CN104620019B - 扭矩耦合器 - Google Patents

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Abstract

一种扭矩耦合器，包括：以能围绕旋转轴线旋转的方式布置的输入侧和输出侧；用于与输入侧耦合的中间盘；用于与输出侧耦合的输出法兰；用于使中间盘与输出法兰耦合的弹簧减振器；以及具有摆法兰和摆质量的离心力摆。在此，摆法兰在第一区域和第二区域之间延伸，在所述第一区域上摆法兰固定在中间盘上，在所述第二区域上摆质量安装在摆法兰上。输出法兰具有缺口，摆法兰的连接这两个区域的区段穿过所述缺口延伸。

Description

扭矩耦合器
技术领域
本发明涉及一种扭矩耦合器，尤其在机动车的驱动系中使用。
背景技术
扭矩耦合器用于机动车驱动系中的扭矩传递。扭矩耦合器一方面提供驱动马达的从动轴与变速器的驱动轴的扭矩锁合的连接并且另一方面设置用于缓冲或消除扭转振动，所述扭转振动与被传递的扭矩叠加。为此，扭矩耦合器包括弹簧减振器和离心力摆。弹簧减振器包括弹性元件，所述弹性元件的端部与扭矩耦合器的输入侧或输出侧连接，以便在扭矩改变的影响下压缩或解压缩所述弹簧减振器。离心力摆包括摆法兰，摆质量以能在旋转平面中移动的方式布置在所述摆法兰上，使得摆质量在旋转加速度的影响下径向地向内或向外运动并且因此减小或消除基于旋转加速度的扭转振动。
将扭矩从输入侧传输到弹簧减振器上的法兰或盘通常借助于间隔销固定在摆法兰上。间隔销是必需的，以便在摆法兰和其他的法兰或盘之间允许轴向间隙，用于与输出侧耦合的从动法兰位于所述轴向间隙中。在安装扭矩耦合器期间，间隔销与两个法兰铆接。在这个结构中具有的缺点是，在该扭矩耦合器运行时不仅使所述间隔销或铆接连接受到剪应力，而且弯曲力也附加地起作用，所述弯曲力可以降低该连接的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种具有摆法兰在其他法兰上的改进连接的扭矩耦合器。
根据本发明的扭矩耦合器包括以能围绕旋转轴线旋转的方式布置的输入侧和输出侧，还包括用于与输入侧耦合的中间盘、用于与输出侧耦合的输出法兰、用于使中间盘与输出法兰耦合的弹簧减振器以及具有摆法兰和摆质量的离心力摆。在此，摆法兰在第一区域和第二区域之间延伸，在所述第一区域上摆法兰固定在中间盘上，在所述第二区域上摆质量安装在摆法兰上。输出法兰具有缺口，摆法兰的连接这两个区域连接的区段穿过所述缺口延伸。
因此，摆法兰可在第一区域中更接近中间盘上地被引导，从而可使用具有减小的轴向杠杆的连接、特别是铆接连接或销栓连接。由此，所述连接的弯曲负荷可以被减小，因此可以提高所述连接的使用寿命。由于该减小的负荷，所述连接也可以更小地定尺寸，因此可以得出成本优势并且可以在所述连接的区域中获得附加的安装空间。
优选地，摆法兰在其固定的区域中直接地贴靠在中间盘上。因此，摆法兰在中间盘上的固定可以完全以静摩擦实现，从而不产生连接元件的弯曲负荷。通过将固定元件的起作用的杠杆减小到零，固定元件可仅在轴向方向上受到拉应力或必要时也受到剪应力，然而没有受到弯曲应力。因此，实现了所述连接的更高的稳定性。
在一个尤其优选的实施方式中，所述缺口这样确定尺寸，使得在中间盘和输出法兰之间达到预定的最大扭转角度时，摆法兰的穿过所述缺口延伸的区段抵靠所述缺口的边界移动。扭转角度与弹簧减振器的工作行程相关联。由摆法兰在所述缺口边界上的止挡形成止挡部，所述止挡部对弹簧减振器的弹性元件的工作行程限界并且因此可以保护所述元件免受超负荷损害。因此，可以省去在弹性元件的区域中的止挡部。由此，可在弹簧减振器的区域中获得安装空间。此外，由于该摆法兰用于不同目的的多重用途，该扭矩耦合器可以更紧凑地设计。
在一个实施方式中，中间盘包括两个在轴向上错位并且彼此连接的盘元件，所述两个盘元件位于输出法兰的不同轴向侧上，其中，摆法兰固定在背离该摆法兰的盘元件上。因此，可以减小朝向摆法兰的盘元件的径向长度。特别是在轴向上成曲柄状的输出法兰的情况下提供这种构型。
所述缺口可在输出法兰的一仅径向延伸的区段中延伸并且在输出法兰的一与所述区段衔接的也轴向延伸的区段中延伸。通过这种缺口可以仅微小地降低输出法兰的强度。
摆法兰可以成曲柄状的，并且成曲柄状的区域可以穿过所述缺口延伸。特别地，摆法兰和输出法兰可以沿着不同的轴向方向成曲柄状。因此，摆法兰以优化的方式与输出法兰交叉，以便实现该扭矩耦合器的元件的紧凑且力锁合的布置。
在另一优选的实施方式中，该扭矩耦合器还包括另一弹簧减振器用于使输入侧与中间盘耦合，其中，所述两个弹簧减振器在径向上错位并且同心地布置。因此，安装在摆法兰上的摆质量可以在轴向上紧密地相邻于这两个弹簧减振器，以便优化地使用所能提供的安装空间。
在又一实施方式中，该扭矩耦合器还可包括涡轮，其中，涡轮和摆法兰借助共同的连接元件固定在中间盘上。该共同的连接元件可以尤其实施为铆钉或销栓，如上文阐述的，所述连接元件仅受到拉应力或者受到拉应力和剪应力，而没有受到弯曲应力。因此，涡轮和摆法兰在中间盘上的集成式的固定可以具有增高的负荷能力。
附图说明
现参考附图更详细地说明本发明，附图中：
图1示出扭矩耦合器的剖面图；
图2示出基于出自图1的扭矩耦合器扩展的扭矩耦合器的剖面图；
图3示出关于图2的扭矩耦合器的斜视图；
图4以不同于图2中的旋转位置示出图1的扭矩耦合器的剖面图；以及
图5示出关于图4的扭矩耦合器的斜视图。
具体实施方式
图1示出扭矩耦合器100的剖面图。该图示仅示出经过旋转轴线105的纵剖面的上半部，该扭矩耦合器100的元件以能围绕所述旋转轴线旋转的方式布置。
所示的扭矩耦合器100包括用于与未示出的引入扭矩的输入侧连接的保持元件110、第一弹性元件115、(在此位于左边的)第一盘元件120和(在此位于右边的)第二盘元件125，其中，中间盘130包括盘元件120和125；此外，所述扭矩耦合器包括第二弹性元件135、输出法兰140、毂145、连接元件150、在图1中仅简略勾画的涡轮155以及离心力摆160，所述离心力摆包括摆法兰165和摆质量170。
不是该扭矩耦合器100的所有所述部件都是一定必需的。本发明的关注点在于摆法兰165在中间盘130上的固定。在扭矩耦合器100的不同的实施方式中也可以省去其余的部件或者可以包括附加的元件。
弹性元件115和135可以各自构造为压力弹簧或构造为弓形弹簧。在此，所述弹性元件115和135中的每一个由多个单独的弹性元件组成，这些弹性元件以串联或并联的方式彼此连接。在一个优选的实施方式中，至少所述第一弹性元件115包括弓形弹簧。保持元件110用于将来自输入侧的扭矩耦入第一弹性元件115的一个端部上并且同时用于第一弹性元件115在径向或轴向上的支撑。第一弹性元件115的相反的端部与中间盘130配合。优选地，这种配合通过使第二端部与盘元件120或125其中之一的为此设置的区段贴靠来实现。
盘元件120和125例如借助于未示出的铆接连接彼此刚性地连接。输出法兰140的一区段在轴向方向上位于盘元件120和125之间。盘元件120和125以类似于保持元件110的方式设置用于在径向或轴向方向上支撑第二弹性元件135并且与第二弹性元件135的一个端部配合，以便传送力。第二弹性元件135的第二端部与输出法兰140的一区段配合，以便借助输出法兰的该区段交换力。
输出法兰140能一体式地或多件式地与毂145连接。在另一个实施方式中，以不同于借助毂145的方式实现由扭矩耦合器100传递的扭矩从输出法兰140的脱耦。
摆法兰165优选地在轴向方向上成曲柄状，从而所述摆法兰在所示的截面中呈现S形。在摆法兰165上存在径向内部区域175和径向外部区域180，中间区段185位于所述两个区域之间。在径向内部区域175中，摆法兰165借助连接元件150与中间盘130、特别是与这样一个盘元件125连接，所述盘元件位于摆法兰165的远离的轴向侧上。对于这个连接，摆法兰165在径向内部区域175中优选直接贴靠在盘元件125上。连接元件150包括例如销栓或铆钉。在一个实施方式中，连接元件150也使涡轮155固定在中间盘130上。优选地，连接元件150在轴向方向上延伸，其中，摆法兰165、中间盘130和必要时涡轮155在该连接区域中优选分别仅在径向方向上延伸。
摆法兰165的中间区段185延伸穿过缺口190，所述缺口加工在输出法兰140中。在一个优选的实施方式中，输出法兰140也在轴向方向上成曲柄状，其中所述曲柄在与摆法兰165的曲柄相反的方向上延伸，从而摆法兰165的区段和输出法兰140的区段成X形交叉。
缺口190可关于输出法兰140的曲柄占据不同的轴向位置。在所示优选的实施方式中，缺口190覆盖输出法兰140的一仅径向延伸的区段和一与该区段衔接、也在轴向上延伸的区段。在所示优选的实施方式中，摆法兰165的径向内部区域175的轴向区段还位于输出法兰140的缺口190的内部。在另一个实施方式中，径向内部区域175也可以在轴向上完全地穿过缺口190。
图2示出基于图1的扭矩耦合器100的扩展的扭矩耦合器100的剖面图。在此所示的扭矩耦合器100包括附加的元件，为了便于理解如何将摆法兰165与输出法兰140的附接隐含在扭矩耦合器100中。同样在此适用的是，为了能获得本发明的优点，不是该扭矩耦合器100的所有所示的或所述的部件都必须被使用。
相对于图1中所示的实施方式，作为附加的元件，所示扭矩耦合器100包括摩擦离合器，所述摩擦离合器包括输入侧210、摩擦从动盘215和活塞220。在所示优选的实施方式中，输入侧210成型为壳体，所述壳体包围扭矩耦合器100的其余构件。优选地，扭矩耦合器100可以在液体浴、特别是油浴中运行，所述液体浴被所述壳体封闭。在输入侧210的径向外部区域中，摩擦从动盘215贴靠在所述输入侧上。活塞220设置用于将轴向力施加到摩擦从动盘215上，以便将所述摩擦从动盘朝向输入侧210压紧并且因此建立摩擦锁合。摩擦从动盘215与保持元件110处于扭矩锁合的配合。
在图2中清楚的是，如第一弹性元件115的端部贴靠在图2中左边的盘元件120的区段上并且贴靠在保持元件110的区段上。同样能容易看出，摆法兰165的中间区段185在轴向上穿过输出法兰140中的缺口190，其中，在图2的实施方式中输出法兰140构造为与毂145集成在一起。
图3示出关于图2的扭矩耦合器100的斜视图。由这个立体图可以看出，在所示的实施方式中，不同的轴向连接元件150用于使涡轮155和摆法兰165分别连接在中间盘130的盘元件125上。在另一个实施方式中，一合并的连接元件150也可以用于二者的固定。
在所示的立体图中可以看出优选的实施方式，其中，缺口190这样确定尺寸，使得在中间盘130和输出法兰140之间达到预定的扭转角度时，摆法兰165的中间区段185抵靠缺口190的边界305移动。为此，根据摆法兰165的中间区段185在圆周方向上的宽度并且根据中间盘130和输出法兰140之间的最大扭转角度的数值选择缺口190的尺寸。
虽然仅示出一个缺口190和一个摆法兰165的穿过所述缺口的中间区段185，但是所述元件可以在围绕旋转轴线105的圆周上被重复，以便提高所述连接的承载能力。
图4以不同于图2中的旋转位置示出图1的扭矩耦合器100的剖面图。在图4中能容易地看出特别是盘元件120和125的区段以及输出法兰140的区段，这些区段设置用于与未示出的第二弹性元件135的端部贴靠。
图5示出关于图4的扭矩耦合器100的斜视图。清楚的是，在摆法兰165上构造多个径向的突头，所述突头在轴向方向上突出穿过输出法兰140的对应的多个缺口190。中间区段185沿着围绕旋转轴线105的圆周分别位于缺口190中心，其中，第二弹性元件135位于最大松弛位置。第二弹性元件135既在中间盘130相对于输出法兰正向扭转时被压缩又在中间盘130相对于输出法兰140反向扭转时被压缩，其中，中间区段175顺时针或逆时针地在输出法兰140的缺口190中移动，直到所述中间区段抵靠一个所述边界305移动并且因此对第二弹性元件135的压缩限界。
附图标记列表
100 扭矩耦合器
105 旋转轴线
110 保持元件
115 第一弹簧元件
120 第一盘元件
125 第二盘元件
130 中间盘
135 第二弹簧元件
140 输出法兰
145 毂
150 连接元件
155 涡轮
160 离心力摆
165 摆法兰
170 摆质量
175 输出法兰的径向内部区域
180 输出法兰的径向外部区域
185 中间区段
190 缺口
210 输入侧
215 摩擦从动盘
220 活塞
305 边界

Claims (9)

1.扭矩耦合器(100)，包括：
-输入侧(210)和输出侧，所述输入侧和所述输出侧以能围绕旋转轴线旋转的方式布置；
-中间盘(130)，用于与所述输入侧(210)耦合；
-输出法兰(140)，用于与所述输出侧耦合；
-弹簧元件(115)，用于使所述中间盘(130)与所述输出法兰(140)耦合；
-离心力摆(160)，具有摆法兰(165)和摆质量(170)，
其中，所述摆法兰(165)在第一区域和第二区域之间延伸，在所述第一区域上所述摆法兰(165)固定在所述中间盘(130)上，在所述第二区域上所述摆质量(170)安置在所述摆法兰(165)上，
其特征在于，
-所述输出法兰(140)具有缺口(190)，所述摆法兰(165)的连接所述第一区域和所述第二区域的中间区段(185)穿过所述缺口延伸。
2.根据权利要求1所述的扭矩耦合器(100)，其中，所述摆法兰(165)在其固定的第一区域中直接地贴靠在所述中间盘(130)上。
3.根据前述权利要求中任一项所述的扭矩耦合器(100)，其中，所述缺口(190)这样确定尺寸，使得在所述中间盘(130)和所述输出法兰(140)之间达到预定的最大扭转角度时，所述摆法兰(165)的穿过所述缺口延伸的中间区段(185)移动抵靠所述缺口(190)的边界(305)。
4.根据前述权利要求1所述的扭矩耦合器(100)，其中，所述中间盘(130)包括两个在轴向上错位且彼此连接的盘元件(120，125)，所述两个盘元件位于所述输出法兰(140)的不同轴向侧上，并且，所述摆法兰(165)被固定在背离该摆法兰的盘元件(125)上。
5.根据前述权利要求1所述的扭矩耦合器(100)，其中，所述缺口(190)在所述输出法兰(140)的一仅径向延伸的区段中延伸并且在所述输出法兰(140)的一与所述径向延伸的区段衔接的、也轴向延伸的区段中延伸。
6.根据前述权利要求1所述的扭矩耦合器(100)，其中，所述摆法兰(165)成曲柄状，并且成曲柄状的区域穿过所述缺口(190)延伸。
7.根据前述权利要求1所述的扭矩耦合器(100)，其中，在固定在所述中间盘(130)上的第一区域中，所述摆法兰(165)的一轴向部分位于所述缺口(190)内部。
8.根据前述权利要求1所述的扭矩耦合器(100)，还包括另一弹簧元件(135)用于使所述输入侧(210)与所述中间盘(130)耦合，其中，两个弹簧元件(115，135)在径向上错位地并且同心地布置。
9.根据前述权利要求1所述的扭矩耦合器(100)，还包括涡轮(155)，其中，所述涡轮(155)和所述摆法兰(165)借助共同的连接元件(150)固定在所述中间盘(130)上。
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