CN101405516A - 允许径向移位的转矩传递装置以及离合器盘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转矩传递装置，具有一个输入件和一个输出件，该输入件和该输出件各可与一个可转动的轴相连接并且通过至少一个中间元件在驱动方面相耦合，所述中间元件允许这两个件的径向移位，其中，所述中间元件借助于至少两个允许所述径向移位的、在径向上弹性的区域(9，10)一方面与该输入件(3)、另一方面与该输出件(4)相耦合。

Description

允许径向移位的转矩传递装置以及离合器盘

本发明涉及一种转矩传递装置，具有一个输入件和一个输出件，该输入件和该输出件各可与一个可转动的轴相连接并且通过至少一个中间元件在驱动方面相耦合，所述中间元件允许这两个件的径向移位。

呈离合器盘的形式的这种转矩传递装置例如已由DE 10002830 A1提出。在这种离合器盘中，一个构件的外齿部与另一个构件的内齿部啮合，其中，为了保证一定程度的径向移位可能性，在相互啮合的齿部之间存在小间隙。但在这两个构件径向移位时，齿部在圆周上不均匀地靠置。并且，由于相互啮合的齿部之间的偏心旋转而通过在此情况下进行的相对运动在齿部上产生磨损。

本发明的任务在于，在两个以一定偏心度彼此相对转动的构件之间提供一种转矩传递可能性，该转矩传递可能性耐久且无磨损。此外，用于补偿旋转轴线之间的偏心度的构件应可用特别简单且成本低廉的方式制造。

根据本发明，这在开头所述类型的转矩传递装置中这样来实现：中间元件借助于至少两个允许径向移位的、在径向上弹性的区域一方面与输入件、另一方面与输出件相耦合。

在径向上弹性的区域在此可通过单独制造的构件来构成，这些单独制造的构件一方面与输入件或输出件、另一方面与中间元件固定地相连接。为此所需的连接装置例如可构造成铆接连接装置和/或焊接连接装置。但在径向上弹性的区域也可至少部分地与中间元件和/或输入件和/或输出件构造成一体。特别符合目的的是，弹性的区域在该转矩传递装置的圆周方向上观察绕该转矩传递装置的转动轴线彼此相对错位至少近似90°地设置。一方面使输入件与中间元件、另一方面使中间元件与输出件相连接的区域可用有利的方式关于该转矩传递装置的旋转轴线对称地构造或设置。

通过中间元件与输出件以及输入件之间的弹性的区域的根据本发明的构型和设置，输入件和输出件可在两个彼此相对垂直的方向上彼此相对移动或运动。通过这两个运动可能性的叠加，也可在存在于这些运动可能性之间的径向方向上进行这两个构件之间的相对运动。

特别有利的可以是，弹性的区域不仅可实现输入件与输出件之间的径向移位可能性，而且保证这两个构件之间的受限制的轴向运动可能性。

弹性的区域可各至少通过一个在圆周方向上指向的、类似弯曲梁的区段构成。这些区段在此可构造成圆弧形。但这些区段也可在圆周方向上之字形或波浪线形或正弦形地在确定的角度范围上延伸。符合目的的是，类似弯曲梁的区段或可弹性弯曲的区域的周向延伸处于30°至60°的数量级内。至少在径向上弹性的区域可通过多个这种类似弯曲梁的区段构成，这些类似弯曲梁的区段在圆周方向上实际上可彼此相对平行地延伸。这些类似弯曲梁的区段可在径向方向上相邻地设置。符合目的的也可以是，这些相邻的类似弯曲梁的区段中的至少两个彼此相连接，因为由此形成较大的连接区域，例如以便建立铆接连接。

中间元件可用有利的方式通过至少一个盘状的构件构成。盘状的构件在此可具有至少两个在径向上彼此对置的径向的区段，从这些径向的区段分别在两个圆周方向上延伸出弹性的区域或类似弯曲梁的区段。为了构成盘状的中间元件，多个盘状的构件可在轴向上彼此层叠。符合目的的是，至少两个这样的盘状的构件彼此层叠。弹性的区域的多层结构可实现在各个材料层中产生的应力降低。此外，总体上可实现保证输入件与输出件之间挠曲连接的弹性的区域的较好的弹性或弹性可变形性。

构成弹性的区域的所述至少一个盘状的中间元件可具有一个环状基体，从该环状基体延伸出径向的区段或臂，这些径向的区段或臂承载着在圆周方向上延伸的弹性的区域。构成弹性的区域的盘状的构件可用简单的方式作为冲制构件来制造。

与弹性的区域在作用方面相耦合的输入件和/或输出件可构造成环状。输出件和输入件可有利地具有径向延伸的区域，这些径向延伸的区域在径向方向上交叠，但在圆周方向上这样彼此相对错位地设置，使得弹性的区域的端部区段可与这些径向延伸的区域相连接。

该转矩传递装置可用有利的方式构造成离合器盘，该离合器盘具有一个摩擦片衬承载件，该摩擦片衬承载件具有一个环状的构件，其中，从该构件伸出径向向内指向的悬臂，在径向上弹性的区域固定在这些径向向内指向的悬臂上。此外，离合器盘可包括一个轮毂体，该轮毂体承载或构成径向向外指向的悬臂，在径向上弹性的区域固定在这些径向向外指向的悬臂上。

根据本发明构造的离合器盘可用特别有利的方式用于补偿内燃机的曲轴的旋转轴线与电机的可扭转地支承在内燃机壳体上的转子的旋转轴线之间的轴线错位。相应支承的转子例如已由DE 43 11 697 A1公知。离合器盘的轮毂体在此可与曲轴的一个端部固定地相连接并且摩擦片衬承载件的摩擦片衬可与离合器共同作用，该离合器与电机的转子无相对转动地相连接。这种离合器例如可设置在转子的径向内部或者转子可由离合器的壳体件承载。

结合下面的附图说明来详细描述根据本发明构造的转矩传递装置的其它优点以及符合目的的结构和构造上的特征。附图表示：

图1构造成离合器盘的转矩传递装置的视图；

图2根据图1的线AA的剖面；

图3构成离合器盘的构件的解体视图；

图4包括摩擦离合器的转矩传递系统的示意性视图，在该转矩传递系统中可用有利的方式使用本发明。

图1至图3中所示的转矩传递装置构成一个离合器盘1，该离合器盘以公知方式考虑与摩擦离合器使用。离合器盘1具有摩擦片衬2，这些摩擦片衬固定在摩擦片衬承载件3上。摩擦片衬2可用公知方式在中间布置有所谓衬弹力装置的情况下与摩擦片衬承载件3相连接。但对于某些应用目的有利的也可以是，取消这样一个衬弹力装置，由此则使两个摩擦片衬2在轴向方向上观察实际上彼此相对刚性。

摩擦片衬承载件3与至少摩擦片衬2一起构成离合器盘1的输入件。离合器盘1的输出件通过一个轮毂体4构成，该轮毂体具有一个轮毂5和一个从该轮毂径向向外延伸的法兰区域6。在所示实施例中，轮毂5与法兰区域构造成一体。轮毂5考虑用于接收一个轴，其中，为了在驱动方面相连接，轮毂5可具有一个内齿部，该内齿部可与轴的外齿部相啮合。但轮毂体4可用其它方式与一个相应的轴无相对转动地相连接，例如借助于焊接连接、螺纹连接或借助于销进行的连接。对于某些应用情况，为了传递转矩也可足够的是，轮毂体4套装和/或收缩在相应的轴上。

所使用的概念输入件和输出件关于可借助于离合器盘1传递的力或转矩流的方向没有绝对意义，这些概念仅仅用于描述相应的构件3和4的特征。

在输入件3与输出件4之间设置有一个在此由一些不同的构件8组成的中间元件7。

如尤其是从图3中可获知的那样，中间元件7在此由四个在轴向上彼此层叠的板状或盘状的构件8组成。盘状的构件8在此构造得相同。盘状的构件8至少具有在径向方向上弹性或弹动的区域9和10，这些区域如尤其是从图1中可看到的那样相对于转矩传递装置1的旋转轴线13在圆周方向上错位至少近似90°地设置。在所示实施例中，每个盘状的构件8各具有两个在直径上彼此对置的弹性的区域9和10。弹性的区域9和10由此形成两个组，这些组中的每一个包括至少两个弹性的区域9或10。从图1中也可看到，在直径上彼此对置的弹性的区域9或10关于转动轴线13对称地设置。

弹性的区域9和10各由至少一个在圆周方向上指向的、类似弯曲梁的区段12或13组成，所述类似弯曲梁的区段至少在径向方向上具有弹簧特性。在所示实施例中，弹性的区域9和10各具有六个这样的类似弯曲梁的区段11、12，其中，如从图1中可看到的那样，径向最外部的和径向最内部的区段11或12构造得比位于其间的弹性的区段在径向方向上稍宽。在所示实施例中，弹性的区域9和弹性的区域10具有相同数量的类似弯曲梁的区段11或12，并且这些区段也构造得相同。但弹性的区域9和10也可具有不同数量的弹性的区段11或12，区段11也可具有与区段12不同的构型。盘状的构件8优选用弹簧钢制造。

在所示实施例中，类似弯曲梁的区段11和12在圆周方向上构造成弧形。但类似弯曲梁的区段11和12也可具有其它形状。因此，这样弹动的区段11和12在圆周方向上也可之字形或波浪形或回形地延伸。对于造型重要的是，所构成的区域11和12至少具有径向弹性，该径向弹性保证摩擦片衬承载件3相对于轮毂体4在一定程度上径向移位。弹性的区域9、10或类似弯曲梁的区段11、12也可使输入件3与输出件4之间在一定程度上轴向移位。保证两个构件3和4的径向可移位性的弹性的区域9和10可用特别简单且成本低廉的方式通过冲制用板材制造。

如从图1中可看到的那样，每两个在圆周方向上相邻的或前后相接的区域9和10通过区段14彼此相连接。类似弯曲梁的区段11和12的、在圆周方向上背离连接区段14的区域也通过径向延伸的区段15或16彼此相连接。

连接区段14构成径向的翼片，这些径向的翼片在直径上彼此对置地设置并且在径向内部过渡到一个公共的环状基体17。

在所示实施例中，径向的区段14、环状基体17和构成构件8的类似弯曲梁的区段11或12构造成一体。但各个功能也可通过分开制造的、彼此相连接的构件来承担。

环状的输入件或摩擦片衬承载件3在其内圆周上具有两个径向的鼻或悬臂18。输出件4在其外圆周上具有两个径向的悬臂或臂19。径向的臂19从轮毂体4的法兰区域6伸出。从图1中可看到，臂19和悬臂18在径向方向上重叠或者说交叠，其中，各一个悬臂18和一个臂19相邻地设置。两个悬臂18和两个臂19关于旋转轴线13在直径上彼此对置地且对称地构造。

在所示实施例中，弹性的区域9、10或类似弯曲梁的区段11、12的端部区域15和16与径向的臂19或悬臂18固定地相连接。该连接在所示实施例中借助于铆接连接装置20、21来进行。在此分别存在三个彼此叠置地设置的铆接连接装置20和21。

如从图2中可获知的那样，径向的悬臂18在轴向上设置在通过盘状的构件8构成的中间元件7的一个侧上并且臂19设置在该中间元件7的轴向的另一个侧上。

图1至图3中所示的实施例中仅示出了本发明的一个可能的结构上的构型。在变型中例如弹性的区域9和/或10或者类似弯曲梁的区段11和/或12中的至少一些可与轮毂体4和/或环状的构件3构造成一体。弹性的区域9和/或10或者类似弯曲梁的区段11和/或12也可至少部分地通过单独的构件构成，这些单独的构件与构件4和/或3具有连接。

对于某些应用情况有利的也可以是，至少在一些构件8中取消内部的环状基体17。

如果弹性的区域9和/或10至少与输入件3和/或输出件4构造成一体，则至少一个盘状的构件8或通过所述盘状的构件构成的中间元件7可完全取消，因为该中间构件的功能组合在构件3中和/或构件4中。

通过根据本发明的结构，输入件3可相对于输出件4在两个彼此相对垂直的方向上移位并且通过两个可能的运动方向的叠加也可在存在于期间的径向方向上移位。

根据本发明的结构的另一个优点在于，输入件3和输出件4始终被挤压或向后错位到相对的中心位置中。

通过根据本发明的构型可补偿在轴或转动地支承着的构件之间可能存在的轴线错位，这些轴或转动地支承着的构件一方面无相对转动地与输入件3、另一方面无相对转动地与输出件4相连接或可连接。

图4中示意性地示出了用于离合器盘的应用例子，该离合器盘具有输入件与输出件之间的根据本发明的径向移位可能性。

图4中示意性地示出了一个内燃机的曲轴50。在曲轴50的朝向变速器的端部5 1上固定着一个按照本发明构造的离合器盘52。在所示实施例中，离合器盘52构造成双衬承载盘，该双衬承载盘具有一个第一衬承载件53和一个可相对于第一衬承载件至少稍微轴向移位的第二衬承载件54。对应配置给离合器盘52的摩擦离合器在所示实施例中具有两个压板55、56以及两个反压板57、58。在轴向上在两个压板55、56之间设置有一个碟形弹簧或一个杠杆元件59。通过碟形弹簧或杠杆元件59可使摩擦离合器60打开和闭合。摩擦离合器60在径向外部承载着一个电机62的转子61，该电机可构造成起动机发电机和/或驱动发动机。如果电机62可作为发动机工作，则也可以是机动车的混合驱动装置。离合器60或转子61不是支承在曲轴50上，而是支承在一个不可旋转的构件上，该不可旋转的构件优选通过内燃机的壳体63或一个与该壳体固定连接的构件构成。示意性地示出了为此所需的轴承64。也可用有利的方式将定子65固定在内燃机的壳体63上。转子61和定子65的这种装配可实现在这两个构件61、65之间设置小间隙。由此也给出可能性：在装配定子65时使该定子精确地对中到转子61上。

根据一个变型，转子61和定子65也可在变速器侧支承或装配。在此情况下，装配可直接在变速器壳体上进行，但也可在变速器罩内部进行，该变速器罩与内燃机的壳体螺纹连接并且接收摩擦离合器或一些摩擦离合器。

由于摩擦离合器60或转子61的上述装配，在曲轴50的旋转轴线与转子61的旋转轴线之间可产生小的中心错位。这种中心错位在无根据本发明的补偿的情况下会导致一方面曲轴支承装置中的、另一方面支承装置64中的不期望的径向力。这种径向力尤其是在内燃机借助于作为起动机工作的电机62启动时是危险的，因为在内燃机起动开始时尤其是曲轴50的端部轴承仍处于混合摩擦中，因为在滑动支承装置中还未形成油膜。因此可预料到，随着混合工况中的起动过程的数量增加而产生尤其是曲轴端部轴承的过度高的磨损。

参考标号清单

1  离合器盘            18 悬臂

2  摩擦片衬            19 臂

3  摩擦片衬承载件      20 铆接连接装置

4  轮毂体              21 铆接连接装置

5  轮毂                50 曲轴

6  法兰区域            51 曲轴的朝向变速器的端部

7  中间元件            52 离合器盘

8  构件                53 衬承载件

9  弹性的区域          54 衬承载件

10 弹性的区域          55 压板

11 类似弯曲梁的区段    56 压板

12 类似弯曲梁的区段    57 反压板

13 旋转轴线            58 反压板

14 连接区段            59 杠杆元件

15 径向延伸的区段      60 摩擦离合器

16 径向延伸的区段      61 转子

17 环状基体            62 电机

63 壳体    65 定子

64 轴承

Claims (20)

1.转矩传递装置，具有一个输入件和一个输出件，该输入件和该输出件各可与一个可转动的轴相连接并且通过至少一个中间元件在驱动方面相耦合，所述中间元件允许这两个件的径向移位，其特征在于：所述中间元件借助于至少两个允许所述径向移位的、在径向上弹性的区域(9，10)一方面与该输入件(3)、另一方面与该输出件(4)相耦合。

2.根据权利要求1的转矩传递装置，其特征在于：这些弹性的区域(9，10)绕该转矩传递装置的转动轴线彼此相对错位至少近似90°地设置。

3.根据权利要求1或2的转矩传递装置，其特征在于：这些弹性的区域(9，10)形成两个组，其中，每一个组具有至少两个在直径上彼此对置地设置的、弹性的区域。

4.根据权利要求3的转矩传递装置，其特征在于：所述在直径上彼此对置的区域关于该转矩传递装置(1)的转动轴线(13)对称地设置。

5.根据权利要求1至4中一项的转矩传递装置，其特征在于：这些弹性的区域(9，10)各至少通过一个在圆周方向上指向的、类似弯曲梁的区段(11，12)构成。

6.根据权利要求5的转矩传递装置，其特征在于：这些在径向上弹性的区域(9，10)各通过多个类似弯曲梁的区段(11，12)构成。

7.根据权利要求6的转矩传递装置，其特征在于：这些类似弯曲梁的区段(11，12)在径向方向上相邻地设置。

8.根据权利要求5至7中一项的转矩传递装置，其特征在于：这些类似弯曲梁的区域的端部彼此相连接。

9.根据权利要求1至8中一项的转矩传递装置，其特征在于：这些在径向上弹性的区域(9，10)与所述至少一个中间元件(8)构造成一体。

10.根据权利要求1至9中一项的转矩传递装置，其特征在于：所述中间元件(8)构造成盘状。

11.根据权利要求10的转矩传递装置，其特征在于：所述盘状的中间元件(8)具有至少两个在径向上彼此对置的径向的区段(14)，从这些径向的区段分别在两个圆周方向上延伸出弹性的区域。

12.根据权利要求10或11的转矩传递装置，其特征在于：这些径向的区段(14)过渡到一个使这些径向的区段彼此相连接的环状基体(17)。

13.根据权利要求10至12中一项的转矩传递装置，其特征在于：多个盘状的中间元件(8)在轴向上彼此层叠。

14.根据权利要求1至13中一项的转矩传递装置，其特征在于：该输入件和该输出件构造成环状。

15.根据权利要求1至14中一项的转矩传递装置，其特征在于：该输出件和该输入件具有径向延伸的区域(18，19)，所述弹性的区域固定在这些径向延伸的区域上。

16.根据权利要求15的转矩传递装置，其特征在于：这些径向的区域(18，19)在径向上交叠。

17.根据权利要求1至16中一项的转矩传递装置，其特征在于：通过该输入件(3)和该输出件(4)构成的件中的一个构成一个机动车离合器盘的摩擦片衬承载件并且这些件中的另一个构成该机动车离合器盘的轮毂体(4)。

18.根据权利要求17的转矩传递装置，其特征在于：该摩擦片衬承载件包括一个环状的构件(3)，从该环状的构件伸出径向向内指向的悬臂(18)，所述在径向上弹性的区域(9)固定在这些悬臂上。

19.根据权利要求17的转矩传递装置，其特征在于：该轮毂体(4)具有径向向外指向的悬臂(19)，在径向上弹性的区域(9)固定在这些悬臂上。

20.根据权利要求1至19中一项的转矩传递装置，其特征在于：该转矩传递装置构成一个具有轮毂体(4)和衬承载盘(3)的离合器盘，该轮毂体和该衬承载盘通过所述至少一个中间元件(8)在驱动方向相耦合，其中，该轮毂体(4)可与一个发动机的输出轴固定地相连接并且由该衬承载件(3)承载的摩擦片衬(2)与一个离合器共同作用，该离合器与一个电机的转子无相对转动地相连接，其中，该转子相对于该发动机的输出轴同心地支承在该发动机的壳体上或支承在可与该发动机壳体相连接的变速器壳体上。

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