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CN109804536B - 离合器装置 - Google Patents

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CN109804536B
CN109804536B CN201780062921.2A CN201780062921A CN109804536B CN 109804536 B CN109804536 B CN 109804536B CN 201780062921 A CN201780062921 A CN 201780062921A CN 109804536 B CN109804536 B CN 109804536B
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Abstract

本发明涉及一种离合器装置，所述离合器装置包括第一子离合器(2)以及至少一个第二子离合器(3)，所述第一子离合器包括第一外片支架(5)以及第一内片支架(10)，所述第一外片支架(5)与电动机(7)的转子(6)耦合或者能够耦合并且具有至少两个第一外片(8)，所述第一内片支架具有至少一个插入到所述两个第一外片(8)之间的第一内片(9)；所述第二子离合器包括多个设置在所述第一外片支架(5)或者第二外片支架上的第二外片(16)并且包括第二内片支架(17)，所述第二内片支架具有插入到所述第二外片(16)之间的第二内片(18)，其中，在所述两个第一外片(8)之间布置有相对于所述第一内片(9)布置在径向外部的弹簧元件(14)，所述两个外片(8)能够抵抗所述弹簧元件的复位力在轴向上朝向彼此运动。

Description

离合器装置
技术领域
本发明涉及一种离合器装置，该离合器装置包括第一子离合器以及至少一个第二子离合器，所述第一子离合器包括第一外片支架以及第一内片支架，所述第一外片支架与电动机的转子已耦合或能够耦合并且具有至少两个第一外片，所述第一内片支架具有至少一个插入到所述两个第一外片之间的第一内片；所述第二子离合器包括多个设置在第一或第二外片支架上的第二外片以及包括第二内片支架，该第二内片支架具有插入到所述第二外片之间的第二内片。
背景技术
这样的离合器装置以已知的方式用于将驱动装置、例如内燃机的从动部与变速器耦合。在具有混合驱动器的现代机动车中附加地设置有电动机，该电动机同样可以通过这样的离合器装置与变速器耦合，以便能够实现电动的行驶运行。此外，所述电动机也通过内燃机的从动部与该内燃机已耦合或能够耦合，以便例如在起动时辅助或者驱动内燃机。
为了实现所述各个耦合，这样的离合器装置包括两个子离合器。通过第一子离合器，电动机的转子与可通过内燃机或者类似装置驱动的驱动毂连接。这通过第一子离合器的第一片支架实现，该第一片支架与驱动毂连接或者能够与驱动毂连接。所述转子本身与第一外片支架连接。在该第一外片支架上通常布置有两个外片，典型地是钢片，在所述外片中插入布置在第一内片支架上的内片，典型地是摩擦片，该摩擦片具有支架和两侧的摩擦衬面。通过合适的操纵元件可以将该通常由三个片组成的片组压合并且置于摩擦锁合中。由此，电动机的转子与驱动毂连接，使得能够将转子的旋转传递到驱动毂上。因为该驱动毂本身与内燃机耦合，由此内燃机能够被驱动用于启动。
为了使内燃机以及电动机都与变速器耦合而设置第二子离合器，该第二子离合器同样具有外片支架，在该外片支架上轴向可运动地布置有多个第二外片。该外片支架或者可以是与电动机转子耦合的第一外片支架，即第一和第二外片布置在相同的外片支架上。然而替代地，所述外片支架也可以是单独的第二外片支架。
此外设置具有多个第二内片的第二内片支架，其中，第二外片在这里也是钢片并且第二内片也是摩擦片。第二外片和第二内片同样构成可轴向地压合的第二片组。第二片支架与驱动毂连接，该驱动毂和变速器已耦合或能够耦合。由此，第二子离合器的外片支架的通过内燃机或者电动机引起的旋转能够被传递到与变速器耦合的驱动毂上。
这样的混合驱动器的运行能够以不同方式实现。
在纯电驱动的情况中，转子的旋转通过第二子离合器被输出到驱动毂上并且从而转矩被输出给变速器。第一子离合器在此是打开的，因而不产生到内燃机的耦合。因此，通过转子能够驱动第二子离合器的外片支架。如果该外片支架是本来就与转子连接的第一外片支架，则该外片支架的旋转在转子旋转时强制地产生。如果第二子离合器具有单独的第二外片支架，则该第二外片支架以相应的方式与转子耦合。
如果应通过内燃机进行驱动，则第一子离合器闭合，即内燃机侧的驱动毂与转子耦合。由于转子耦合到第二子离合器，由内燃机产生的转矩可以通过第一和第二子离合器被传递给驱动毂并且因此传递给变速器。在这种情况中，转子随着在这里未被运行的电动机旋转。
为了操纵所述两个子离合器，设置相应的操纵元件，例如呈压力罐的形式，所述压力罐分别压向轴向上外置的外片，以便将相应的片组朝止挡移动并且置于摩擦锁合中。如果相应的片组被卸载，则压合的片应彼此分开，也就是说，片组“通风”。这用于取消摩擦锁合并且从而传递转矩。由于在第二子离合器的第二片组内存在的多个片对或摩擦对，在该片组中非常快地形成通风状态，因此当少量摩擦对已经分开时是足够，因为其它片对或摩擦对然后通常强制性地被分开。然而在第一子离合器中不同地，在那里仅设置有包括两个第一外片以及插入到它们之间的第一内片的片对。因为，如果通风状态在那里不直接随着第一子离合器的卸载而形成，则保持电动机耦合到内燃机，这是不希望的，尤其当从通过内燃机的驱动切换到纯电驱动上时。
发明内容
因此，本发明所基于的问题是，给出与之相对改进的离合器装置。
为了解决该问题，在开头所述类型的离合器装置中设置，在两个第一外片之间布置有相对于第一内片布置在径向外部的弹簧元件，所述两个外片能够抵抗所述弹簧元件的复位力在轴向上朝向彼此地运动。
根据本发明，在第一子离合器中集成有环形的弹簧元件，两个外片弹性地压抵到该环形的弹簧元件上，或者所述两个外片在该片组压合时在形成复位力的条件下抵着该环形的弹簧元件运动。即，如果通过操纵元件、例如压力罐操纵并且压合第一子离合器，则弹簧元件在形成复位力的条件下自动地变形。如果第一子离合器又被卸载，则松弛的弹簧元件立即将所述两个外片压开，使得直接取消外片相对于内片的摩擦锁合并且从而取消转子相对于内燃机驱动毂的耦合。
因为弹簧元件在径向上包围内片，所以该弹簧元件能够以简单的方式被集成到片组中，而为此不需要另外的结构空间。由此也可以保证，第一子离合器可以非常简单地被保持，因为在仅三个片的情况下，仅须集成唯一的环形弹簧元件。该弹簧元件也可以设计得足够窄，因此具有较小的重量，使得该弹簧元件对惯性矩不具有值得关注的影响。尤其不需要通过集成多个外片和内片来增大第一子离合器。
根据本发明的第一替代方案，弹簧元件可以实施为环形的波形弹簧。这样的波形弹簧可以由板材通过成型制造。该波形弹簧在片组压合时也被挤压，即变形，在卸载时，该波形弹簧又恢复到其波形，由此将钢片彼此移开并且将操纵元件、即例如压力罐复位。
波形弹簧如所说明的那样具有比第一内片略大的直径，使得该波形弹簧以较小的间距径向地围绕所述第一内片。外径也应选择得尽可能小，即，因此波形弹簧能够实施得窄，使得弹簧元件尽可能地轻。波形弹簧本身可以不同地实施。一方面能够实现，波形弹簧具有在周向方向上连续的波形轮廓。即在周向方向上看，波峰和波谷交替。替代地也可以考虑，设置在径向方向上连续的波形轮廓。在这种情况下，波峰和波谷在径向方向上延伸，其中，由于尽可能小的宽度，在这里当然仅设置少量波峰和波谷。甚至可以考虑，仅构造唯一的波峰。
替代使用这样的波形弹簧，弹簧元件也可以实施为环形的碟形弹簧。该碟形弹簧在第一片组压合时在形成复位力的条件下也能够容易地变形，并且在卸载的情况下将钢片又彼此移开并且将操纵元件、即压力罐复位。
根据一个符合目的的扩展方式，离合器装置可以包括第三子离合器，该第三子离合器包括多个设置在第一或者第二或者第三外片支架上的第三外片以及包括第三内片支架，该第三内片支架具有插入到所述第三外片之间的第三内片，其中，所述第二和第三子离合器能够被单独地操纵。第二和第三子离合器在离合器装置内构成双离合器。这两个子离合器中的每一个都与单独的引导至变速器的驱动毂耦合，其中，每个驱动毂配有不同的特定变速器级。根据所述两个子离合器中的哪个被操纵，一个变速器级组或另一个变速器级组被接通。第二子离合器通常被称为K1，而第三离合器被称为K2。用于耦合电动机和内燃机的第一子离合器被称为K0。
第三子离合器可以具有自己的第三外片支架，该第三外片支架以合适的方式与内燃机的驱动毂以及电动机的驱动毂耦合。然而替代地，第三外片也可以布置在第二子离合器的第二外片支架上，即第二和第三子离合器分享共同的外片支架。最后也可以考虑，将第三外片布置在配属于转子的第一外片支架上。
根据一个特别符合目的的构型，第二和第三子离合器可以在轴向上前后依次地布置，其中，第二和第三外片也布置在第一外片支架上。在这种情况下，不但两个第一外片而且第二和第三外片都布置在第一外片支架上。由此产生，第一、第二和第三子离合器在轴向上前后依次地布置，即得到轴向的构造。该构造仍然可以被保持得较窄，因为第一子离合器仅由两个外片和一个内片组成，因此第一子离合器非常窄。为此，弹簧元件集成到径向上包围内片的所述第一子离合器中是有利的。替代这样的轴向构造，也可以考虑，将第三子离合器径向地布置在第二子离合器内并且将第三外片布置在第三外片支架上。即设置至少第二和第三子离合器的径向构造。在这里，所述两个子离合器可以分享共同的外片支架，因此，第二外片或者在第一外片支架上被导向或者在第二外片支架上被导向，而第三外片布置在第三外片支架上。
离合器装置本身优选是湿式运行的离合器装置。
附图说明
在下面根据实施例参照附图阐述本发明。附图是示意性示图并且示出了：
图1根据本发明的包括第一、第二和第三子离合器的离合器装置的原理示图，和
图2第一子离合器局部的放大的细节视图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的离合器装置1，包括第一子离合器2、第二子离合器3以及第三子离合器4。第一子离合器1包括与电动机7的转子6连接的第一外片支架5。在具有以已知方式轴向延伸的凹槽结构的第一外片支架5上可轴向移位地布置有两个第一外片8，与第一内片支架10连接的第一内片9嵌接到所述两个第一外片之间。第一内片支架10本身与可通过未详细示出的内燃机驱动的驱动毂11连接。为了将该仅由两个外片8和一个内片9组成的第一片组置于摩擦锁合中，设置操纵元件12，例如能够在轴向上运动的压力罐，该压力罐压向在图1中左侧示出的外片8，而第二外片8支撑在支座13上。在压合时发生摩擦锁合，使得在转子6和驱动毂11之间产生传递转矩的连接。两个外片8优选是钢片，内片9是两侧具有摩擦衬面的摩擦片。
根据本发明，弹簧元件14、优选环形地环绕的波形弹簧15，如在根据图2的放大示图中所示那样，集成到所述片组中。所述波形弹簧在径向上包围摩擦片9，即具有比摩擦片9的外径略大的内径。该外径也选择得尽可能小，使得波形弹簧15也尽可能地轻。
在第一离合器装置2处于未操纵位态中时(该位态示例性地在图2中示出)，在两个外片8和内片9之间不产生摩擦锁合。波形弹簧15将两个外片9彼此压开，由此取消摩擦锁合，第一子离合器2“通风”。
现在为了通过操纵元件12闭合子离合器2，左侧示出的外片8被向右移向支座13，因此一方面将片8和9置于摩擦接触中，另一方面将波形弹簧15压缩，即变形，使得形成复位力。该复位力导致，当例如被液压地操纵的操纵元件12又被卸载时，波形弹簧15将两个外片8彼此压开，使得取消片8和9之间的摩擦锁合。同时，操纵元件12、即例如压力罐又被移回并且置于初始位态中。
波形弹簧15的弹簧刚度按照要求设计。该弹簧刚度例如可以通过在周向方向上环绕的波形的数量或弹簧材料或弹簧厚度来根据需要调整。
第二子离合器装置具有多个第二外片16，所述第二外片在本例中也可轴向运动地布置在第一外片支架5上。此外，第二子离合器还包括第二内片支架17，在该第二内片支架上可轴向运动地布置有多个内片18。第二外片16例如又是钢片，而第二内片18是摩擦片。第二内片支架17与驱动毂19连接，该驱动毂与变速器输入轴20耦合。通过操纵元件21，例如又是压力罐，由片16和18组成的第二片组可以轴向地被压合，用于闭合离合器，使得在这里也形成摩擦锁合。
第三子离合器4也具有多个外片22，例如又是钢片，所述外片在这里也可轴向运动地布置在第一外片支架5上。在第三内片支架23上可轴向运动地布置有多个内片24，例如又是呈摩擦片的形式。所述第三片组也可以通过单独的操纵元件25、例如压力罐被轴向地压合并且置于摩擦锁合中。第三内片支架23与另一驱动毂26连接，该另一驱动毂与另一变速器轴27耦合。第二和第三子离合器3、4的两个片组支撑在相应的支座28、29上。
由于所述三个子离合器的集成，能够实现纯电驱动、纯通过内燃机驱动或者通过电动机7辅助内燃机。
对于电驱动，第一子离合器2打开，使得转子6不与驱动毂11耦合。为了将通过电动机7产生的转矩传递给变速器，或者第二子离合器3打开、或者第三子离合器4闭合，而对应的另一子离合器打开。如果应仅通过内燃机进行驱动，则第一子离合器2闭合，使得产生驱动毂11和第一外片支架5之间的可传递转矩的连接。然后，根据需要，或者第二子离合器3闭合、或者第三子离合器4闭合，而对应的另一子离合器打开，以便将由内燃机提供的、通过驱动毂11导入的转矩或者传导到第一变速器轴20上或者传导到第二变速器轴27上。在这种情况下，转子6随着在这里未运行的、即未通电的电动机一起旋转。
如果内燃机例如应被电动机7辅助或者驱动转动，以实现起动过程，则仅闭合第一子离合器2，使得被电动机7主动驱动的转子6与驱动毂11连接。因此，该驱动毂旋转，使得内燃机通过电动机7被操纵。两个子离合器3和4在这种情况下打开，仅布置在第一外片支架5上的外片16和22随着一起旋转。
虽然在图1中外片16和22全部布置在第一外片支架5上，并且因此三个子离合器2、3和4全部分享共同的外片支架，当然也可以考虑，第二和/或第三子离合器3、4分别具有单独的外片支架，该外片支架以相应的方式与相应的构件耦合，用于实现上面所说明的运行模式。
此外，代替在图1中所示的轴向构造也可以考虑径向构造，其方式是：第三子离合器4例如径向内置地布置在第二子离合器3中。在这种情况下，第三子离合器4包括自己的第三外片支架。
多重离合器装置的具体构造不局限于在图1中所说明的实施例。而可以考虑任意的其它构造可能性。然而，在这种情况下重要的方面是，弹簧元件以所说明的形式集成到仅包括两个外片和一个内片的第一子离合器2中。
附图标记列表
1 离合器装置
2 子离合器
3 子离合器
4 子离合器
5 外片支架
6 转子
7 电动机
8 外片
9 内片
10 内片支架
11 驱动毂
12 操纵元件
13 支座
14 弹簧元件
15 波形弹簧
16 外片
17 内片支架
18 内片
19 驱动毂
20 变速器输入轴
21 操纵元件
22 外片
23 内片支架
24 内片
25 操纵元件
26 驱动毂
27 变速器轴
28 支座
29 支座

Claims (8)

1.一种离合器装置，所述离合器装置包括第一子离合器(2)以及至少一个第二子离合器(3)，所述第一子离合器包括第一外片支架(5)以及第一内片支架(10)，所述第一外片支架(5)与电动机(7)的转子(6)已耦合或者能够耦合并且具有至少两个第一外片(8)，所述第一内片支架具有至少一个插入到所述两个第一外片(8)之间的第一内片(9)；所述第二子离合器包括多个设置在所述第一外片支架(5)或者第二外片支架上的第二外片(16)并且包括第二内片支架(17)，所述第二内片支架具有插入到所述第二外片(16)之间的第二内片(18)，其特征在于，仅在第一子离合器的所述两个第一外片(8)之间布置有相对于所述第一内片(9)布置在径向外部的弹簧元件(14)，所述两个第一外片(8)能够抵抗所述弹簧元件的复位力在轴向上朝向彼此运动，所述第一内片支架(10)与内燃机驱动的驱动毂(11)连接，所述第二内片支架(17)与变速器输入轴耦合的驱动毂(19)连接。
2.根据权利要求1所述的离合器装置，其特征在于，所述弹簧元件(14)是环形的波形弹簧(15)。
3.根据权利要求2所述的离合器装置，其特征在于，所述波形弹簧(15)具有在周向方向上连续的波形轮廓或者在径向方向上连续的波形轮廓。
4.根据权利要求1所述的离合器装置，其特征在于，所述弹簧元件(14)是环形的碟形弹簧。
5.根据前述权利要求中任一项所述的离合器装置，其特征在于，第三子离合器(4)包括多个设置在所述第一外片支架(5)或者所述第二外片支架或者第三外片支架上的第三外片(22)并且包括第三内片支架(23)，所述第三内片支架具有插入到所述第三外片(22)之间的第三内片(24)，其中，所述第二子离合器和第三子离合器(3、4)能够被单独地操纵。
6.根据权利要求5所述的离合器装置，其特征在于，所述第二子离合器和第三子离合器(3、4)在轴向上前后依次地布置并且所述第二外片和第三外片(16、22)也布置在所述第一外片支架(5)上。
7.根据权利要求5所述的离合器装置，其特征在于，所述第三子离合器(4)布置在所述第二子离合器(3)径向内部，并且，所述第三外片(22)布置在所述第三外片支架上。
8.根据前述权利要求1至4或6至7中任一项所述的离合器装置，其特征在于，所述离合器装置是湿式运行的离合器装置(1)。
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