CN102149934A

CN102149934A - 用于双离合器的操纵装置

Info

Publication number: CN102149934A
Application number: CN2009801328311A
Authority: CN
Inventors: C·阿克; S·哈恩
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-08-22
Filing date: 2009-08-03
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2029-08-03
Also published as: EP2326853A1; DE112009001964A5; DE102009035911A1; WO2010020206A1; US8360217B2; EP2326853B1; CN102149934B; US20110139571A1

Abstract

本发明涉及一种用于双离合器的操纵装置，借助该操纵装置可拉第一分离轴承并且可压第二分离轴承，并且紧凑地构造该操纵装置。

Description

用于双离合器的操纵装置

技术领域

本发明涉及一种用于双离合器的操纵装置，其中，该双离合器包括一第一子离合器K1和一第二子离合器K2，通过该双离合器一驱动装置的驱动轴可以与双离合器变速器的第一或者第二变速器输入轴连接。

背景技术

例如由EP 0 185 176 B1已知这种双离合器设置。

在一这样的双离合器中具有该设置，即两个子离合器K1和K2在基本状态下是打开的(“常开”)并且通过至少一个操纵装置被压合。在该设置中，必须在相同的方向上施加为了压合所需的并且通常交替施加的操纵力。然后这些操纵力必须被接收在曲轴上的或者变速器中的支撑轴承上。由此出发，即子离合器K1首先是打开的并且子离合器K2首先是闭合的，因此该设置的总操纵力与子离合器K2的操纵力相同。如果随后进行交叠转换(

berschneidungsschaltung)，以便闭合子离合器K1并且打开子离合器K2，那么子离合器K1的操纵力增大并且子离合器K2的操纵力减小。但总操纵力保持基本不变。在最终状态中，子离合器K1是闭合的并且子离合器K2是打开的。那么总操纵力相应于子离合器K1的操纵力。因此在该设置中，总操纵力在整个时间段中保持基本上相同大小。

在双离合器的一替代构型中具有该设置，即该子离合器K1在基本状态下是闭合的(“常闭”)并且通过至少一个操纵装置被压开，并且子离合器K2在基本状态下是打开的(“常开”)并且通过至少一个操纵装置被压合。在这种设置中产生两种不同的情况：如果子离合器K1是闭合的并且子离合器K2是打开的，那么不需要操纵力。为了打开子离合器K1并且闭合子离合器K2，相反需要两个操纵力。在这种情况下两个操纵力相加并且在支撑轴承上产生一高的轴向力。

当在可具有直至3300...3500Nm转矩的载重汽车使用时，出现直至124000...15000N的操纵力。在载重汽车中使用时，曲轴支承装置或者变速器轴承必须相应地支撑在前面描述的设置中出现的非常高的操纵力。因此目标在于，使必需的操纵力并且尤其是两个操纵力的总和最小化，以便减小支承装置的尺寸并且避免在壳体中所有与此关联的变化。

发明内容

因此本发明的任务在于，给出用于开始所述类型的双离合器的操纵装置，在该操纵装置中必需的操纵力总和被最小化，使得可以舍弃支承装置的以及所有相应必需的变化的加强设计。

根据本发明，该任务通过用于一双离合器的一操纵装置解决，其中，该双离合器包括一第一子离合器和一第二子离合器，通过该双离合器，一驱动装置的驱动轴可以与一双离合器变速器的第一或者第二变速器输入轴连接，其中，操纵装置具有一可以气动或者液压操纵的第一缸单元，该第一缸单元具有缸壳体和用于拉一子离合器操纵轴承的活塞，并且其中，该操纵装置具有一可以气动或者液压操纵的第二缸单元，该第二缸单元具有缸壳体和用于压另一子离合器操纵轴承的活塞。

根据本发明的操纵装置也尤其适合在一双离合器中使用，在该双离合器中，第一子离合器K1在其非操纵状态下是闭合的(“常闭”)并且为了打开该第一子离合器K1施加一拉力(“拉式离合器”)，并且在该双离合器中，第二子离合器K2在其非操纵状态下是打开的(“常开”)并且为了闭合该第二子离合器施加一压力(“压式离合器”)，使得该第一子离合器K1的操纵力逆着第二子离合器K2的操纵力作用。相应地当在换档时在这些子离合器交叠转换时作用在双离合器支承装置上的操纵力可以说被抵消。借助该离合器配置、即一个压式的“常开”的离合器和一个拉式的“常闭”离合器，两个操纵力的总和(一个压力同时一个拉力)近似于零。

该操纵装置的、产生拉力的第一缸单元可以通过操纵轴承中的一个与拉式的并且在通常状态下闭合的子离合器协同作用并且操纵装置的、产生压力的第二缸单元可以通过另一操纵轴承与压式的并且在通常状态下打开的子离合器协同作用。

即当前实现将双离合器的两个子离合器的操纵力的总和最小化，由此，对于具有一压式的、在基本状态下打开的离合器和一拉式的、在基本状态下闭合的离合器的离合器配置，可以避免对支承装置和在壳体中的相应对应变化的重新确定。该操纵装置允许操纵一双离合器，在该双离合器中一分离轴承被压并且一第二分离轴承被拉。

根据一优选实施例，这两个缸单元相互嵌套并且尤其是也相对于变速器输入轴的轴线或者相对于曲轴的轴线对称地布置，使得它们关于该轴线构成一内部缸单元和一外部缸单元。在此，外部缸单元构造为产生拉力的第一缸单元并且内部缸单元构造为产生压力的第二缸单元。

此外，操纵装置可以具有一中心导向管，其中，内部缸单元的活塞可以移动地支撑在导向管上。此外，内部缸单元的活塞可以通过优选恰好两个支撑部位可移动地支撑在中心导向管上(虽然其它数量的支撑部位也是可行的，如仅一个支撑部位或者三个支撑部位)。此外，该中心导向管抗扭地支撑在变速器侧，尤其是在一变速器壳体上。此外，外部缸单元的活塞优选可以通过恰好一个、尤其是球形构造的支撑部位可移动地支撑在内部缸单元的缸壳体上(虽然多个支撑部位也是可行的)。

此外，内部缸单元的缸壳体和/或外部缸单元的缸壳体可以固定在操纵装置的后壁上，该后壁支撑在中心导向管上。在此，后壁和导向管可以整体地构造。此外，在后壁和内部缸单元的活塞之间安置一用于内部缸单元的预加载弹簧，借助该预加载弹簧，内部缸单元的活塞在一子离合器K2的操纵轴承的方向上被压。此外，可通过活塞和内部的缸室的缸壳体以及通过后壁构成内部缸单元的压力室。在此，通过后壁进行内部缸单元的压力室的压力介质连接。此外，可以仅通过活塞和外部缸单元的缸壳体构成外部缸单元的压力室。在此，可以在外部缸单元的压力室中安置一用于外部缸单元的预加载弹簧，使得操纵轴承可以克服子离合器K1的杠杆弹簧被拉。在此，可以通过外部缸单元的缸壳体进行外部缸单元的压力室的压力介质连接。

此外，每个缸单元具有一位移或者位置传感器。可以使用由一借助预加载弹簧贴靠在相应活塞上的挺杆组成的单元、霍尔效应传感器或者PLCD传感器作为位移或者位置传感器。两个缸单元的位移或者位置传感器可以设置在后壁上或者集成在操纵装置的结构空间中。

附图说明

下面，根据优选的实施例结合对应的附图详细解释本发明。附图示出：

图1双离合器的一实施例的结构的半剖示意图，具有操纵装置的示意图，

图2具有操纵装置的双离合器的结构的另一示意图，其中，该操纵装置被详细地示出，

图3根据图2的操纵装置的另一示意图，

图4具有用于外部缸单元的位移或者位置传感器的、根据图3和图4的操纵装置的另一半剖示意图，

图5具有用于内部缸单元的位移或者位置传感器的、根据图2至图4的操纵装置的另一半剖示意图，并且

图6具有用于内部缸单元和外部缸单元的、集成在操纵装置结构空间中的位移或者位置传感器的操纵装置的另一实施例的示意图。

具体实施方式

操纵装置的这些实施例尤其可以用于具有压缩空气装置的车辆，即例如载重汽车。

图1示意性示出一双离合器的结构，该双离合器具有用于两个子离合器的气动操纵的中心分离单元(下面也称为“双CPCA”)，该双离合器可以使用在这样的具有压缩空气装置的车辆上。

双离合器在车辆的驱动系统中设置在一驱动装置和一双离合器变速器之间，其中，在驱动装置和双离合器之间可以安置一扭转减振元件，如双质量飞轮。

该双离合器结构1包括一第一子离合器K1以及一第二子离合器K2，该第一子离合器在基本状态下是闭合的(“常闭”)，其中，这样地构造子离合器K1的杠杆机构，使得该第一子离合器K1被加载以一拉力F_K1，以便打开该第一子离合器，该第二子离合器在基本状态下是打开的(“常开”)，其中，这样地构造子离合器K2的杠杆机构，使得该第二子离合器为了闭合被加载以一压力F_K2。子离合器K1和K2中的一个可以具有磨损补偿调节装置。两个子离合器K1和K2也可以分别具有磨损补偿调节装置。

该结构尤其在图1中示出，其中，这些操纵力(子离合器K1的拉力F_K1和子离合器K2的压力F_K2)由一相对于双离合器1的旋转轴线2中心地设置的操纵装置3产生，该操纵装置被气动地加载。替代地，液压操纵也是可行的，没有偏离本发明的教导。然而气动操纵具有空气的非常低密度的优点，使得在操纵离合器时可以省去对于液压介质由变化的质量关系而可能需要的离心力补偿。

操纵装置3包括一第一缸单元(“外部缸单元”)，该第一缸单元具有一缸壳体4和一操纵活塞5和至少一个可以连接压力介质6的压力室。操纵装置3的第一缸单元4的结构是这样的，使得通过一操纵轴承(分离轴承)16施加拉力F_K1到子离合器K1的碟形弹簧14上，也就是说该操纵轴承16将拉力F_K1传送到支撑在盖15上的杠杆弹簧14上。杠杆弹簧14(碟形弹簧14)的一外端部支承在盖K1上。杠杆弹簧14的中间区域支撑在子离合器17的盖17上。当在第一子操纵装置4、5中产生一拉力F_K1时，该杠杆弹簧14(例如可以设计为碟形弹簧)绕着支座18摆动并且杠杆弹簧14和分离轴承16之间的接触面在图1中向右移动，由此，该盖15(借助螺栓连接装置II)在图1中向左移动并且压板12由于板簧元件的作用在图1中也向左移动，由此消除离合器盘20的夹紧。然后，在基本状态下闭合的离合器K1由于拉力F_k1被打开。

此外，操纵装置3包括一第二缸单元(“内部缸单元”)，该缸单元具有一缸壳体21和一活塞22以及至少一个可以与压力介质连接的压力室。

这样地构造第二缸单元21，使得产生一压力F_k2，该压力通过操纵轴承24(接合轴承)传送到杠杆弹簧13上。该杠杆弹簧13的外部区域支撑在子离合器K2的盖17上，该盖通过螺栓连接装置I的间隔块8支撑在中心板10上并且通过螺栓连接装置I的螺栓9固定在飞轮11上。

如已说明的一样，双离合器1的操纵装置3构造为带有气动或者液压操纵装置的双中心接合装置/分离装置。基于选择的力方向，离合器K1的操纵力和离合器K2的操纵力相互反向，使得没有轴向力传递到曲轴上。

此外，如已说明的一样，子离合器K1在基本状态下是闭合的并且必须被拉，以便打开该子离合器K1，子离合器K2在基本状态下是打开的并且必须被压，以便闭合子离合器K2，这又使得操纵力K1和K2相互反作用并且可避免轴向力作用到曲轴上。

此外，前面的描述公开了，双离合器的这两个操纵力，即压式的“常开”离合器的操纵力和拉式的“常闭”离合器的操纵力，相互平衡，使得这两个操纵力的总和近似为零，并且不需要使曲轴轴承的或者变速器轴承的尺寸过大。

前面的描述尤其公开了，子离合器K1在基本状态下闭合地(“常闭”)构造并且为了打开施加一拉力(“拉式”)，并且同时子离合器K2在基本状态下打开地(“常开”)构造并且为了闭合施加一压力(“压式”)。

在图2中示意性地准确描述了用于第一实施例的操纵装置3的简略结构。

图2示出中心导向管32，该导向管可以通过法兰30间接或者直接地固定在变速器壳体上。由此操纵装置3通过导向管32和法兰30也支撑在变速器侧。法兰和导向管当前相互插塞。为了连接可以根据相应的使用情况设置(压)配合、或者形状锁合的连接或者材料锁合的连接。替代中心导向管，也可使用一径向外置的管或者一位于缸单元之间的管。概念“管”这样理解：不仅包括圆(环)形的而且也包括其它旋转对称的或者非旋转对称的横截面。刚好是非旋转对称的横截面提供活塞在缸内部抗扭转的可能性。

法兰30和中心导向管32在径向内部具有一开口，这些同轴的并且相互嵌套设置的变速器输入轴穿过该开口。在图2中，这些变速器输入轴仅通过区域33表明，因为它们没有直接涉及操控装置的功能方式。

操纵装置3的后壁31支撑在中心导向管32上。在此，该中心导向管具有一肩区域，后壁支承在该肩区域上。为了连接可以根据相应应用情况设置(压)配合，或者形状锁合的连接或者材料锁合的连接。特别是当法兰和导向管已经相互固定连接时，也可舍弃后壁和导向管之间的固定连接。

根据当前实施例，后壁31与导向管32固定地连接并且通过螺栓连接装置拧紧在法兰30上。导向管和后壁也可集成为一个构件，该构件例如可在拉深过程中制成。在导向管/后壁(与作为单独的构件还是作为整体的构件无关)和法兰30之间也可应用不同于螺栓连接的其它连接可能性，例如铆接。

外部缸单元的缸壳体4和内部缸单元的缸壳体21固定在后壁31上，其中，缸壳体4、21相互嵌套并且相对于轴线2同轴地设置，使得形成具有缸壳体21的内部缸单元和具有缸壳体4的外部缸单元。

当前在后壁和缸壳体之间又设有螺栓连接装置，其中，如上面所述，其它连接类型也是可行的，例如粘接或者铆接或者熔焊或者钎焊。

内部缸单元的活塞22通过两个支撑部位34纵向可移动地支撑在中心导向管32上。

如尤其是也根据图3的放大视图得知，活塞22在其中心的开口22A中具有一径向槽，在该槽中接收一密封环35。该密封环35被考虑用于密封内部缸单元的活塞22和导向管32之间的缝隙。此外，该活塞包括一在轴向上延伸的凹槽22B，在该凹槽中接收一预加载弹簧36。该预加载弹簧支撑在凹槽22B中以及后壁31上，使得活塞22朝向操纵轴承24被预加载。通过该预加载，操纵轴承24压靠离合器K2的碟形弹簧。此外，这样地设置预加载弹簧的端部：使得以简单的方式形成防扭转保险。

在图3中活塞22B在其终端位置中被示出。在图2中，该活塞轴向朝着驱动单元移动一定的位移。该轴向移动通过压力介质的作用产生，压力介质通过后壁31中的接口37输送到在壳体21、活塞22和后壁31之间构成的压力室中。该压力室通过密封环35相对于导向管密封并且通过另一密封环38相对于缸壳体密封。在缸壳体21和后壁之间通过密封环39夹入另一密封，以便也密封缸壳体21和后壁31之间的连接部位。

内部缸单元的缸壳体包括一在轴向上定向的圆柱区域。在该圆柱区域的外壳面上设有一导向装置40。外部缸单元的移动活塞5支撑在该当前球形地构造的导向装置40上。由此产生外部缸单元的活塞的一定的可倾斜性。因为内部缸的缸壳体的圆柱区域的直径相对于该圆柱区域上的最大可能的支撑长度是相当大的(基于该直径和支撑长度之比不能设置通常期望的、为圆柱区域的直径的1.2至1.5倍的支撑长度)，因此球形的构型尤其有利。

在此，外部缸单元的移动活塞5与操纵轴承16连接，其方式在于，该操纵轴承16以其轴承外圈通过弹性元件41逆着移动活塞5被预加载。

外部缸单元的移动活塞5与外部缸单元的缸壳体4(也就是说没有后壁31)构成外部缸单元的压力室。该压力室通过密封环41和43密封。通过连接部位44进行压力介质流入，该连接部位直接接续在缸壳体4上。

在外部缸单元的压力室中接收一预加载弹簧45。通过在外部缸单元的缸壳体4和移动活塞5之间设置的预加载弹簧45，操纵轴承16轴向朝向变速器被预加载，使得操纵轴承16被压而贴靠子离合器K1的碟形弹簧。

在外部缸单元的缸壳体4的马达侧的端面区域中设有一支撑部位45，外部缸单元的操纵活塞5除支撑部位40之外附加地支撑在该支撑部位45上。

如描述的一样，活塞5和22被轴向可移动地设置。内部缸单元的移动活塞22的最大移动位移通过止挡46限界。外部缸单元的移动活塞5的最大移动位移通过止挡47限界。

图1和3示出一具有下列特征的双CPCA配置：

(I)用于离合器K2的内部缸单元，该离合器构造为压式的、在正常状态下打开的离合器：

活塞22在导向管31上导向，预加载弹簧36产生一预载荷，以便保证离合器K2的杠杆弹簧和分离轴承24之间的接触以及防扭转(预加载弹簧的端部通过止挡被固定)。空气输入部位37设置在缸壳体最下部的位置上。

(II)用于离合器K1的外部缸单元，该离合器被构造为拉式的并且在正常状态下闭合的离合器：

活塞5在子离合器K2的内部缸单元的缸壳体的外直径上导向，这仅在一个位置上，其中，滑动元件40的球形的形状允许活塞5倾斜。预加载弹簧45产生一预载荷，以便确保抗扭转以及杠杆弹簧和子离合器K1的分离轴承之间的贴靠(预加载弹簧45的两个端部通过止挡固定)。空气输入部位44安装在缸壳体相应最下部的位置上。

在图4中示出根据图1至3的操纵装置3剖面，在该剖面中示出用于外部缸单元的活塞5的位移传感器。在图5中示出用于测定活塞22的移动的相应位移传感器单元。两个传感器固定在后壁31上，其中，这些操纵活塞的位移行程通过一挺杆检测，该挺杆借助一压力弹簧贴靠在相应的操纵活塞上。

替代地，这些位移传感器可以被设计为PLCD(永磁线性非接触式位移传感器，Permanent Magnet Linear Contactless Displacementsensor)或者具有霍尔效应。

具有借助压力弹簧贴靠在活塞上的挺杆的传感器的当前布置通过如在图4和5中示出的使用塑料传感器壳体的可能性而可实现双CPCA的径向紧凑的结构并且简化信号传输。

在图6中示出用于操纵装置3的传感装置的替代构型，其中，两个传感器集成在双CPCA结构空间内部。这具有优点，即这些传感器不需要另外的轴向结构空间，但有缺点，即该双CPCA径向较大并且由此导致较大的摩擦损失。

由此当前提出一种双离合器的双操纵系统，该双操纵系统可以拉第一分离轴承并且压第二分离轴承，其中，该结构可以是非常紧凑的，并且，这些传感器直接轴向地与操纵活塞一起设置和控制。

附图标记

3操纵装置

4缸壳体

5移动活塞

16操纵轴承

21缸壳体

22活塞

22A中心的开口

22B延伸的凹槽

24操纵轴承

30法兰

31后壁

32导向管

33区域

34支撑部位

35密封环

36预加载弹簧

37接口

38密封环

39密封环

40导向装置

41密封环

43密封环

44连接部位

45支撑部位

K1子离合器

K2子离合器

Claims

1.用于双离合器的操纵装置，其中，该双离合器包括一第一子离合器(K1)和一第二子离合器(K2)，通过该双离合器一驱动装置的驱动轴可以与一双离合器变速器的第一或者一第二变速器输入轴连接，其中，所述操纵装置具有一可气动或者液压操纵的第一缸单元，该第一缸单元具有缸壳体和用于拉一子离合器操纵轴承的活塞，并且其中，该操纵装置具有一可气动或者液压操纵的第二缸单元，该第二缸单元具有缸壳体和用于压另一子离合器操纵轴承的活塞。

2.根据权利要求1的操纵装置，其中，产生拉力的所述第一缸单元可以通过一个操纵轴承与拉式的并且在正常状态下闭合的子离合器(K1)协同作用，并且产生压力的所述第二缸单元可以通过另一操纵轴承与压式的并且在正常状态下打开的子离合器(K2)协同作用。

3.根据权利要求1或2的操纵装置，其中，所述两个缸单元相互嵌套并且尤其是也相对于变速器输入轴的轴线或者变速器输入轴或者曲轴对称地布置，使得它们关于该轴线构成一内部缸单元和一外部缸单元。

4.根据权利要求3的操纵装置，其中，所述外部缸单元构造为产生拉力的第一缸单元并且所述内部缸单元构造为产生压力的第二缸单元。

5.根据权利要求1至4之一的操纵装置，其中，具有一中心导向管，其中，内部缸单元的活塞可移动地支撑在该中心导向管上。

6.根据权利要求5的操纵装置，其中，所述内部缸单元的活塞通过恰好两个支撑部位可移动地支撑在中心导向管上。

7.根据权利要求5或6的操纵装置，其中，所述中心导向管支撑在变速器侧。

8.根据权利要求5至7之一的操纵装置，其中，所述外部缸单元的活塞可移动地支撑在内部缸单元的缸壳体上。

9.根据权利要求5至8之一的操纵装置，其中，所述内部缸单元的缸壳体和/或所述外部缸单元的缸壳体固定在操纵装置的后壁上，该后壁支撑在中心导向管上。

10.根据权利要求9的操纵装置，其中，后壁和导向管被整体地构造。

11.根据权利要求9或10的操纵装置，其中，在后壁和内部缸单元的活塞之间安置一用于内部缸单元的预加载弹簧，借助该预加载弹簧，该活塞在所述子离合器之一(K2)的操纵轴承的方向上被压。

12.根据权利要求9至11之一的操纵装置，其中，所述内部缸单元的压力室通过活塞和内部缸单元的缸壳体和后壁构成。

13.根据权利要求12的操纵装置，其中，通过所述后壁进行内部缸单元的压力室的压力介质连接。

14.根据权利要求9至13之一的操纵装置，其中，所述外部缸单元的压力室仅通过活塞和外部缸单元的缸壳体构成。

15.根据权利要求14的操纵装置，其中，在外部缸单元的压力室中安置一用于外部缸单元的预加载弹簧。

16.根据权利要求14或15的操纵装置，其中，通过所述外部缸单元的缸壳体进行所述外部缸单元的压力室的压力介质连接。

17.根据权利要求1至16之一的操纵装置，其中，每个缸单元具有一位移或者位置传感器。

18.根据权利要求17的操纵装置，其中，所述位移或者位置传感器可以构造为由一借助预加载弹簧贴靠在相应活塞上的挺杆组成的单元、霍尔效应传感器或者PLCD传感器。

19.根据权利要求17或18的操纵装置，其中，两个缸单元的所述位移或者位置传感器设置在后壁上或者集成在操纵装置的结构空间中，尤其是设置在两个缸之间。