 板簧组
27 第一端部
28 第二端部
29 弹簧件

Claims (10)

1.一种用于机动车辆的混合动力驱动系(10)的离合器-扭转振动减振器-组件(1)，包括扭转振动减振器(2)和离合器装置(5)，所述扭转振动减振器(2)具有两个相互抗扭连接的转动件(3，4)，即，用于与内燃发动机(12)的输出轴(11)抗扭连接的第一转动件(3)和在相对于所述第一转动件(3)的旋转运动中被减振地安置的第二转动件(4)，所述离合器装置(5)通过第一离合器部件(6)被安装在所述第二转动件(4)上，在所述离合器装置(5)的接合位置上，所述第一离合器部件(6)与第二离合器部件(7)抗扭连接，其特征在于，这样将板簧单元(8)安装在所述第二离合器部件(7)上，使得通过所述板簧单元(8)在所述第一离合器部件(6)相对于所述第二离合器部件(7)的第一转动方向上引入用于相互挤压离合器部件(6，7)的附加的轴向压紧力。
2.根据权利要求1所述的离合器-扭转振动减振器-组件(1)，其特征在于，所述板簧单元(8)具有至少一个板簧(9)，所述第二离合器部件(7)的两个在材料上相互分离的部段(16，17)相互抗扭地连接。
3.根据权利要求2所述的离合器-扭转振动减振器-组件(1)，其特征在于，所述第二离合器部件(7)的第一部段(16)被设计为抗扭地且能轴向移动地容纳至少一个摩擦盘(22)的支承件(19)。
4.根据权利要求2或3所述的离合器-扭转振动减振器-组件(1)，其特征在于，所述第二离合器部件(7)的第二部段(17)被设计为用于与变速器(20)和/或电动机(13)的驱动轴(14)抗扭连接的套筒部件(21)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的离合器-扭转振动减振器-组件(1)，其特征在于，所述第一离合器部件(6)被安置在所述第二转动件(4)上。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的离合器-扭转振动减振器-组件(1)，其特征在于，所述第一离合器部件(6)具有至少一个摩擦盘(18)，所述摩擦盘沿轴向能移动地且抗扭地被容纳在所述第二转动件(4)的套筒区域(23)上。
7.根据权利要求6所述的离合器-扭转振动减振器-组件(1)，其特征在于，所述第一离合器部件(6)的至少一个摩擦盘(22)被安置在所述套筒区域(23)的径向内侧(24)上。
8.一种机动车辆的驱动系(10)，包括内燃发动机(12)，根据权利要求1至7中任一项所述的离合器-扭转振动减振器-组件(1)，以及电动机(13)，其中，第一转动件(3)与所述内燃发动机(12)的输出轴(11)抗扭连接，所述电动机的驱动轴(14)与所述离合器装置(5)的第二离合器部件(7)抗扭连接。
9.根据权利要求8所述的驱动系(10)，其特征在于，所述电动机(13)具有与所述驱动轴(14)抗扭连接的转子，其中，离合器操作装置至少部分地被安置在所述转子的容纳空间中。
10.根据权利要求8或9所述的驱动系(10)，其特征在于，所述第二转动件(4)借助于自由轮装置(15)与所述驱动轴(14)作用连接。
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