CN103629266A - 用于湿式摩擦离合器的摩擦组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于湿式摩擦离合器的摩擦组件，其至少具有下述组件：内部摩擦片载体；外部摩擦片载体；用于容纳摩擦片以摩擦锁合地传递扭矩的摩擦片室；中心轴，所述摩擦片载体可以围绕该中心轴旋转，其中，所述内部摩擦片载体具有第一贯通开口和第二贯通开口，所述第一贯通开口从中心轴延伸至摩擦片室，所述第二贯通开口从摩擦片室外部延伸至摩擦片室。通过建议的湿式摩擦离合器或摩擦组件可以更有效地利用冷却液的冷却功率并减小所需的结构空间和生产成本。

Description

用于湿式摩擦离合器的摩擦组件
技术领域
本发明涉及用于湿式摩擦离合器的摩擦组件，以及具有这种摩擦组件的湿式摩擦离合器。特别是所述摩擦组件或所述湿式摩擦离合器可用于具有内燃机或电动机的机动车。在此，所述摩擦组件或湿式摩擦离合器适合于将旋转的输入轴和固定不动或缓慢旋转的输出轴可松脱地连接。
背景技术
在连接两个转数不同的轴时产生摩擦热。为了能够充分导出这种热，所述摩擦组件或湿式摩擦离合器必须设计配有足够的热质量。如果所述摩擦离合器实施为干式，也就是没有冷却液，那么所述热质量由摩擦离合器或摩擦组件的结构部件形成。但由于这种干式摩擦离合器要么体积过大，要么不适合所需的功率，因此在很多应用情况下不适用。因此经常使用湿式摩擦离合器，其中的摩擦组件在油槽中得以冷却。为导出热，所述油通过所述摩擦组件泵送并且由此持续被周转。在现有已知的湿式摩擦离合器中，通过油导出热的方案未能得到充分有效地实施。
发明内容
因此本发明的任务是至少部分避免现有技术中公知的缺陷。该任务通过独立权利要求的特征得以解决。从属权利要求的主题是有利的改进方案。
本发明涉及用于湿式摩擦离合器的摩擦组件，其至少具有下述组件：
-内部摩擦片载体，
-外部摩擦片载体，
-用于容纳摩擦片以摩擦锁合地传递扭矩的摩擦片室，
-中心轴，所述摩擦片载体可以围绕该中心轴旋转。
所述摩擦组件的特征是所述内部摩擦片载体具有第一贯通开口，其从中心轴延伸至摩擦片室，并且所述外部摩擦片具有第二贯通开口，其从摩擦片室外部延伸至摩擦片室。
摩擦组件被设置用于将扭矩从输出轴传输至输入轴或反过来传输。为此，以压紧力将两个摩擦面彼此压紧在一起，由于两个摩擦面之间产生的摩擦力，扭矩可被传输。摩擦组件通常包括多个成对的摩擦面并且被设置用于当在两个摩擦面之间有相对运动时被压紧及松开。在本例中，所述摩擦组件通过内部摩擦片载体和外部摩擦片载体形成。两个摩擦片载体中的至少一个在此可轴向移动或设置在所述载体内的摩擦片可轴向移动，从而所述摩擦片在摩擦片载体内被彼此压紧，扭矩可从一个摩擦片载体传输至另一个摩擦片载体。所述摩擦片载体在此围成一个摩擦片室，其内部容纳摩擦片。所述摩擦片载体可以在此围绕中心轴旋转，与之连接的输入轴和输出轴也可围绕所述中心轴旋转。所述摩擦片载体在此可以分别连接在输出轴或输入轴上。所述内部摩擦片载体具有第一贯通开口，其从内指向外。也就是说，所述第一贯通开口形成用于冷却液(例如油，特别是矿物油、硅油或合成液体)从中心轴通至摩擦片室的通道。所述冷却液在此相对于湿室中的构件没有腐蚀性并具有适当的粘度和热容量。
此外，所述外部摩擦片载体具有第二贯通开口，其从摩擦片室外部延伸至摩擦片室。这就是说，所述第二贯通开口形成用于冷却液的通道，在将摩擦组件设置在油槽中时所述通道允许油进入摩擦片室中。特别优选地所述两个贯通开口如此设置，使得所述油从中心轴通过第一贯通开口进入摩擦片室，通过所述摩擦片载体的旋转向外传输并随后通过第二贯通开口又进入摩擦片室。特别是所述第一贯通开口与中心轴邻近地设置并且形成摩擦片室和贯通开口进口之间的输入管道。特别是所述冷却液从侧面进入摩擦片室中，也就是大致通常地进入到所述摩擦片的摩擦面上。完全特别优选的是，将摩擦片室内的第二贯通开口指向最靠近所述中心轴的摩擦片区域。由此所述冷却液又从内向外传输并且在流出之前冷却所述摩擦片。
根据本发明的另一个观点，还描述了一种湿式摩擦离合器，其用于可松脱地连接驱动单元和传动系，所述湿式摩擦离合器至少具有下列部件：
-湿室，其可用冷却液充满；
-输入轴；
-至少一个输出轴；
-湿室内的至少一个摩擦组件，带有内部摩擦片载体和外部摩擦片载体，以将所述输入轴和所述至少一个输出轴可松脱地连接；和
-中心轴，所述输入轴、所述至少一个输出轴和所述摩擦组件可以围绕该中心轴旋转，
其中，所述内部摩擦片载体与所述输入轴固定连接，并且所述外部摩擦片与所述至少一个输出轴固定连接。
所述驱动单元例如是机动车的内燃机、电动机或诸如此类。所述驱动单元则例如是用于将所述驱动单元的扭矩传输到机动车的推进装置例如轮子上的轴系统。所述湿式摩擦离合器设置在驱动单元和传动系之间并且可以将它们相互连接或相互松开，从而转数或扭矩能够以可控的方式从驱动单元传输至传动系。在此，所述传动系在输入侧特别是包括变速器，通过所述变速器可以改变从驱动单元到传动系的转数或扭矩的减速比或增速比。所述湿式摩擦离合器在此包括湿室，所述湿室可装满冷却液，例如油。冷却液在该湿室中恒定地或按需控制地循环，从而在所述湿式摩擦离合器中产生的热可以通过冷却液被导出。
此外，所述湿式摩擦离合器包括输入轴，所述输入轴例如与驱动单元连接并且然后提供扭矩。此外还设计有至少一个输出轴，所述输出轴例如与所述传动系连接并且例如为了使机动车推进而与所述输入轴连接。在此应指出，也可以反过来从所述输出轴向所述输入轴传输扭矩，例如在车辆的牵引运行中。为可松脱地连接所述输入轴与所述至少一个输出轴，设有至少一个摩擦组件，其中，优选为每个输出轴设计一个摩擦组件。在该摩擦组件中，借助于大量成对摩擦片上的摩擦面，通过将摩擦面彼此压紧而产生摩擦力，从而扭矩可从一个摩擦片传输到相对应的摩擦片上。在此，每个成对的摩擦片组中的一个摩擦片与所述输入轴连接，而另一个摩擦片与所述输出轴连接。所述摩擦组件在此具有内部摩擦片载体和外部摩擦片载体，其分别容纳针对输入侧和输出侧的摩擦片。在此以有利的方式设计如下，将内部摩擦片载体与输入轴连接并将外部摩擦片载体与输出轴连接。目前在迄今为止的现有技术中选择的是正好相反的分配方式，这是因为它首先是更简单的机构，而且大部分时候在所述输入轴上出现更大的扭矩，而该扭矩由此可以更小的力通过具有更大圆周的外部摩擦片载体传输。与所述驱动单元抗扭连接的输入轴在所述驱动单元运行时持续旋转。与所述传动系连接的输出轴仅根据摩擦面之间是连接还是松开的情况发生旋转。例如在机动车静止的情况下，输出轴也静止。通过所述摩擦片载体的旋转运动向外传输冷却液，这是因为所述冷却液与摩擦片载体摩擦接触地被径向加速。
在迄今为止的现有技术中，所述油通过外部摩擦片载体向外传输，所述内部摩擦片载体由于较慢的旋转速度被主油流绕过，因此内部摩擦片载体不能被充分冷却或需要提高油流量。现在，在这里所建议的结构中，所述油通过持续旋转的内部摩擦片载体被加速，并且被传输到外部摩擦片载体并且在那里必要时通过外部摩擦片载体的更慢的速度而被减速并且又流回到内部摩擦片载体中。因此仅通过内部摩擦片载体与输入轴的分配以及外部摩擦片载体与输出轴的分配，冷却液流就可以至少对于正常运行状态更有效率得多。因此相对于现有技术条件下的结构而言，冷却液的周转率变小。
在所述湿式摩擦离合器的另一个有利的实施方式中，在所述湿室内布置至少一个如上文所述的摩擦组件。
通过如上文所述的贯通开口的布置，如下支持上述冷却液的流动，也就是如此安置贯通开口，使得仅通过输入轴和输出轴之间的相对运动就可以完全从四面冲刷到所述摩擦片室内的摩擦片。
在所述湿式摩擦离合器的另一个有利的实施方式中，至少一个摩擦片载体具有第一引导装置以引导冷却液径向地从中心轴流向摩擦片室。
这种引导装置可能是相应摩擦片载体表面增大的粗糙度或者突起，其由于摩擦片载体的旋转运动或冷却液自身的旋转运动而径向向外传输冷却液。由此支持所述冷却液的流动方向并且降低湿室内的泵阻力。由此冷却液中的内摩擦减小并且在转换率相同的情况下热功率增大，或者在热功率相同的情况下周转率减小。
在所述湿式摩擦离合器的另一个有利的实施方式中，所述外部摩擦片载体具有第二引导装置以引导冷却液从摩擦片室外部流向第二贯通开口。
如果外部摩擦片载体比内部摩擦片载体旋转得慢，那么冷却液由于速度差被向内传输。为支持这一流动方向，有利的是，设计第二引导装置，其将基本上通过了外部摩擦片的冷却液引回第二贯通开口，从而所述冷却液能够以较小的内摩擦被引到第二贯通开口。所述第二引导装置和第一引导装置一样可以通过粗糙度和／或引导结构如突起形成。
在所述湿式摩擦离合器的另一个有利的实施方式中，能够通过冷却液以液力方式支持扭矩从输入轴向至少一个输出轴的传输，而该冷却液可借助于内部摩擦片载体的旋转运动被引向摩擦片室。
由于已加速的冷却液从与输入轴连接的内部摩擦片载体流碰到与输出轴连接的外部摩擦片载体并以液力方式带动所述外部摩擦片载体，由此在摩擦片面彼此啮合前实现速度均衡，从而减小相对速度并且从而减小摩擦功率和热功率。因此又必须周转较少的冷却液以产生相等的热功率。此外，所述摩擦面的材料和冷却液自身由于啮合时更小的剪力而得到保护，并且所述冷却液和离合器自身的使用寿命由此变长。
在所述湿式摩擦离合器的另一个有利的实施方式中，在外部摩擦片载体的侧面设有一起旋转的连接盘，所述连接盘在朝向外部摩擦片载体的侧上具有第三引导装置以将冷却液从外圆周引向中心轴或第二贯通开口。
这种一起旋转的连接盘可以例如是通往输出轴的连接片、用于压紧摩擦片的压紧板或一起旋转的离合器壳体或者诸如此类。通过设置可与第一引导装置和第二引导装置相同构造的第三引导装置可以进一步支持湿室内冷却液的循环。特别是如此布置第三引导装置，使得将从外部摩擦片载体中流出的冷却液回引到中心轴或第二贯通开口。由此可以更有效率地使用冷却液的冷却功率。
在所述湿式摩擦离合器的另一个有利的实施方式中设计用于冷却液的输入管道，所述输入管道可以静密封。
所述输入管道在此可以形成于内部摩擦片载体的第一通道内或其后面。但所述输入管道也可以独立地形成于另一个部件之内。在现有的布置方式中，即输入轴与外部摩擦片载体连接的布置方式中，用于冷却液的输入管道必须被动密封，这是因为由于结构所限冷却液需通过一个或几个被实施为空心轴的输出轴输入并且因此在油输入管道和外部摩擦片载体之间产生相对速度。动密封在技术上花费非常大、转数受限且密封的可靠性不如静密封。也就是说，通过这种设计使得密封不太复杂并且更可靠。总体上由此也可以减小所述湿式摩擦离合器的质量和惯性。
在所述湿式摩擦离合器的另一个有利的实施方式中，所述湿式摩擦离合器是双离合器。
特别是双离合器越来越多地用于轿车中，这是因为驾驶的舒适度得以改善并且内燃机或电动机已增大的载荷效率得以增加。但其缺点是双离合器的结构明显比单离合器大并且通过平行的摩擦组件(其同步彼此连接或松脱)摩擦功率和热功率相对于单离合器而言增大。因此本发明建议的结构特别有效，这是因为可以在冷却液周转率不变情况下提高该离合器的热周转。因此在有些情况下冷却液槽的附加部件和冷却液泵可以缩小。而双离合器自身也可以基于上述结构优点被构造地较小。
本发明的另一个方面还涉及到一种机动车，其包括一具有从动轴的驱动单元、一传动系和一如上文所述用于可松脱地连接从动轴和传动系的摩擦离合器，其中，机动车中的驱动单元被布置在驾驶室前并且横向于机动车的纵轴。
如今，大多数机动车具有前轮驱动装置并且因此优选将驱动单元例如内燃机或电动机布置在驾驶室前并且横向于机动车的纵轴。在这一布置方式中，该结构空间特别小并且因此特别有利地使用更小尺寸的离合器。
根据欧洲分类标准的小型轿车的结构空间状况日益严峻。在小型轿车中所使用的机动车动力总成系统相对于大型轿车没有明显缩小。但小型轿车可用的结构空间却小得多。上述摩擦离合器可基于特别小的结构空间实现，这是因为冷却液的冷却效率可明显增大。特别是也可以使用更小的供应装置，例如冷却液泵、热交换器和冷却液槽。根据例如尺寸、价格、重量、功率将轿车划分为机动车等级，其中这一定义随着市场需求不断发生变化。欧洲分类标准的小型机动车和微型机动车在美国市场上相当于次紧凑型车，超级迷你机动车在英国市场上相当于城市微型车。微型轿车的范例有大众的福克斯或者雷诺的Twingo。小型轿车有阿尔法罗密欧MiTo、大众的Polo、福特的Fiesta或雷诺的Clio。
权利要求中分别列举的特征能够以在技术上可行的任意方式组合并且可通过说明书以及附图的细节所解释的情况得以补充，其中，列举了本发明的其他实施变型方案。
附图说明
下文借助于附图进一步解释本发明及技术范围。附图表示的是特别优选的实施例，但本发明并不限于这些实施例。特别要指出附图和所示的比例关系仅为示意性。图示如下：
图1：湿式摩擦离合器的剖面图；
图2：湿式摩擦离合器剖面示意图；
图3：带有湿式摩擦离合器的机动车。
具体实施方式
图1是湿式摩擦离合器2的剖面图，其包括摩擦组件1，所述摩擦组件由内部摩擦片载体3和外部摩擦片载体4构成。内部摩擦片载体3和外部摩擦片载体4分别具有多个第一摩擦片6和第二摩擦片7。所述第一摩擦片6和第二摩擦片7位于摩擦片室5中。在第一摩擦片载体3内形成第一贯通开口9，冷却液可以经过该贯通开口9进入、经过第一摩擦片6和第二摩擦片7并沿着外部摩擦片载体4返回以及又通过第二贯通开口10进入摩擦片室5。通往摩擦片室5的输入管道24连接在第一贯通开口9上，所述输入管道通过第一静密封件31和第二密封件32被静密封。在所述湿式摩擦离合器2的部分示意图中仅示意性示出中心轴8，湿室13以及摩擦组件13可围绕所述中心轴旋转。
图2表示的是类似的湿式摩擦离合器2的示意图。除了构成所述摩擦组件1的第一摩擦片6和第二摩擦片7之外，还示出压紧板30，其设置用于将摩擦片室5中的第一摩擦片6和第二摩擦片7压紧。冷却液14的流动方向用虚线箭头表示。冷却液通过第一贯通开口9进入并淹没第一摩擦片6和第二摩擦片7并且随后被引向第二贯通开口10，冷却液通过该第二贯通开口进入摩擦片室5。一部分冷却液14从摩擦片室5旁流过并尽可能快地通过连接板21上的第三引导结构23及朝向第二外部摩擦片载体4的侧面22被引回到未示出的中心轴8。所述中心轴8在此由表示与内部摩擦片载体3或外部摩擦片载体4连接的输入轴15和输出轴16的标记取代。第一引导结构18被设计在摩擦片载体3上，第二引导结构20被设计在外部摩擦片载体4上。所述第一引导结构18将油沿径向方向19输送，第二引导结构20和第三引导结构23将油沿与径向方向19相反的方向输送至中心轴或输出轴16。
图3示出机动车25，其包括在此表示为内燃机的驱动单元11和纯示意性表示的传动系12。所述驱动单元11的从动轴26通过所述湿式摩擦离合器2与传动系12连接。所述驱动单元11被布置在驾驶室27前，其发动机轴线29横向于机动车25的纵轴28。
通过所述建议的湿式摩擦离合器或摩擦组件可更有效率地利用冷却液的冷却功率以及缩小所需的结构空间并且减少制造成本。
附图标记列表
1.摩擦组件
2.湿式摩擦离合器
3.内部摩擦片载体
4.外部摩擦片载体
5.摩擦片室
6.第一摩擦片
7.第二摩擦片
8.中心轴
9.第一贯通开口
10.第二贯通开口
11.驱动单元
12.传动系
13.湿室
14.冷却液
15.输入轴
16.输出轴
17.外圆周
18.第一引导结构
19.径向方向
20.第二引导结构
21.连接盘
22.面对的侧
23.第三引导结构
24.输入管道
25.机动车
26.从动轴
27.驾驶室
28.纵轴
29.发动机轴
30.压紧板
31.第一静密封装置
32.第二静密封装置

Claims (10)

1.一种用于湿式摩擦离合器(2)的摩擦组件(1)，其至少具有下述组件：
-内部摩擦片载体(3)；
-外部摩擦片载体(4)；
-用于容纳摩擦片(6、7)以摩擦锁合地传递扭矩的摩擦片室(5)；
-中心轴(8)，所述摩擦片载体(3、4)可以围绕该中心轴旋转，
其特征在于，所述内部摩擦片载体(3)具有第一贯通开口(9)和第二贯通开口(10)，所述第一贯通开口从中心轴(8)延伸到摩擦片室(5)中，所述第二贯通开口从摩擦片室(5)外部延伸到摩擦片室(5)中。
2.一种湿式摩擦离合器(2)，其用于使驱动单元(11)与驱动系(12)可松脱地连接，所述湿式摩擦离合器具有至少下列部件：
-湿室(13)，所述湿室能够被冷却液(14)填充；
-输入轴(15)；
-至少一个输出轴(16)；
-湿室(13)内的至少一个摩擦组件(1)，所述摩擦组件带有内部摩擦片载体(3)和外部摩擦片载体(4)，用于使所述输入轴(15)与所述至少一个输出轴(16)可松脱地连接；和
-中心轴(8)，所述输入轴(15)、所述至少一个输出轴(16)和所述摩擦组件(1)可以围绕该中心轴旋转，
其中，所述内部摩擦片载体(3)与所述输入轴(15)固定连接，并且所述外部摩擦片(4)与所述至少一个输出轴(16)固定连接。
3.根据权利要求2所述的湿式摩擦离合器(2)，其中，在所述湿润室(13)中设置至少一个如权利要求1所述的摩擦组件(1)。
4.根据权利要求2或3所述的湿式摩擦离合器(2)，其中，所述摩擦片载体(3、4)中的至少一个具有第一引导装置(18)以将冷却液(14)沿径向方向(19)从中心轴(8)引向摩擦片室(5)。
5.根据权利要求3或4所述的湿式摩擦离合器(2)，其中，所述外部摩擦片载体(4)具有第二引导装置(20)以将冷却液从所述摩擦片室(5)外部引向第二贯通开口(10)。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的湿式摩擦离合器(2)，其中，能够通过冷却液(14)以液力方式支持扭矩从所述输入轴(15)向所述至少一个输出轴(16)的传递，所述冷却液能够借助于所述内部摩擦片载体(3)的旋转运动被引向摩擦片室。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的湿式摩擦离合器(2)，其中，在外部摩擦片载体(4)的侧面设置有一起旋转的连接盘(21)，所述连接盘在面向所述外部摩擦片载体(4)的侧(22)上具有第三引导装置(23)以将冷却液从外圆周(17)引向中心轴(8)或引向第二贯通开口(10)。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的湿式摩擦离合器(2)，其中，设有用于油(8)的输入管道(24)，所述输入管道能够被静密封。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的湿式摩擦离合器(2)，其中，所述湿式摩擦离合器(2)是双离合器。
10.一种机动车(25)，其包括一具有从动轴(26)的驱动单元(11)、一传动系(12)和一如权利要求2至9中任一项所述的用于使所述从动轴(26)与所述传动系(12)可松脱地连接的湿式摩擦离合器(2)，其中，所述机动车(25)中的驱动单元(11)被布置在驾驶室(27)前并且横向于所述机动车(25)的纵轴(28)。
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