CN104053922A - 具有集成的减振器系统的湿式摩擦离合器 - Google Patents

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Abstract

湿式摩擦离合器，该摩擦离合器至少具有以下部件：-在输入侧具有至少一个输入轴；-在输出侧具有至少一个输出轴；-用于使所述至少一个输入轴与所述至少一个输出轴可脱开地连接以传递转矩的至少一个摩擦系统；和-用于定位所述摩擦系统的、进行携转的至少一个离合器壳体，其特征在于，所述离合器壳体在输入侧具有携动盘并且在输出侧具有离合器罐，其中，携动盘和离合器罐通过减振器以振动脱耦的方式连接，并且所述离合器罐设有至少一个离心力摆。通过所述湿式摩擦离合器的整体的结构方式，能够具有小的安装空间和小的惯性矩来地安装，从而能够实现大的效率。

Description

具有集成的减振器系统的湿式摩擦离合器
技术领域
本发明涉及一种具有集成的减振器系统的湿式摩擦离合器。本发明尤其涉及一种湿式双离合器。湿式摩擦离合器通常用于将转矩从驱动单元的从动轴、尤其内燃机的曲轴传递到驱动系上，尤其通过变速器传递。在此，所使用的减振器系统有助于使振动从驱动单元和变速器或者说驱动系脱耦。尤其在内燃机中出现振动和转矩尖峰(Drehmomentspitzen)，所述振动和转矩尖峰可能导致邻接的构件过载并且此外产生干扰的噪声。因此，符合期望的是，尽可能及早地、也就是说在驱动单元附近使振动和转矩尖峰从驱动系统中脱耦。但同时也值得期待的是，使所述驱动单元与来自其余驱动系统的振动脱耦。
背景技术
由现有技术已知减振器系统，这些减振器系统预接通摩擦离合器并且大多作为附加的构件布置在从动轴和摩擦离合器之间。出于这种目的得到所谓的双质量振动器，其具有非常好的减振特性。然而，这样的双质量振动器相对重和迟缓。因此，所述双质量振动器为这样的结构单元，该结构单元不仅需要附加的安装空间，而且也提高整个系统的惯性并且由此降低驱动系统的效率。
基于普遍需要的、提高的驾驶舒适度和基于借助于双离合器自动变速器能够实现的较小的消耗，得到双离合器的应用。尤其为了降低新式机器、尤其可移动的内燃机的能量消耗，它们应低转速地运行、就是说以小的转速运行。这也适用于其它摩擦离合器的应用。但是，在此，基于低的旋转频率出现了干扰增加的振动。但是，机动车同时构造得越来越轻并且因此具有下降的振动减振的质量。因此，减振系统或者说振动补偿系统是更必要的，但是所述减振系统通常需要增大的安装空间。然而，恰恰在小型车级别和超小型车级别的机动车中安装空间是特别受限的。
发明内容
由此出发，本发明的任务在于，至少部分地克服由现有技术已知的缺点。尤其应提出一种摩擦离合器，该摩擦离合器应在小的安装空间上具有良好的减振特性或者说振动补偿特性，而不同时增大进行旋转的质量进而不增大整个驱动系统的能量消耗，在必要时甚至减少它们。
该任务通过独立权利要求的特征来解决。有利的改进方案为从属的权利要求的主题。
本发明致力于湿式摩擦离合器，该摩擦离合器至少具有以下的部件：
-在输入侧具有至少一个输入轴；
-在输出侧具有至少一个输出轴；
-至少一个摩擦系统，其用于使所述至少一个输入轴与所述至少一个输出轴可脱开地连接以传递转矩；和
-至少一个进行携转的离合器壳体，其用于定位所述摩擦系统
并且其特征在于，所述离合器壳体在输入侧具有携动盘并且在输出侧具有离合器罐，其中，携动盘和离合器罐通过减振器以振动脱耦的方式连接，并且所述离合器罐设有至少一个离心力摆。
摩擦离合器的任务在于，将驱动轴的转矩传递到另一轴上、尤其传递到变速器上。在动态的离合器中得以实现摩擦锁合的力传递的应用。该任务通过中心的结构单元、所述摩擦系统来解决。所述摩擦系统由一个或多个摩擦组组合成。一个摩擦组又具有至少一个摩擦副，所述摩擦副包括压紧板和相对应的离合器盘。以下，如果说明原理，则总是讨论一个压紧板和一个离合器盘，尽管目前使用多个摩擦副是常规的。为了传递转矩、例如从输入侧传递到输出侧，通过压紧力使压紧板抵压离合器盘。由于压紧板和离合器盘之间的摩擦，这两个构件的转速相互同步并且近似无滑差地传递转矩。所述驱动轴、例如内燃机的驱动轴与输入侧的输入轴连接或者它们构成整体。变速器在输出侧与至少一个输出轴连接，或者说所述输出轴整体地构成变速器轴。为了更好地概括，以下将从动轴的侧称作输入侧，因为在这里应将驱动单元的转矩传递到驱动系上。相应地，将朝向驱动系的侧称作输出侧。但是，这也不排除，也将转矩从驱动系通过输出轴传递到输入轴上，例如在机动车拖曳运行(Scleppbetrieb)时。
所述湿式摩擦离合器具有进行携转的离合器壳体，所述摩擦系统定位在该离合器壳体中。这就是说，所述摩擦系统的压紧板相对于进行携转的离合器壳体是旋转地固定的。但是，为了所述(多个)压紧板可在轴向上运动以使所述压紧板与所述离合器盘压紧，所述压紧板在离合器壳体中可在轴向上自由运动。现在，所述离合器壳体在输入侧具有携动盘，通过该携动盘将输入轴的转动以及转矩传递到离合器壳体上。在输出侧设置有离合器罐，所述摩擦系统定位在该离合器罐中。在此，所述携动盘和所述离合器罐不相对于彼此旋转地固定，而是通过减振器相互振动脱耦。由此，携动盘的振动仅能够以被减振的方式传递到离合器罐上。反之，同样的情况也适用于离合器罐的振动。此外，所述离合器罐设有离心力摆。通过可运动地布置在进行携转的构件上的、小的质量这样动态地改变所述离合器罐的谐振频率，使得所述谐振频率对于施加的振动的大部分来说不相等。减振器在携动盘和离合器壳体之间的这种布置以及在离合器罐上使用离心力摆使得能够省去使用常规的减振器、例如双质量振动器。由此，一方面安装空间变小，并且另一方面避免附加的装配步骤，即驱动系统中的构件的安装。因此，实现驱动系统的较小的惯性质量和较简单的装配。
在所述湿式摩擦离合器的一有利实施方式中，所述携动盘和所述离合器罐与能量存储器装置、如一个或多个优选直的或者弯曲的(压力)弹簧形成连接，所述能量存储器装置使所述携动盘和所述离合器罐以振动脱耦的方式相互连接，从而构成扭转减振器或者说扭转振动减振器。
对此尤其指的是：所述减振器由弹簧构成，所述弹簧尤其无附加构件地在输入侧连接到携动盘上并在输出侧连接到离合器罐上。由此，不使用附加的、要通过接合方法连接的构件；也许可能仅需要在携动盘上使用附加的质量或者需要由具有较高厚度的材料制成的离合器罐。通过这种整体的构造，惯性的质量被保持得小并且所述湿式摩擦离合器的振动特性与附加的接合方法(例如焊接或者钎焊)无关，由此改变所述质量并且不出现接缝，在所述接缝中可能发生由于振动而引起的相对运动。由此，所述摩擦离合器能够更可靠地设计用于有效率的振动脱耦。另一优点通过减振器的位置而产生，该减振器布置在液体池中。通过所述液体，基于减小的钢对钢摩擦(Stahl-auf-Stahl-Reibung)降低了减振器中的磨损。
在湿式摩擦离合器的另一有利实施方式中，所述至少一个离心力摆由压紧板保持，该压紧板属于事实摩擦系统并且与所述离合器罐旋转地固定。
由此，通过整体地使用摩擦系统的压紧板，也实现如在能量存储器、如弹簧的整体连接方面的优点。简化了装配、减少松动部分的数量以及避免了具有另外的可能的制造不准确性的接合步骤。在这里，所述离心力摆可以分布在不同的压紧板上或者也可以是所述离心力摆中的仅一个与一个压紧板保持在一起。也可以是一个离心力摆保持在多个压紧板之间。特别优选地，包括多个离心力质量的、单一的离心力摆装配在单一的压紧板上，其中，所述压紧板尤其由两个或者多个盘构成。如果在这里提到离心力摆，则它理解为这样的结构单元，该结构单元包括多个质量、优选偶数个质量、例如四个，所述质量可运动地固定在一个构件上。在此，这些质量能够以在径向的方向上和在旋转方向上来回振动的方式运动。所述质量的精确选择、所述质量的数量的精确选择和可能的运动轨迹根据所述摩擦离合器的类型和使用目的来设计。在该实施方式中也得到优点：所述离心力摆如所述减振器一样布置在湿室中。由此，与所述液体共同作用，也产生可利用的减振特性。为了覆盖宽的振动频谱，有时需要设置多个离心力摆，所述离心力摆在必要时具有不同的特性。
根据所述湿式摩擦离合器的另一有利实施方式，所述摩擦离合器为具有两个输出轴的双离合器。
在这样的组件中，所述摩擦系统包括两个摩擦组，所述摩擦组分别由至少一个压紧板和至少一个离合器盘构造成。各摩擦组的所述至少一个离合器盘与所述两个输出轴中的各一个连接。通常，这样的双离合器连接到双轴的变速器上，从而在之后所使用的传动比(借助于所述第二摩擦组)已经接通的期间，之前所使用的传动比(借助于所述第一摩擦组)仍保持接通。即，双离合器相对于单式离合器的优点在于，在解除通过例如第一传动系(Getriebestrang)所进行的转矩传递时，用于例如第二传动系的第二摩擦组已经开始作用。由此，可能的是：从动轴、例如内燃机的曲轴的转矩输出几乎保持恒定。
在所述湿式摩擦离合器的另一有利实施方式中，所述双离合器具有带有用于所述离心力摆的接头的中心保持架，并且所述接头从所述离合器罐中径向向外伸出。
为了尽可能有效地并列接通，在所述双离合器中设置有中心保持架，所述两个摩擦组朝向该中心保持架的两侧设置。由此，所述中心保持架构成用于两个摩擦组的压紧板。在例如所述第一摩擦组处于作用中的状态下，将一个或多个第一离合器盘摩擦锁合地保持在一个或多个第一压紧板和所述中心保持架的第一作用面之间。如果要使所述第二离合器系统产生摩擦锁合的作用，则使一个或多个第二压紧板和一个或多个第二离合器盘压向中心保持架的另一(第二)作用面。由此，所述中心保持架构成用于两个摩擦组的压紧板。但是，所述中心保持架同时也具有盘式飞轮的任务，该盘式飞轮由此使得转矩能够软地过渡到所述第二离合器系统上。为了增强盘式飞轮的特性，所述中心保持架径向向外伸，从而提高惯性矩。在从离合器罐伸出的部分上能够以有利的方式安装离心力摆。由此，在通过所述离心力摆提供的谐振频率方面改进盘式飞轮的特性。但是，同时也将所述双离合器的总质量或者说惯性力保持得小，由此，这样的双离合器的效率高。在这里，也得到整体结构方式的优点，如其在以上关于被取消的接合步骤所提到的那样。
在所述湿式摩擦离合器的另一有利的实施方式中，通过操作凸块压紧所述摩擦系统以传递转矩，并且所述操作凸块从外穿过携动盘伸出。
通常，借助于操作装置使摩擦系统的压紧板和离合器盘相互摩擦锁合地压紧。为此，经常使用昂贵的杠杆机构，以将操作装置中的可能的支承力保持得小。对于所说明的摩擦离合器的细长的结构有利的是，设置有操作凸块，其例如以液压方式被操作。由此，这种操作凸块能够消耗高的力并且不需要昂贵的杠杆系统。在这里有利的是，所述操作凸块可从外穿过携动盘伸出。这意味着，所述操作凸块从进行携转的离合器壳体的外部伸到所述摩擦系统的空间中。尤其在湿式离合器中，所述摩擦系统的空间应保持得小，因为液体在其中经受由于压紧板和离合器盘之间的相对速度引起的剪应力(Scherung)。由此，通过使所述操作凸块向外移位，能够将进行携转的离合器壳体构型得特别小。由此，减小所述湿式摩擦离合器的安装空间以及惯性矩。
在所述湿式摩擦离合器的另一有利实施方式中，在摩擦系统分离时，所述操作凸块通过复位弹簧被运动返回并且所述复位弹簧旋转地固定在离合器罐上。
摩擦离合器或者起作用地接通或者起作用地脱开。为了反向运动(Gegenbewegung)可以使用复位弹簧。由此，控制和机械构造变得特别简单。在这里，将复位弹簧旋转地固定在离合器罐上是有利的。所述复位弹簧由于其弹簧力与所述操作凸块处于持续的摩擦接触中。由此实现，所述操作装置或仅操作凸块(如果设置有支承装置)在已脱开的状态下也与离合器罐携转。由此，在操作凸块和复位弹簧之间几乎不发生或者不发生相对运动。此外有利的是，所述复位弹簧也和固定压紧板那样固定在离合器罐上。由此，不必设置有附加的保持设备并且通过这种整体的构造又节省安装空间和重量。
在所述湿式摩擦离合器的另一有利实施方式中，所述离合器罐在输出侧是敞开的。
通过这种布置，一方面减小所述离合器罐的质量，并且另一方面实现开口，该开口使得能够进入操作装置。由此，可以使用具有杠杆的操作装置，因此所述操作装置仅必须接收小的支承力，并且，不考虑杠杆的话，所述操作装置因此能够总地被构型得较小。由此，再次减小安装空间并且降低用于相应的支承装置的成本花费。由此，减小了惯性矩并且提高摩擦离合器的效率。这样的离合器罐尤其适用于所谓的中心推移器(Ruecker)，所述推移器非常紧凑和小，并且因此尤其适用于小型车辆用的摩擦离合器、完全特别是双离合器。
在所述湿式摩擦离合器的另一有利实施方式中，所述用于压紧摩擦系统的压紧力被中心保持架接收。
这尤其指的是，不设置另外的、接收用于由操作装置将施加到所述压紧板上的压紧力的支座轴承的装置。在该实施方式中，仅所述中心保持架接收力并且在外部通过离合器罐旋转地固定并且在必要时也轴向地固定。在朝向输出轴的内侧上，将力从中心保持架传递到安装件中。在作为湿式双离合器的一优选实施方式中，通过轴向轴承抵着离合器盘支撑所述中心保持架，所述离合器盘又通过轴向轴承抵着固定的安装件或输入轴支撑。由此，所述中心保持架构成单一的部件，该部件对抗由操作装置引起的操作力。尤其在使用中心保持架时，基于必要的质量进而盘式飞轮的厚度(面惯量)，使用所述中心保持架作为力接收器是特别有利的。
在本发明的框架内，也说明一种机动车，该机动车具有带有从动轴的驱动单元、驱动系和根据以上说明的湿式摩擦离合器，其中，所述湿式摩擦离合器使所述从动轴与所述驱动系可脱开地连接，并且所述驱动单元在所述机动车中优选处于驾驶室的前面并且横向于纵轴线地取向。
大多数的机动车目前具有前置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的前面并且横向于主行驶方向布置。在这样布置的情况下，安装空间特别小，并且因此特别有利的是，使用根据以上说明的摩擦离合器，因为它占据特别小的安装空间。
按照欧洲分级的小型车等级的轿车中的安装空间状况加剧。在小型车级别的轿车中所使用的总成相对于较大车级别的轿车没有显著地减小。但在小型车级别机动中可供使用的安装空间显著较小。以上说明的湿式摩擦离合器及双离合器基于其特别小的安装尺寸而特别合适。轿车按照例如大小、价格、重量、功率被车辆分级，其中，这种定义总是根据市场需求而变迁。在美国市场中，按照欧洲分级的小型车和超小型车(Kleistwagen)级别的车辆相应于超紧凑车(subcompact car)级别，而在英国市场中，它们相应于超迷你车(supermini car)级别，例如城市轿车(City Car)级别。超小型车级别的例子是大众汽车Fox或雷诺Twingo。小型车级别的例子是阿尔法·罗密欧Mito、大众汽车Polo、福特Fiesta或雷诺Clio。
在权利要求中个别列举的特征能够以任意的、在技术上有意义的方式相互组合并且能够通过说明书中的解释性事实和附图中的细节来补充，其中，表明了本发明的其他实施变型。
附图说明
下面借助附图详细解释本发明以及技术领域。附图示出特别优选的实施例，但本发明不局限于这些实施例。尤其要指出，附图和尤其所示的大小关系只是示意性的。附图示出：
图1具有集成的减振器的双离合器的剖面图，
图2根据现有技术的驱动系统，
图3具有集成的减振系统的驱动系统，
图4具有湿式摩擦离合器的机动车。
具体实施方式
图1示出双离合器实施方案中的、具有湿室39的湿式摩擦离合器1。输入轴2绕中线26转动，携动盘7与该输入轴固定地连接并且因此总是携转。在输出侧上示出第一输出轴3和第二输出轴4，它们分别与摩擦系统5的第一摩擦组36和第二摩擦组37连接。在摩擦系统5的两个摩擦组36和37之间设置有中心保持架15，该中心保持架超过离合器壳体6伸出并且构成用于离心力摆10的接头16。离合器壳体6由携动盘7和离合器罐8组合成。离合器罐8(例如以齿部)构成用于压紧板14的和在该例子中也用于复位弹簧17的、旋转的固定装置。压紧板14以及压紧板14和中心保持架15之间的离合器盘27在轴向上可沿着中线26运动。复位弹簧17轴向地固定。携动盘7形成用于能量存储器、如弹簧13的连接11并且离合器罐8形成与能量存储器、如弹簧13的连接12，它们由此构成减振器9。
在该例子中，在输入侧上示出操作凸块18，该操作凸块通过复位弹簧17复位，从而输入侧摩擦组被脱开或者说摩擦被减少或者消除。通过操作凸块18操作第一摩擦组36，由此，输出轴3从输入轴2接收转矩。操作凸块18轴向地和径向地支承并且由液压推移器24操作。第二摩擦组37与第二输出轴4连接，从而在压紧第二摩擦组37的情况下将转矩从输入轴2传递到输出轴4上。第二摩擦组37通过输出侧中心推移器25操作。液压推移器24及中心推移器25的压紧力被中心保持架15接收并且通过轴向的支承装置35朝向中心线26在输入侧传递到输入轴2上并且在输出侧引导到中心推移器25的周围结构(Umbau)上。
图2示出根据现有技术的驱动系统38，其中，在输入侧(左边示出)设置有第一质量28，该第一质量通过能量存储器、如弹簧29与第二质量30连接，所述第一质量和第二质量由此构成旋转振动减振器。该减振器单元通过插接齿部31与离合器壳体6连接，随后示出摩擦系统，飞轮34衔接到该摩擦系统上。差速器32和半轴(Seitenwellen)33和机动车19又衔接到该飞轮上。
在图3中示出根据以上说明的驱动系统38。在这里，从动轴与飞轮34连接，该飞轮通过插接齿部31与携动盘7连接。携动盘7通过能量存储器、如弹簧13与离合器罐8连接，离心力摆10安装在该离合器罐上。摩擦系统5通过中心保持架15衔接到该离心力摆上。此外，驱动系统38通过传统的差速器32与半轴33和机动车19连接。
在图4中示出机动车19，在该机动车中，驱动单元20布置在驾驶室23的前面。驱动单元20的从动轴21通过在这里仅纯粹示意性地示出的湿式摩擦离合器1与也仅示意性地示出的驱动系22连接。驱动单元20的中线26横向于机动车19的纵轴线35取向。
由于湿式摩擦离合器的整体的结构方式，可能具有小的安装空间和小的惯性矩地安装，从而能够实现大的效率。
参考标记列表
1 湿式摩擦离合器
2 输入轴
3 第一输出轴
4 第二输出轴
5 摩擦系统
6 离合器壳体
7 携动盘
8 离合器罐
9 减振器
10 离心力摆
11 第一连接
12 第二连接
13 能量存储器、如弹簧
14 压紧板
15 中心保持架
16 接头
17 操作凸块
18 复位弹簧
19 机动车
20 驱动单元
21 从动轴
22 驱动系
23 驾驶室
24 液压的推移器
25 中心推移器
26 中线
27 轴向轴承
28 第一质量
29 旋转振动减振器
30 第二质量
31 插接齿部
32 差速器
33 半轴
34 飞轮
35 纵轴线
36 第一摩擦组
37 第二摩擦组
38 驱动系统
39 湿室

Claims (10)

1.湿式摩擦离合器(1)，该摩擦离合器至少具有以下的部件：
-在输入侧具有至少一个输入轴(2)；
-在输出侧具有至少一个输出轴(3，4)；
-至少一个摩擦系统(5)，其用于使所述至少一个输入轴(2)与所述至少一个输出轴(3，4)可脱开地连接以传递转矩；和
-至少一个进行携转的离合器壳体(6)，其用于定位所述摩擦系统(5)
其特征在于，
所述离合器壳体(6)在输入侧具有携动盘(7)并且在输出侧具有离合器罐(8)，其中，该携动盘和该离合器罐通过减振器(9)以振动脱耦的方式连接，并且所述离合器罐(8)设有至少一个离心力摆(10)。
2.根据权利要求1的湿式摩擦离合器(1)，其中，所述携动盘(7)和所述离合器罐(8)与一个弹簧或多个弹簧(13)形成连接(11，12)，所述弹簧使所述携动盘(7)和所述离合器罐(8)以相互振动脱耦的方式连接。
3.根据权利要求1或2的湿式摩擦离合器(1)，其中，至少一个离心力摆(10)由至少一个压紧板(14)保持，所述压紧板属于所述摩擦系统(5)并且与所述离合器罐(8)旋转地固定。
4.根据前述权利要求之一的湿式摩擦离合器(1)，其中，所述摩擦离合器(1)为具有两个输出轴(3，4)的双离合器。
5.根据权利要求4的湿式摩擦离合器(1)，其中，所述双离合器具有带有用于所述离心力摆(10)的接头(16)的中心保持架(15)，并且所述接头(16)从所述离合器罐(8)径向向外伸出。
6.根据前述权利要求之一的湿式摩擦离合器(1)，其中，所述摩擦系统(5)被操作凸块(17)压紧以传递转矩并且所述操作凸块(17)从外穿过所述携动盘(7)伸出。
7.根据权利要求6的湿式摩擦离合器(1)，其中，所述操作凸块(17)在操作时通过复位弹簧(18)被运动返回，并且所述复位弹簧(18)旋转地固定在所述离合器罐(8)上。
8.根据前述权利要求之一的湿式摩擦离合器(1)，其中，所述离合器罐(8)在输出侧是敞开的。
9.根据权利要求5至8之一的湿式摩擦离合器(1)，其中，用于压紧所述摩擦系统(5)的压紧力被所述中心保持架(15)接收。
10.机动车(19)，其具有带有从动轴(21)的驱动单元(20)、一驱动系(22)和根据前述权利要求之一的湿式摩擦离合器(1)，其中，所述湿式摩擦离合器(1)使所述从动轴(21)与所述驱动系(22)可脱开地连接，并且所述驱动单元(20)在所述机动车(19)中优选处于所述驾驶室(23)的前面并且横向于纵轴线(35)地取向。
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