CN103223859A - 具有转换器的按照柔性混合头联接件的形式的联接件的转矩传递装置以及偏差补偿装置和传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车如轿车或载重汽车的传动装置的偏差补偿装置，该偏差补偿装置具有离合器侧的从动元件和变速器侧的输入元件，其中，在从动元件和输入元件之间这样布置有至少一个板簧，使得力和/或力矩可经过板簧由从动元件导引至输入元件。本发明还涉及一种在内燃机和变速器之间的机动车传动装置，其中，在可以内燃机驱动的法兰轴和变速器侧的输入元件之间设有混合模块，该混合模块包括电机和带有传动元件的开关装置，其中，应用了根据本发明的偏差补偿装置。

Description

具有转换器的按照柔性混合头联接件的形式的联接件的转矩传递装置以及偏差补偿装置和传动装置

技术领域

本发明涉及一种用于机动车如轿车或载重汽车的传动装置的偏差补偿装置，该偏差补偿装置带有离合器侧的从动元件和变速器侧的输入元件。

本发明还涉及一种机动车的在内燃机和变速器之间的传动装置，其中，在可以内燃机驱动的法兰轴和变速器侧的输入元件之间可存在混合模块，其包括电机和带有从动元件的开关装置，其中，该开关装置还设计用于断开电机与法兰轴的连接。

此外，电机理解成电动机，而开关装置也被归类为分离离合器。混合模块也可被描述为混合头。

背景技术

最近的技术现状由出版物WO 2007/000131 A2，WO 2007/118449 A2，EP 1 347210 B1 和DE 100 36 504 A1中已知。

例如，由文件DE 100 36 504 A1中已知一种机动车传动装置，其包括内燃机、双质量飞轮、电驱动装置和变速器，其中，第一分离离合器布置在内燃机和电驱动装置之间，而另一分离离合器布置在电驱动装置和变速器之间。布置在发动机侧的第一分离离合器用作使内燃机由余下传动装置上断开连接，以便使车辆例如以纯电动方式行驶。布置在变速器侧的第二分离离合器用作使内燃机通过电驱动装置启动且在该启动过程中断开变速器。如DE 100 36 504 A1的图2所示，该电驱动装置和两个分离离合器出于结构空间的原因可通过以下方式在轴向上和径向上叠加，即，第一分离离合器结合在电驱动装置的转子中。然而，出于结构空间技术上的原因，布置在发动机侧的分离离合器在多数时候必要的一体化却会导致摩擦半径相对较小。由于该较小的摩擦半径，可传递的力矩会有所下降。

然而由该德国专利申请中仅已知这样一种要求相对较多的结构空间的混合模块。

为解决该问题而已经已知的尝试通过使用一种专门的混合模块而为人所知，其中，在内燃机和变速器之间的混合模块为有效的且具有电驱动装置、分离离合器和自由轮，其中，分离离合器和自由轮设置成彼此平行的以便分别将转矩由内燃机传递到变速器，自由轮将由内燃机产生的转矩传递到变速器的方向且在转矩指向相反时松开，且由内燃机产生的由自由轮传递的那一部分转矩可通过调节可由分离离合器传递的转矩而得到调节，从而车辆能可选地通过内燃机或通过电驱动装置或通过相结合的方式而同时通过两者进行驱动。

借助该解决方案，由背景技术已知的发动机侧的分离离合器的功能被分配到两个在转矩流上彼此平行布置的构件上，即分离离合器和自由轮。在分离离合器松开的情况下，所有由内燃机产生的转矩经过自由轮传输到变速器上。自由轮在此应相应地这样设计，即，其可传递的转矩与可由内燃机产生的转矩相对应。与此相对地，在根据本发明所述的混合模块中，分离离合器的转矩传递能方可选择得比可由内燃机产生的转矩明显更小。例如，在可由内燃机产生的转矩为700至800Nm时，分离离合器可设计成100Nm至130Nm，而自由轮应设计为700至800Nm。

当分离离合器接合时，相应地，可由分离离合器传递的转矩通过由自由轮传递的转矩而减少。换句话说，对应于由分离离合器传递的转矩(这再次取决于分离离合器的操纵力)，由内燃机产生的所有转矩分配到自由轮和分离离合器上。

在此，在本传动装置处于内燃机模式下时，分离离合器可维持接合或者说保持接合，从而一般来说就实现将转矩分配到离合器和自由轮上。

在此，有时可能有利的是，在发动机模式下，在例如有上拉电路或者在下压电路的情况下，离合器至少部分松开或者保持松开。利用该分离离合器可将转矩传递到内燃机方向。在此，在该转矩传递方向上自由轮松开。相应地，在分离离合器接合时，可实现以例如在80至130Nm的电动行驶牵引内燃机以及在电池充满电的情况下实现例如直至90Nm的推力矩的传递。根据本发明的混合模块因此包括如前所述的彼此并联的分离离合器和自由轮，其中，内燃机的转矩在传动链方向上能只由自由轮或者由自由轮和分离离合器一起或者必要时只通过分离离合器传递。

此外，由传动链指向内燃机方向的转矩只通过分离离合器传递。

有利的是，分离离合器构造为“常开式”离合器，即构造为在基态下为松开的，且通过锁模力拉紧或压紧。当装备有这种混合模块的车辆的在本传动链中的离合器在正常操作下松开至70％，则为有利的。相应地在这种临界条件下，相比“常闭式”离合器，“常开式”离合器中的致动器的效率更优。根据又一变型，分离离合器优选构造为“常闭式”离合器，即构造为基态下接合的，且通过打开力而松开，优选拉起或推开。这种分离离合器尤其在这种情况下应用于车辆的传动链，即，当在装备有该混合模块的车辆的正常操作下，分离离合器通常为接合的，优选在工作期间超过50％的时间为接合的，更优选超过60％。相应地在这种临界条件下，相比“常开式”离合器，“常闭式”离合器中的致动器的效率更优。

然而，已知的依靠螺纹接头的实施方案有这样的缺点，即，在轴向螺纹连接的情况下，在转换器上方在径向上必须有较多用于螺栓和工具的结构空间和/或在轴向和径向螺纹连接的情况下，有时在转换器壳体中必须有附加的凹口以便导入螺栓和工具。

由文件WO 2007/107138 A1公开了一种带有输入部分和输出部分的转矩传递装置，该输入和输出部分分别可与可旋转的轴相连接且通过至少一个中间元件(其使两个部件的径向移位成为可能)以驱动的方式相连结，其中，中间元件借助于至少两个使径向移位成为可能的、径向上有弹性的区域一方面与输入部分且另一方面与输出部分相连结。

发明内容

本发明的目的在于提供对已知的理念在结构空间利用和补偿径向及轴向偏差方面的改进。在此应提供一种价格上特别有利的变型。

根据本发明，该目的通过以下方式实现，即，在这种类型的偏差补偿装置中，在从动元件和输入元件之间这样布置至少一个板簧，使得力和/或力矩可经过板簧由从动元件传送至输入元件。

从动元件可根据从动法兰的形式构造成且由金属，如金属合金制成。这种从动元件尤其由钢制成且主要由钢板制成。输入元件也使用金属合金、钢和/或板。

在这类传动装置中通过以下方式实现该目的，即，应用根据本发明的偏差补偿装置。

相对于已知的不带混合模块的应用方案(湿式双离合器变速器通常在次级侧固连在双质量飞轮上且能通过弓形弹簧在次级法兰处补偿由于径向偏差而来的间隙)，现在已能有效地补偿径向偏差及轴向偏差，轴向偏差可通过弹性固连的次级法兰补偿。因此，本发明尤其是与湿式双离合器变速器相关的显著改进，然而也可应用于干式双变速器。

尤其对于例如构造成分离离合器的，且在此具有可直接操纵形式的离合器或牙嵌离合器的开关装置，偏差补偿装置的应用是可行的，尤其是当分离离合器以结构空间中性的方式布置在电机转子内部，即与转子集成时。

通过本发明，在双离合器变速器与混合模块结合使用时，可补偿模块之间由于公差而产生的径向、轴上和/或轴向偏差。如果取消这种偏差补偿装置，会在模块之间产生张紧，这些张紧会导致强迫力，该强迫力可能对各个模块中的构件，如支承进行明显加载。为了将混合模块和双离合器变速器中的构件的负载减至最小，现在可应用根据本发明的偏差补偿装置。径向和轴向偏差可得到补偿。而来自混合模块的扭矩也可导入到变速器中。

有利的实施形式在从属权利要求中公开并在下文中得到进一步阐述。

当板簧处于平行于参考平面-旋转轴线在该参考平面中延伸，输入元件和/或从动元件可绕该旋转轴线旋转-取向的板簧平面中时，这是有利的。径向偏差则可通过以下方式得到补偿，即，板簧根据悬臂梁的形式弯曲，其中轴向偏差优选通过板簧的扭绞进行补偿。

当中间元件例如中间环一方面通过至少一个第一板簧与从动元件相连且另一方面通过至少一个第二板簧与输入元件相连时，可实现必要的自由度。中间环可由金属，例如金属合金，尤其是钢制成。钢板已被证明为可行的。

此外，当第一板簧为第一板簧组的一部分和/或第二板簧为第二板簧组的一部分时也是有利的。通过板簧或板簧组实现的弯曲力和/或扭转力吸收可能性则要特别仔细地校准。

符合目的的还在于，存在两个第一板簧组，该第一板簧组相对旋转轴线错开优选180°地布置，和/或存在两个第二板簧组，该第二板簧组相对旋转轴线错开优选180°地布置。力和力矩则可基于需求均匀地分配或继续传送。

在此符合目的的是，两个第一板簧组相对于两个第二板簧组关于旋转轴线错开90°地布置。

如果须消除非常大的轴向偏差，离合器侧的从动元件(其根据从动法兰的形式构造成)或者变速器侧的输入元件附加地配备上一个“挠性板”或者多个薄的“挠性板”。“挠性板”可理解为柔性的板。在此也可采取这样的解决方案，即，输入元件设计为在轴向上为柔性的板或者为这种柔性的板的组合。当然也可附加地使用多个这种柔性的板或一个柔性的板。

根据本发明的传动装置也可通过以下方式进行改型，即，第一板簧组固定，优选铆接在从动元件和中间元件上，和/或第二板簧组固定，优选铆接在从动元件和中间元件上。

在此还被证实为有利的是，输入元件与变速器输入毂相连接，优选铆接，该变速器输入毂本身与变速器输入轴颈相连接，优选通过齿结构相连接，其中变速器输入轴颈可构造或者说构造为转换器的一部分。

在由电机和包括操纵系统的分离离合器组成的混合模块中，在内燃机和双离合器变速器之间布置有根据本发明的偏差补偿装置。分离离合器既可实施为干式又可为湿式。附加地带有含或不含同步器的自由轮的应用方案也是可考虑的。分离离合器也可实现为牙嵌离合器或直接操纵的离合器。分离离合器组件不须同轴地在布置在电机转子内部，但也可以如此取向。轴向或轴向平行的组件同样为可行的。还可考虑操纵系统的不同变型，例如液压或电子机械式设计方案。

在根据本发明的变型中，在驱动侧，内燃机和电机扭矩在自由轮法兰处被一起导入偏差补偿装置。也可考虑不含自由轮的应用方案，其中，总扭矩直接在分离离合器在从动侧的罩盖处导入传递装置中。在离合器侧的法兰上，两个板簧组呈180°相对铆接。板簧组在另一侧与中间的中间环相铆接。为此还要在中间法兰处铆接两个彼此错开90°的板簧组，其进一步与变速器侧的输入元件铆接在一起。中间法兰在此为中间环，即中间元件。总共四个板簧组可实施一致的。由于扭矩作用，板簧也被拉伸加载，然而同样可传递产生的剪切力矩。

如果错位仅沿径向发生在分离离合器和双离合器变速器的轮毂之间，则分别垂直于偏差方向相对布置的板簧组移位。垂直于此布置的总成不移位。因此也可旋转时通过四个板簧组相互的移位补偿偏差。

如已经阐述过的那样，轴向偏差也可通过板簧组的扭绞补偿。当需要消除非常大的轴向偏差时，离合器侧的从动法兰或变速器侧的输入元件可附加地配备有一个所述“挠性板”或多个较薄的“挠性板”。

通过中间环与板簧的自由联接，可以类似于双质量阻尼器的方式应用由膜片(其例如铆接在中间环上)和塑料环(其固定在变速器侧的法兰上)组成的摩擦装置以便稳定偏差补偿装置，由此减弱中间环的径向和轴向震动。摩擦装置组件也可反过来考虑，即也可在离合器侧的从动法兰和中间环之间。

摩擦装置因此可构造成膜片。膜片例如理解为优选可扭曲的板，其具有相对于其径向延伸部较小的厚度，例如在0.1和2mm之间。该膜片可由金属材料，例如由钢板制成。膜片可固定在中间环上且以自由区段这样贴靠在从动元件或输入元件上，即，在中间元件相对于从动元件和/或输入元件旋转时，在膜片和有摩擦地贴靠在其上的元件(如从动元件或输入元件)之间产生摩擦力。可能的是，膜片旋紧或铆接在中间元件上。同样可能的是，膜片旋紧或铆接在从动元件上或者旋紧或铆接在输入元件上。在这两种情况下，膜片的区段有摩擦地贴靠在中间元件上。

特别有利的是，膜片通过螺栓安装在从动元件上，该螺栓将从动元件固定在开关装置的外法兰上。

通过本发明，分配到各个参与模块上的反应力最小化。所述的附加摩擦装置防止中间元件的自由震动。混合模块和双离合变速器之间在径向和轴向上的轴偏差可得到补偿。

接下来借助于附图进一步阐述本发明。

附图说明

图1为通过根据本发明的传动装置的某一区段的纵剖图，在传动装置中装配有根据本发明的偏差补偿装置，

图2为偏差补偿装置的端侧的朝向内燃机方向的视图，其中，图1的图示与沿着直线I的剖面相对应，

图3a为图1和2的传动装置的某一区段的沿着图2的直线IIIa的细节图，以及，

图3b为图1和2的根据本发明的传动装置的第一实施形式的沿着图2的直线IIIb的剖面图。

附图只为示意性特点且仅用作理解本发明。相同的元件带有同样的参考标号。

具体实施方式

图1所示为根据本发明的传动装置。传动装置仅示出一部分，然而具有根据本发明的偏差补偿装置2。传动装置1位于未示出的内燃机和未示出的变速器之间且具有混合模块3。混合模块3包括电机4和开关装置5。开关装置5可设计为分离离合器，设计为可直接操作的离合器和/或牙嵌离合器。

内燃机驱动法兰轴6。开关装置5具有离合器侧的从动元件7，其根据从动法兰的形式构造。转矩由开关装置5经过偏差补偿装置2输出给转矩吸收装置8。转矩吸收装置8可构造为带有转换器壳体10的转换器9。偏差补偿装置2可为自由轮分离离合装置的一部分。该偏差补偿装置可安装在双离合器变速器和混合模块3之间的连接位置上且满足了补偿径向/轴线/轴向偏差这一必要性。在自由轮分离离合器的从动侧，在这里介绍的变型中，内燃机和电动机扭矩在自由轮11的法兰上一起导入到偏差补偿装置2中。偏差补偿装置2用作传递单元且具有构造为从动法兰的离合器侧的从动元件7、中央的中间元件12、变速器侧的输入元件13、多个板簧14和可选的摩擦装置15。各个板簧可结合为板簧组16。

摩擦装置15在图1中不可见，但在图3a和3b中可见。摩擦装置15可具有膜片17。离合器侧的从动元件7、变速器侧的输入元件13和中央的中间元件12可绕共同的旋转轴线18旋转。旋转轴线18规定出轴向，其中以垂直于轴向的方式确定出径向。

图1所示为根据本发明的传动装置1的截面图。该根据本发明的传动装置1在机动车，如轿车或载货车中得到应用，该机动车既应用了未示出的内燃机又应用了包括电机4和开关装置5的混合模块3。

构造为电动机的电机4也可用作发电机。开关装置5在此构造为带有自由轮11的双离合器。

电机4具有定子19和转子20。转子20通过销钉21固连在管状构件22上。管状构件22通过连接法兰23支撑在中间轴承24上。中间轴承24构造为滚动轴承。中间轴承24插入到套筒状构件25中，该构件25为开关装置5的操作系统的一部分。

由电机4产生的转矩通过管状构件22传送到盆形件26上，该盆形件26通过连接件，例如螺栓27与自由轮法兰28固连。转矩则经过旋紧在自由轮法兰28上的离合器侧的从动元件7而继续传递。

通过铆接，转矩则继续传递到两个板簧组16上，即两个第一板簧组29上。这一点可特别好地从图2中看出。在这里还可看出的是，转矩此后经过铆接继续传递到中央的中间元件12上，其中，中央的中间元件12构造为中间环。该基本上可运动地支承的中间环能使得转矩经过铆接进一步传递到两个其他板簧组16上，即两个第二板簧组30上。

通过又一铆接，转矩则传送到变速器侧的输入元件13上。如图3a和3b所见，摩擦装置15通过铆钉31固定在中间环上，即中央的中间元件12上。摩擦装置15的膜片17有摩擦地贴靠在变速器侧的输入元件13的面向混合模块3的一侧上。

膜片17也可备选地固定在螺栓32上或者可将另一膜片17固定在此处且有摩擦地贴靠在中央的中间元件12上。

转矩可因此由电机4输送到转换器9上。

转矩传递路径也可备选或附加地这样实现，该转矩传递路径由未示出的内燃机延伸至法兰轴6，然后延伸至自由轮11，该自由轮11在滚动轴承33旁边位于通过铆钉34安装在法兰轴6上的元件和/或变速器侧的输入元件13之间。自由轮11具有自由轮体35，其借助于自由轮法兰28起到继续传送转矩的作用。而自由轮11则这样设计成，使得转矩不能沿相反的方向由自由轮法兰28传递到法兰轴6上。

齿板36通过插拔齿结构与离合器从动盘37相连接，该离合器从动盘37可通过仅简示的操作机构压紧在盆形件26上。在离合器从动盘37与盆形件26相贴靠时，转矩可由电机4经过法兰轴6传递至内燃机以便起动内燃机。离合器从动盘37包括至少一个支撑体和一些摩擦片。

盆形件26可构造为飞轮且自由轮法兰28可构造为外法兰。

法兰轴6也可称作中间轴。滚动轴承33用作自由轮支承。自由轮体35根据卡辊的形式设计成。

附图标记一览

1 传动装置

2 偏差补偿装置

3 混合模块

4 电机

5 开关装置

6 法兰轴

7 从动元件

8 转矩吸收装置

9 转换器

10 转换器壳体

11 自由轮

12 中央的中间元件

13 变速器侧的输入元件

14 板簧

15 摩擦装置

16 板簧组

17 膜片

18 旋转轴线

19 定子

20 转子

21 销钉

22 管状构件

23 连接法兰

24 中间轴承

25 套筒状构件

26 盆形件

27 螺栓

28 自由轮法兰

29 第一板簧组

30 第二板簧组

31 铆钉

32 螺栓

33 滚动轴承

34 铆钉

35 自由轮体

36 齿板

37 离合器从动盘

38 变速器输入毂

39 变速器输入轴颈

Claims (10)

1.一种用于机动车、例如轿车或载重汽车的传动装置(1)的偏差补偿装置(2)，该偏差补偿装置具有离合器侧的从动元件(7)和变速器侧的输入元件(13)，其特征在于，在所述从动元件(7)和输入元件(13)之间这样布置至少一个板簧(14)，使得力和/或力矩能经过该板簧(14)由所述从动元件(7)导引至所述输入元件(13)。

2.根据权利要求1所述的偏差补偿装置(2)，其特征在于，所述板簧(14)位于平行于参考平面取向的板簧平面中，旋转轴线(18)在所述参考平面中伸延，所述输入元件(13)和/或所述从动元件(7)可绕所述旋转轴线(18)旋转。

3.根据权利要求1或2所述的偏差补偿装置(2)，其特征在于，中间元件(12)、例如中间环一方面通过至少一个板簧与所述从动元件(7)相连接且另一方面通过至少一个第二板簧与所述输入元件(13)相连接。

4.根据权利要求3所述的偏差补偿装置(2)，其特征在于，所述第一板簧为第一板簧组(29)的一部分和/或所述第二板簧为第二板簧组(30)的一部分。

5.根据权利要求4所述的偏差补偿装置(2)，其特征在于，存在两个第一板簧组(29)，它们相对所述旋转轴线(18)错开优选180°地布置，和/或存在两个第二板簧组(30)，它们相对所述旋转轴线(18)错开优选180°地布置。

6.根据权利要求5所述的偏差补偿装置(2)，其特征在于，所述两个第一板簧组(29)相对于两个第二板簧组(30)关于旋转轴线(18)错开90°地布置。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的偏差补偿装置(2)，其特征在于，所述输入元件(13)设计为在轴向上柔性的板或者为这种柔性的板的组合，或者对所述输入元件(13)附加地使用一个或多个这种板和/或使用一摩擦装置(15)。

8.一种用于机动车的传动装置(1)，位于内燃机和变速器之间，其中，包括电机(4)和带有从动元件(7)的开关装置(5)的混合模块(3)位于可以内燃机驱动的法兰轴(6)和变速器侧的输入元件(13)之间，其中，该开关装置(5)还设计用于使所述电机(4)从所述法兰轴(6)断开联接，其特征在于，使用了根据权利要求1至7中任一项所述的偏差补偿装置(2)。

9.根据权利要求8所述的传动装置(1)，其特征在于，第一板簧组(29)固定、优选铆接在所述从动元件(7)和一中间元件(12)上，和/或第二板簧组(30)固定、优选铆接在所述中间元件(12)和所述输入元件(13)上。

10.根据权利要求9所述的传动装置(1)，其特征在于，所述输入元件(13)与变速器输入毂(38)连接、优选铆接，所述变速器输入毂本身与变速器输入轴颈(39)连接，优选通过齿结构连接，其中，所述变速器输入轴颈(39)能构造为转换器(9)的一部分。

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