CN103597235B - 用于双离合器的分离系统 - Google Patents

Abstract

分离器，尤其用于操作机动车驱动系中的双离合器的分离器，其用于选择式地分开和连接两个轴，该分离器包括围绕驱动轴同轴心地布置的壳体（102），在该壳体中导向环形的活塞（103），在该活塞的一端上布置有带有一分离器侧轴承环（108）、一离合器侧轴承环（109）和滚动体（110）的第一分离轴承（107），该第一分离轴承支撑在该双离合器的一个子离合器的离合器弹簧上，并且该分离器包括环形的第二活塞（105），该第二活塞比所述环形的第一活塞具有更小的环直径并且与该环形的第一活塞同轴心地在所述壳体中被导向，并且在所述环形的第二活塞的端部上布置有带有一分离器侧轴承环（112）、一离合器侧轴承环（113）和滚动体的第二分离轴承（111），该第二分离轴承支撑在该双离合器的第二子离合器的离合器弹簧上，其中，在未接合的状态下所述分离轴承贴靠在所述壳体上并且在该处借助于摩擦锁合阻碍扭转，并且所述分离器侧轴承环借助于一连接装置（123）相互耦合上，该连接装置在围绕所述驱动轴的旋转轴线的旋转方向上是刚性的并且在所述驱动轴的所述旋转轴线的方向上是软的。

Description

用于双离合器的分离系统

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1和权利要求8的前序部分的特征的、用于双离合器的分离系统。

背景技术

基本上，双离合器包括两个单独的离合器单元，所述离合器单元能够相互无关地通过分别对应的分离装置或接合装置中断和建立与变速器输入轴的连接。分离或接合装置之间的不同主要与离合器作为常开式离合器(normallyopenedclutch)和常闭式离合器(normallyclosedclutch)的运转方式有关。常开式离合器在接合系统不受压的状态下是打开的，通过操作接合系统将接合活塞压紧到杠杆弹簧上，该杠杆弹簧使压板压向摩擦板并且这样闭合该离合器以传递力矩。常闭式离合器在分离系统不受压的状态下是闭合的，通过操作分离系统使分离活塞移向碟形弹簧，该碟形弹簧接着从离合器压板抬起并且这样使得能够打开该离合器。双离合器包括两个子离合器，所述子离合器可以分别实施为常开式或者常闭式离合器。分离和接合装置的基本运转方式是分别相同的，从而以下一般性使用的概念分离器或者分离系统应既包括分离器也包括接合器或既包括分离系统也包括接合系统。

双离合器的优选使用领域是双离合器变速器中的应用。在此，第一离合器单元传统上操控奇数档位而第二离合器单元操控偶数档位。以这种方式，在当前通过一个离合器单元将转矩从发动机传递到变速器上期间，另一个离合器单元已经被预选，以便能够随后不断开牵引力地从当前的档位转换到所预选的档位中。为此，变速器输入轴优选由两个同轴心的轴组装而成，就是说，包括空心轴与处于内部的实心轴。

由DE101164705A1已知这种双离合器。为了操作所述离合器单元，其设置有两个相互同轴心地布置的从动缸活塞或者说执行活塞(Stellkolben)，也就是内部的从动缸活塞和外部的从动缸活塞。内部的从动缸活塞和外部的从动缸活塞分别在一环筒形的缸壳体中被导向。以这种方式构造的这种从动缸也被称作为CSC(同轴从动缸，concentrateslavecylinder)。由此，这两个缸壳体也相互同轴心地布置并且构成内部的从动缸和外部的从动缸，其方式是，所述从动缸活塞布置得在轴向上可相对于彼此运动。

由DE102005008662A1已知，环形的、同轴心的、分别与分离轴承处于作用连接中的从动缸活塞在共同的壳体中被组装成紧凑的结构单元。在操作分离系统时，通过布置在从动缸活塞的前部端侧处的、相应的分离轴承将打开力从第二从动缸活塞(其例如主管第一档位的挂入)传递到双离合器的相应离合器单元上。为避免传递转动运动，尤其是从双离合器的另一离合器单元到第二从动缸活塞上的转动运动，例如或者旋转地固定分离轴承的轴承环或者通过一杠杆臂旋转地固定至少第二从动缸活塞，该杠杆臂支撑在分离系统的从动缸壳体的外壳面上。但是，通过安装在分离系统的外壳面之外的杠杆臂来固定从动缸活塞导致分离系统的径向安装空间增大。

还已知，在CSC中，活塞侧轴承环的由于分离轴承的拖曳力矩引起的旋转式扭转借助于预载弹簧来支撑，通过该预载弹簧使分离轴承压向离合器弹簧。但是，该预载弹簧也需要在双离合器应用中通常非现有的径向安装空间，从而，通常在双离合器应用中不能够通过所述预载弹簧来进行拖曳力矩支撑。

因此，在用于双离合器的分离系统中经常使用形锁合的、非弹性的连接装置以支撑拖曳力矩。此外，环形活塞具有空隙，分离壳体上的相应的互补凸起嵌入到该空隙中并且这样防止活塞相对于壳体扭转。因为这种突出部会阻止环活塞置入到对应的缸室中，在缸活塞被置入到分离器壳体中之后才进行该突出部的构造。在此，例如可以将在其外周上具有相应突出部的铝环通过加热而使其圆周增大地装到壳体上并且随后冷却，从而能够通过突出部和凹陷之间的形锁合和该铝环与分离器壳体的摩擦锁合来传递转矩。但是，该环的装配费事并且要求遵守相对小的公差极限。

因此，本发明任务在于，为用于双离合器的分离系统提供拖曳力矩支撑以供使用，该分离系统在无预载弹簧和无用于铝环的费事的压配合的情况下可用于实现力矩支撑。

该任务通过根据权利要求1和根据权利要求8的分离系统得以解决。有利的改进方案由从属权利要求得知。

发明内容

根据本发明的、用于双离合器的分离系统具有分离器壳体，在该分离器壳体中同轴心地导向两个环形的活塞。在这些活塞的离合器侧端部上存在两个同轴心地布置的分离轴承，所述分离轴承构造用于贴靠到双离合器的子离合器的碟形弹簧或杠杆弹簧上。在分离轴承的分离器侧轴承环和分离器壳体之间构成摩擦面，该摩擦面具有一种特性，借助于所述特性在两个接触面之间实现高的摩擦值。

因此，在未分离的状态下，在分离壳体的表面和分离轴承的分离器侧轴承环的表面之间存在摩擦锁合，该摩擦锁合产生反作用于所述拖曳力矩的保持力矩，从而分离轴承的分离器侧轴承环的扭转被该轴承拖曳力矩阻止。为此所需的法向力由离合器的杠杆弹簧或碟形弹簧施加到该分离轴承上。

当然，对于由所述摩擦锁合产生的保持力矩必要的是，轴承环和壳体的表面相互抵压。在分离器不受压、即未分开的状态下是这种情况。如果现在在分离器活塞中产生压力，则作用到轴承环上的保持力相应地减小，直至施加到分离活塞上的压力足够时轴承环完全从所述壳体抬起，从而不再能够通过摩擦锁合产生保持力矩。为了在这种情况下也防止轴承环扭转，在第一分离轴承的分离器侧轴承环和第二分离轴承的分离器侧轴承环之间设置有防扭转装置。这种连接装置构造用于防止两个轴承环扭转超过小的公差范围，而不妨碍或者仅非常轻微地妨碍轴向方向上的相对运动以及轴承环相对于彼此的倾斜。通过两个轴承环之间的这种防扭转装置避免了在开始操作相应的子分离器时轴承环扭转。

在分离器活塞中的压力进一步升高时，作用到缸密封装置上的压力提高，从而该缸密封装置在缸壁上的支撑面增大并且相应地在活塞密封装置和分离器壳体之间产生摩擦阻力。因为活塞密封装置通过分离器活塞与分离器侧轴承环处于作用连接中，能够从一确定的、分离活塞中的工作压力起通过分离活塞中的相应的保持力矩支撑所述拖曳力矩。由此，存在必要性：仅在分离过程的相比而言短的部分上通过与第二轴承环防扭转地连接来支撑所述轴承环。相反，在完全被分离的状态下，环形活塞密封装置在缸壁上的摩擦足以支撑拖曳力矩，同样地，在完全未分离的状态中，轴承环和分离器壳体之间的摩擦锁合足以支撑拖曳力矩。

在离合器运行时，在极限状况下，例如在极低的温度下，可能出现临时的拖曳力矩提高。但是，分离轴承环和分离器壳体之间的摩擦力矩在任何情况下都大于离合器和分离轴承的离合器侧轴承环之间的摩擦力矩，从而在这种情况下发生所述碟形弹簧/杠杆弹簧在分离轴承上滑转。由此，即使在对于拖曳力矩的极限条件下也随时为分离器侧轴承环提供过载保护。

基本可能的是，为了提高摩擦锁合，使分离器壳体的表面和/或轴承环的表面经受特别的处理或者例如在一个或者两个构件上设置有具有高摩擦系数的涂层。也可能的是，使用附加元件例如橡胶构件以提高分离壳体和轴承环之间的摩擦系数。这提供附加的优点：通过这类中间元件能够构成弹性的止挡以补偿运动、避免噪声和弹性的力传递。

分离轴承的分离器侧轴承环之间的连接元件可以或者形锁合、力锁合或者也可以摩擦锁合地被连接上。在被摩擦锁合地连接上时，在过载的情况下，在分离轴承难以畅通时能够防止所述连接元件的可能的损坏。

通过仅由壳体摩擦和活塞密封装置上的密封装置摩擦来支撑拖曳力矩能够省去用于离合器活塞的大范围的防扭转装置。由此，活塞能够在缸室中绕轴线转动。由此得出意外的优点：由于分离活塞的在离合器运行时发生的轻微扭转运动，在活塞密封装置和缸室之间的密封面中的可能存在的最小的沟纹或者脏物颗粒不再导致密封装置上的沟纹，因为根据分离器活塞的扭转状态而定，密封装置的另一区域贴靠在沟纹处。由此，强烈减小密封磨损并且避免密封系统提早失灵。

附加地能够通过避免将缸活塞形锁合地支撑在分离器壳体上来防止在形锁合地连接的情况下不可避免的、由于形锁合的防扭转区域中的摩擦(尤其是在分离轴承摇摆运动时)引起的显著磨损。

在本发明的一替代实施方式中不省去所述形锁合，但是将由现有技术已知的铝环用夹子取代，所述夹子借助于夹紧连接安装在分离器壳体上并且嵌入到缸活塞上的互补的凹处中。

依据下面对两个实施例的说明以及附图使本发明的其它优点、特征、特征组合和特性清晰。

附图说明

附图示出：

图1a-1b现有技术中的分离活塞；

图2根据本发明的分离器；

图3根据本发明的分离器的替代实施方式；

图4用于支撑根据本发明的分离器的分离轴承的轴承环之间的拖曳力矩的连接器件；

图5a-5c根据本发明的分离器的分离轴承，具有已安装的、图4中的连接元件；

图6本发明的替代实施方式，具有用于防扭转的夹子；

图7用于置入到图6中的双离合器分离器中的夹子。

具体实施方式

图1示出如在现有技术中已知的用于双离合系统的分离器1。该分离器具有壳体2，在该壳体中，两个带有环形活塞密封装置4，6的环形活塞3，5可运动地被导向。通过一供应装置(未示出)能够以液压流体分别相互独立地充注环形活塞3，5的缸室。活塞3的朝向离合器的端部与分离轴承7处于作用连接中。在此，该分离轴承7具有分离器侧轴承环8、离合器侧轴承环9和滚动元件10，所述滚动元件构造用于使分离器侧轴承环的运动在离合器侧轴承环上展开。相应地，分离活塞5与分离轴承11处于作用连接中，该分离轴承类似地具有分离器侧轴承环12、离合器侧轴承环13和滚动体14。

在缸活塞3，5中存在凹处16，铝环15的相符的凸起17嵌入到所述凹处中。在缸活塞3，5被推入到分离器壳体2中之后，这些铝环被安装到壳体上(见图1b)。为了支撑离合器盖，一盖轴承18处于分离器的壳体2上。

在图2中示出根据本发明的分离器101。该分离器101具有分离器壳体102，与现有技术中的分离器类似地，在该分离器壳体中导向两个带有活塞密封装置104，106的环形分离器活塞103，105。分离器活塞103，105与分离轴承107，111处于作用连接中，所述分离轴承分别具有分离器侧轴承环108，112和离合器侧轴承环109，113以及滚动体110，114。轴承环108，112分别具有表面区域121，所述表面区域构造用于贴靠在分离器壳体102的处于分离器壳体102和轴承环108及112之间的接触平面120中的表面区域122上。该表面区域具有导致轴承环表面121和壳体表面122之间的静摩擦系数μ高的构型或者加工处理。

在此，具有0.15或者更高的摩擦系数的表面构型尤其适合。在分离系统不受压时，活塞103，105不对轴承环108，112施加明显的力。但是，通过离合器(未示出)的贴靠在轴承环109及113上的碟形弹簧/杠杆弹簧，将很大的预紧力施加到分离轴承上，该预紧力通过滚动体110，114进一步传导到轴承环108，112上。轴承环108，112在表面121，122的区域中支承在分离器101的壳体102上，从而在轴承环108，112和壳体102之间产生摩擦锁合。如果现在通过在离合器侧轴承环109，113旋转时分离轴承中不可避免的摩擦将总是存在的拖曳力矩传递到分离器侧轴承环108，112上，则能够通过该摩擦锁合在分离器一侧上建立相应的反力矩并且这样防止轴承环108，112的扭转。

如果操作分离器活塞、例如活塞3，则施加到缸室中的液压流体上的压力被提高，由此，逆着由离合器的杠杆弹簧或碟形弹簧引起的预紧力对分离轴承107的轴承环108施加力。由此，分离器侧轴承环108和壳体102之间的摩擦锁合减小到摩擦力矩可能不再足以补偿来自分离轴承107的拖曳力矩。因此，存在此危险：在操作分离器101时分离器侧轴承环108可能会产生扭转。为了在操作分离器101时也可靠地避免这种扭转，在分离器侧轴承环108和112之间设置有附加的防扭转装置123，该防扭转装置在轴承环107，111的圆周方向上是刚性的，但是在径向方向和轴向方向上是软的。因为防扭转装置123在圆周方向上也具有有限的刚度，轴承环107，111的非常小的相对扭转运动是可能的，然而，所述扭转运动不导致可察觉的磨损。在轴向方向和径向方向上，分离轴承107，111相对于彼此的运动由于防扭转装置123的在这些方向上的柔软度而受到几乎不可察觉的阻碍。有利地，防扭转装置123可以构造为弹簧(见图4)。

由离合器和碟形弹簧或杠杆弹簧组成的系统在常开式离合器情况下根据打开状态而定具有不同的弹性系数。在分离过程开始时，仅碟形弹簧/杠杆弹簧的力必须由分离器101克服。一旦压板贴靠在一个或者多个摩擦板上，弹性系数剧烈增大，从而缸室中的压力快速地升高。通过这时占主导的高的压力将缸密封装置104，106压得与缸壁贴靠，从而在此产生防止环形活塞103，105的扭转的摩擦锁合，并且由此，与环形活塞连接的分离器侧轴承环108，112的扭转也通过摩擦锁合来防止。因为在双离合器运行时总是有一个离合器处于闭合、就是说被压紧的状态中，由此确保，或者通过分离器侧轴承环108，112和缸壳体102之间的摩擦锁合、或者通过缸密封装置104，106来形成足够的摩擦锁合，以可靠地防止轴承环的扭转。

在一定的不利条件下，例如在非常低的温度下，分离轴承107，111的拖曳力矩会被提高。但是，在这种情况下，分离器侧轴承环108，112和分离器壳体102之间的摩擦锁合及缸密封装置104，106和缸壁之间的摩擦锁合总是大于杠杆弹簧或碟形弹簧和离合器侧分离轴承环109，113之间的最大摩擦力矩。因此，在过载情况下，引起杠杆弹簧或碟形弹簧在离合器侧轴承环109，113上滑转，从而，即使在不利的条件下也为轴承环108，112和防扭转装置123提供过载保护功能。在此，弹簧舌在离合器侧分离轴承环109，113上的短暂滑转是可容忍的，因为由于弹簧舌和分离轴承环109，113的在离合器运行时无可避免的相对运动本来就存在不可避免的磨损并且所述构件必须相应地防磨损地设计。在此，在少见的过载情况中的滑转不意味任何可察觉的磨损提高，从而不会由此使离合器的使用寿命缩短。

图3示出图2中的实施方式的改进方案。在此，为了提高最大可支撑的拖曳力矩，在轴承环和壳体之间的接触平面120中布置有附加构件125，该附加构件由具有高摩擦系数的材料、优选橡胶或者弹性塑料构成。因为这样显著地增大了轴承环和壳体之间的摩擦力并且由此显著地增大了轴承环和壳体之间的最大可传递的力矩，这种改进方案在轴承环和壳体之间的摩擦力矩不足以支撑拖曳力矩时是合适的。附加地，能够通过该附加构件减小由于撞击到壳体上引起的作用力并减小噪声。

图4示出用于防扭转的弹簧123，该弹簧可以布置在两个分离轴承环108，112之间，如在图5中所示。在图5中，在图5a中示出两个分离轴承107，111的剖面，在所述分离轴承之间置入一个根据图4的弹簧123。所述分离轴承分别具有一分离器侧轴承环108，102、一离合器侧轴承环109，113和滚动体110，114。图5b又以另一视角示出两个分离轴承的剖面，其中防扭转弹簧123的端部127通过一开口形锁合地与分离轴承环108连接。在图5c中示出防扭转弹簧123和分离轴承环112之间的连接。防扭转弹簧123的折弯的端部126与布置在分离器侧轴承环112的外侧上的突出部128嵌接。替代地，其他的固定自然也是可能的，例如通过环圈、螺纹连接、卡锁等。

图6示出本发明的替代实施方式，其中，由夹子230替代根据图1b的、现有技术中的铝环。在置入分离活塞之后可以将夹子230固定在分离器壳体202上并且这样确保在图1a中示出的、形锁合的防扭转。

图7示出用于固置在分离器壳体上的夹子230，以提供用于支撑拖曳力矩的突出部。该夹子具有夹紧区域231，该夹紧区域包括两个平行延伸的臂区域235和236，所述臂区域通过弯曲的连接区域237相互连接并且这样形成基本上U形的、敞开的区域。在臂236上衔接另一弯曲的区域238，该区域通到基本上平行于臂236的另一臂239中，该另一臂239连同臂236和弯曲的区域238也形成一基本上U形的区域，但是，该U形区域与第一U形区域相比在相反的方向上敞开。由此，所述夹子具有基本上S形的形状，具有夹紧区域231和突出部区域232。在夹紧区域的臂235和236中可压制出凹槽233，所述凹槽用于将夹紧元件230更好地固定在分离器壳体202(见图6)上。为构造所述凹槽，臂239可具有开口234。

参考标记列表

1分离器

2壳体

3环形活塞

4环形活塞密封装置

5环形活塞/分离活塞

6环形活塞密封装置

7分离轴承

8分离器侧轴承环

9离合器侧轴承环

10滚动元件

11分离轴承

12分离器侧轴承环

13离合器侧轴承环

14滚动体

15铝环

16凹处

17凸起

18盖轴承

101分离器

102分离器壳体

103分离器活塞

104活塞密封装置

105分离器活塞

106活塞密封装置

107分离器轴承

108分离器侧轴承环

109离合器侧轴承环

110滚动体

111分离轴承

112分离器侧轴承环

113离合器侧轴承环

114滚动体

120接触平面

121轴承环表面

122壳体表面

123防扭转装置

126折弯的端部

127防扭转弹簧的端部

128突出部

230夹紧元件

231夹紧区域

235臂区域

236臂区域

237连接区域

238弯曲区域

239臂

Claims (9)

1.分离器(101)，是用于操作机动车驱动系中的双离合器的分离器，用于选择式地分开和连接两个轴，该分离器包括围绕驱动轴同轴心地布置的壳体(102)，在该壳体中导向环形的活塞(103)，在该活塞的一端上布置有带有一分离器侧轴承环(108)、一离合器侧轴承环(109)和滚动体(110)的第一分离轴承(107)，该第一分离轴承支撑在该双离合器的一个子离合器的离合器弹簧上，并且该分离器包括环形的第二活塞(105)，该第二活塞比所述环形的第一活塞(103)具有更小的环直径并且与该环形的第一活塞同轴心地在所述壳体(102)中被导向，并且在所述环形的第二活塞的端部上布置有带有一分离器侧轴承环(112)、一离合器侧轴承环(113)和滚动体(114)的第二分离轴承(111)，该第二分离轴承支撑在该双离合器的第二子离合器的离合器弹簧上，其特征在于，在未接合的状态下所述分离轴承(107，111)贴靠在所述壳体(102)上并且在该处借助于摩擦锁合阻碍扭转，并且所述分离器侧轴承环(108，112)借助于一连接装置相互耦合上，该连接装置在围绕所述驱动轴的旋转轴线的旋转方向上是刚性的并且在所述驱动轴的所述旋转轴线的方向上是软的。

2.根据权利要求1的分离器(101)，其特征在于，所述分离器侧轴承环(108，112)之间的所述连接装置借助于一弹簧来实现。

3.根据权利要求2的分离器(101)，其特征在于，所述弹簧构造为线材成形弹簧，该线材成形弹簧至少围绕所述第二活塞(105)和/或所述第二分离轴承(111)的一部分延伸，其中，所述线材成形弹簧的一端(126)与所述第一分离轴承(107)的所述分离器侧轴承环(108)连接，并且所述线材成形弹簧的另一端(127)与所述第二分离轴承(111)的所述分离器侧轴承环(112)连接。

4.根据权利要求2或3的分离器(101)，其特征在于，所述弹簧布置在所述第二分离轴承(111)的外周和所述第一分离轴承(107)的内周之间。

5.根据权利要求1或2或3的分离器(101)，其特征在于，在所述壳体(102)和所述分离轴承(107，111)之一的至少一个轴承环(108，112)之间布置有用于提高摩擦值的附加构件(125)。

6.根据权利要求5的分离器(101)，其特征在于，所述附加构件(125)由塑料或者橡胶制成。

7.根据权利要求1或2或3的分离器(101)，其特征在于，所述活塞(103，105)绕所述驱动轴的所述旋转轴线可转动地支承在所述壳体(102)中。

8.分离器(201)，是用于操作机动车驱动系中的双离合器的分离器，用于选择式地分开和连接两个轴，该分离器包括围绕驱动轴同轴心地布置的壳体(202)，在该壳体中导向环形的活塞，在该活塞的一端上布置有第一分离轴承，该第一分离轴承支撑在该双离合器的一个子离合器上，并且该分离器包括环形的第二活塞，该第二活塞比所述环形的第一活塞具有更小的环直径并且与该环形的第一活塞同轴心地在壳体中被导向并且在所述环形的第二活塞的端部上布置有第二分离轴承，该第二分离轴承支撑在该双离合器的第二子离合器上，其特征在于，所述活塞具有至少一个侧面导向装置，并且，在所述分离器(201)的所述壳体(202)上布置有夹紧元件(230)，所述夹紧元件嵌入到所述活塞的所述侧面导向装置中。

9.根据权利要求8的分离器(201)，其特征在于，所述侧面导向装置借助于所述活塞的在径向方向上处于外部或者内部的侧面上的凹处或者槽来构造，并且，为了在活塞侧壁的圆周方向上形锁合，所述夹紧元件(230)嵌入到所述凹处或者槽中。