CN105705813A - 用于操纵摩擦离合器的斜坡系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对将机动车发动机的驱动轴与至少一根变速器输入轴联接的摩擦离合器，特别是湿式或干式的多片式离合器进行操纵的斜坡系统，该斜坡系统带有用于导入操纵力矩的输入斜坡；带有用于打开和/或闭合摩擦离合器的、能相对输入斜坡转动的输出斜坡；以及带有与输入斜坡和输出斜坡连接的、用于使输出斜坡相对输入斜坡扭转到限定的初始姿态的、设计成板簧的回调弹簧，其中，其中至少一部分传递给输出斜坡的扭矩能经由回调弹簧来传递，其中，回调弹簧在输入斜坡的扭矩导入部位与输出斜坡的扭矩导出部位之间基本上沿着切向方向延伸并且以相对斜坡系统的径向平面倾斜了一个迎角的方式延伸，其中，回调弹簧在斜坡系统的轴向延伸增大的情况下允许了作用在输出斜坡上的操纵力的增大。通过使用倾斜于径向平面地切向延伸的回调弹簧也来传递扭矩，可以通过改变经由回调弹簧导入的扭矩的力方向来至少补偿在摩擦衬片磨损时减小的压紧力，从而可以用很小的设计耗费实现摩擦离合器的安全的闭合，其中，尤其同时实现了混合动力机动车的内燃机到驱动系的特别舒适的联接。

Description

用于操纵摩擦离合器的斜坡系统
技术领域
本发明涉及一种用于操纵摩擦离合器，特别是湿式或干式的多片式离合器的斜坡系统，借助该斜坡系统可以通过改变斜坡系统的轴向延伸来打开和/或闭合摩擦离合器，以便将机动车发动机的驱动轴与机动车变速器的至少一根变速器输入轴联接。
背景技术
由DE102010048827A1公知了一种用于将机动车发动机的驱动轴与机动车变速器的变速器输入轴联接的湿式的多片式离合器，其中，设置了与斜坡机构的预联接，以便在摩擦离合器处于闭合状态下实现更高的压紧力。
始终存在能够以很小的结构性耗费安全地闭合摩擦离合器的需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，可以实现以很小的结构性耗费来安全地闭合摩擦离合器。
根据本发明，该任务的解决方案通过带有权利要求1的特征的斜坡系统来解决。本发明的优选的设计方案在从属权利要求中说明，这些从属权利要求可以分别单独地或组合地表示本发明的方案。
根据本发明，设置有用于对将机动车发动机的驱动轴与至少一根变速器输入轴联接起来的摩擦离合器，特别是湿式或干式的多片式离合器进行操纵的斜坡系统，该斜坡系统带有用于导入操纵力矩的输入斜坡；带有用于打开和/或闭合摩擦离合器的、能相对输入斜坡扭转的输出斜坡；以及带有与输入斜坡和输出斜坡连接的、设计成板簧的、用于使输出斜坡相对输入斜坡扭转到限定的初始姿态的回调弹簧，其中，传递给输出斜坡的扭矩的至少一部分能经由回调弹簧来传递，其中，回调弹簧在输入斜坡的扭矩导入部位与输出斜坡的扭矩导出部位之间基本上沿着切向方向延伸，并且以相对斜坡系统的径向平面倾斜了一个迎角的方式延伸，其中，回调弹簧在斜坡系统的轴向延伸增大的情况下允许了在输出斜坡上的操纵力的增大。
设计成板簧的回调弹簧不仅用于将输入斜坡相对输出斜坡的限定的相对姿态带入到初始姿态，而且也用于传递其中至少一部分导入到摩擦离合器中的操纵力矩。在此充分利用了如下认识，即，输出斜坡相对输入斜坡的从输入斜坡指离的压紧面的轴向移动路径在摩擦离合器的摩擦衬片的磨损区域上扩大，并且由此改变了回调弹簧相对径向平面的迎角。压紧面的轴向行程路径相应于斜坡系统的轴向延伸的变化。由于增大或减小迎角，在回调弹簧上的受力情况以倾斜地操纵的肘形杆的方式改变，从而沿着回调弹簧的纵向方向延伸的力分量发生改变。沿着斜坡系统的轴向指向的力分量相应地在回调弹簧的沿力流动方向的输出侧的端部上发生改变，从而根据压紧面的与摩擦衬片的磨损状况对应的行程路径可以由回调弹簧给出相应的增大的轴向力，以便在摩擦离合器处于闭合状态下至少部分地补偿回调弹簧的因磨损而增大的回调力。由此，在摩擦衬片的磨损区域上方，斜坡系统的压紧力和/或操纵摩擦离合器所需的操纵力保持在较窄的带宽内并且特别是基本上恒定不变的。
由此，斜坡系统可以尤其用于摩擦离合器，借助该摩擦离合器可以将内燃机联接到混合动力车辆的驱动系上。这种也被称为“电控离合器(E-Cluth)”的摩擦离合器可以是转子整合式离合器，其将内燃机与电机以及驱动系连接起来。电控离合器在此可以随电机的转子一起扭转和/或将内燃机与电机的转子联接。可以使用电机来起动内燃机。如果已经处于电动行驶，那么电机可以在内燃机的发动机起动的时刻将当前所提供的力矩提高，提高幅度为内燃机的起动力矩，其中，可以同时闭合电控离合器。由此，可以实现从电机到内燃机的扭矩流动，以便起动内燃机。在此，尤其可以将电控离合器的能传递的力矩极为精确地调整为起动力矩，因此在机动车上不出现纵向加速度。由于通过回调弹簧的变化的力传动补偿了在摩擦衬片磨损时回调弹簧的增大的回调力，所以要由电控离合器传递的扭矩基本上可以与摩擦衬片的磨损无关，从而可以实现内燃机到驱动系的极为舒适且基本上察觉不到的接通和/或内燃机与驱动系的极为舒适且基本上察觉不到的断开。通过使用倾斜于径向平面地切向延伸的回调弹簧来传递扭矩，可以通过改变经由回调弹簧导入的扭矩的力方向来至少补偿在摩擦衬片磨损时减小的压紧力，从而可以以很小的设计性耗费实现摩擦离合器的安全的闭合，其中，尤其同时也实现了混合动力机动车的内燃机到驱动系的特别舒适的联接。
随根据斜坡系统的结构性构造的不同，回调弹簧可以加载以压力或拉力。当回调弹簧为了传递扭矩而加载以压力时，设计成板簧的回调弹簧可以直至处在纵向弯曲力之下的且沿着板簧的纵向方向延伸的力都受力而弯曲。尤其设置多个回调弹簧，它们特别是沿着周向方向优选均匀地分布在共同的额定半径上，从而可以减小作用到单个回调弹簧上的力。回调弹簧尤其基本上沿切向延伸且可以通过它的相对径向平面的迎角跨接轴向间隙。也可能的是，回调弹簧以沿着径向方向的部分延伸，其中，特别是回调弹簧的纵向延伸的部分沿着切向方向明显要比沿着径向方向更大。回调弹簧尤其具有多个叠置的弹簧片，它们尤其分别由钢板制成。多个弹簧片可以例如相互铆接。回调弹簧尤其例如通过冲压到弹簧片中的卷边得到加固且相应地抗弯折地设计。为了操纵斜坡系统，优选沿着轴向方向固定不动的输入斜坡可以相对特别是沿着周向方向抗相对转动的(drehfest)输出斜坡扭转。为此可以借助预控元件将相应的扭矩导入到斜坡系统中。例如可以借助涡流制动器将由混合动力车辆的电机产生的扭矩导入。被导入的扭矩可以直接作用到输入斜坡上，或间接地尤其在例如借助行星齿轮传动机构的扭矩转换之后传递给输入斜坡。斜坡系统可以设计成用于闭合和/或打开摩擦离合器的操纵元件，其中，特别是输出斜坡的从输入斜坡指离的压紧面可以作用到摩擦离合器的摩擦衬片上。由此，输出斜坡可以构造出摩擦离合器的压紧板和/或钢片。摩擦离合器尤其设计成湿式或干式的多片式离合器，带有多个在输入部件与输出部件之间依次设置的摩擦副的湿式或干式的多片式离合器。优选可以借助冷却介质，特别是油，从摩擦离合器导出摩擦热，从而摩擦离合器可以尤其设计成湿式的多片式离合器。输入部件和/或输出部件可以具有片支架，能沿轴向方向移动的片在片支架上延伸。各个片可以设有摩擦衬片或设计成钢片。当经由操纵元件没有操纵力导入时，摩擦离合器可以在初始姿态下被打开(“正常打开”)或闭合(“正常闭合”)。
回调弹簧尤其在扭矩传递时通过回调弹簧的切向的走向提供在斜坡系统的轴向延伸增大时改变的沿着轴向方向的力传动，其中，力传动基本上平衡了回调弹簧沿着轴向方向向初始姿态的、在斜坡系统轴向延伸增大的情况下改变的回调力的变化。由此，在相应于摩擦离合器的完全打开的位置的输入斜坡相对输出斜坡的相对姿态与相应于摩擦离合器在摩擦衬片磨损时完全闭合的位置的输入斜坡相对输出斜坡的相对姿态之间得到了至少一个部分区域，其中，由输出斜坡经由压紧面施加的压紧力可以是基本上恒定的。附加或替选地，在这个区域中，所需的用于改变斜坡系统的轴向延伸的操纵力的走向可以是基本上恒定的和/或基本上与摩擦离合器的摩擦衬片的磨损状况无关。这一点实现了在摩擦离合器的基本上整个使用寿命内经由斜坡系统对摩擦离合器的特别精确的驱控。尤其可以省去在更换摩擦衬片后对斜坡系统的重新校准。
优选地，回调弹簧沿着周向方向的延伸和/或回调弹簧的迎角和/或回调弹簧的弹簧刚性和/或在扭矩导入部位与扭矩导出部位之间的轴向间距和/或输出斜坡的从输入斜坡指离的压紧面的摩擦值被选择用于对回调弹簧的在斜坡系统的延伸增大时而增大的回调力进行平衡。通过这些参数可以调整回调弹簧的力传动的适当的走向以及回调弹簧的回调力的适当的走向。
特别优选的是，输入斜坡与输出斜坡经由至少一个轴承元件，特别是滚珠间隔开。由此，斜坡系统可以尤其设计成带有很小的内摩擦的滚珠斜坡系统。通过轴承元件可以尤其使输出斜坡与输入斜坡如此远地间隔开，使得回调弹簧可以方便地沿着轴向方向定位在输入斜坡与输出斜坡之间。由此，回调弹簧可以方便地与输入斜坡和输出斜坡连接，而无需大幅提高结构空间需求。此外，没有必要以下陷到输入斜坡内和/或输出斜坡内的为此设置的凹部中的方式来容纳回调弹簧。
输入斜坡尤其具有用于将斜坡系统支撑在轴承上的轴承部件，其中，回调弹簧为了构造出扭矩导入部位而与轴承部件连接。由此，无需与输入斜坡的如下的面的直接的连接，该面也构造出输入斜坡的斜坡。由此，可以利用输入斜坡的相应较大的一部分来支撑输出斜坡。因为针对回调弹簧尤其可以在相应较大的半径范围内设置扭矩导入部位，所以附加地提供了设计上的自由度。
优选地，轴承部件是用于将操纵力矩传递到输入斜坡的行星齿轮传动机构的行星架。通过行星齿轮传动机构可以进行扭矩转换，从而例如较小的扭矩可以转换成作用在输入斜坡上的较大的扭矩。因为输入斜坡的斜坡可以抗相对转动地与行星齿轮传动机构的行星架连接，所以回调弹簧也可以方便地与行星架连接。
本发明此外还涉及一种用于将机动车发动机的驱动轴与至少一根变速器输入轴联接的摩擦离合器，特别是湿式或干式的多片式离合器，该摩擦离合器带有能与驱动轴联接的用于导入扭矩的输入部件，特别是输入片支架，该摩擦离合器带有能与变速器输入轴联接的用于导出扭矩的输出部件，特别是输出片支架，其中，输入部件与输出部件能经由至少一个有磨损的摩擦衬片压紧，该摩擦离合器还带有用于通过改变斜坡系统的轴向延伸来将输出部件与输入部件摩擦锁合地(reibschlüssig)压紧的斜坡系统，该斜坡系统可以如之前所说明那样来构造和改进。通过使用倾斜于径向平面地切向延伸的回调弹簧来在斜坡系统中传递扭矩，可以通过改变经由回调弹簧导入的扭矩的力方向来至少补偿在摩擦衬片磨损时减小的压紧力，从而可以以很小的设计性耗费实现摩擦离合器的安全的闭合，其中，尤其同时也实现了混合动力车辆的内燃机到驱动系的特别舒适的联接。
回调弹簧的回调力在摩擦衬片未磨损时摩擦离合器的闭合位置与摩擦衬片磨损时摩擦离合器的闭合位置之间尤其基本上是恒定不变的。由此，在相应于在摩擦衬片未磨损时摩擦离合器的闭合位置的输入斜坡相对输出斜坡的相对姿态与相应于在摩擦衬片磨损时摩擦离合器的输入斜坡相对输出斜坡的闭合位置的相对姿态之间得到了至少一个部分区域，其中，由输出斜坡经由压紧面施加的压紧力可以是基本上恒定不变的。附加或替选地，在这个区域中，所需的用于改变斜坡系统的轴向延伸的操纵力的走向可以是基本上恒定不变的和/或基本上与摩擦离合器的摩擦衬片的磨损状况无关。这一点实现了在摩擦离合器的基本上整个使用寿命内经由斜坡系统对摩擦离合器的特别精确的驱控。尤其可以省去在更换摩擦衬片后对斜坡系统的重新校准。
优选地，回调弹簧在摩擦衬片未磨损时在摩擦离合器处于闭合位置下提供额定回调力，并且在通过回调弹簧的切向的走向的扭矩传递时，回调弹簧提供在斜坡系统的轴向延伸由于摩擦衬片的磨损导致因磨损而增大时改变的沿着轴向方向的力传动，其中，力传动基本上对在斜坡系统的轴向延伸因磨损而增大时改变的额定回调力进行平衡。由此，额定回调力可以基本上与摩擦衬片的磨损状况无关。导入到斜坡系统和摩擦离合器中的操纵力尤其可以针对额定回调力来设计，而不需要设置附加的显著的不必要的安全附加件。由此，可以避免操纵力不必要地设置得过大。
附图说明
接下来参考附图借助优选的实施例示例性地阐释本发明，其中，接下来示出的特征既能分别单独地也能组合地表示本发明的方案。其中：
图1示出离合器装置的示意性剖视图；以及
图2示出用于图1的离合器装置的斜坡系统的示意性剖视图。
具体实施方式
图1中所示的离合器装置10具有设计成干式的多片式离合器的摩擦离合器12，该摩擦离合器可以借助斜坡系统14来打开和/或闭合，以便分离或建立起在设计成内燃机的机动车发动机的驱动轴与机动车变速器的能经由摩擦离合器12的输出部件18联接的变速器输入轴之间的扭矩流动。输出部件18可以同时是用于驱动机动车的电机的转子的一部分。尤其借助涡流制动器20可以实现一部分由电机经由输出部件18来提供的扭矩被分流。涡流制动器20与行星齿轮传动机构24的太阳轮22抗相对转动地连接。行星齿轮传统机构24具有多个、特别是三个与太阳轮22啮合的行星轮26，这些行星轮支承在行星架28上。由此，经由涡流制动器20提取的扭矩可以被适当地转换。
如图2中所示那样，行星架28可以是斜坡系统14的多部分式输入斜坡30的一部分。输入斜坡30此外还具有轴承部件32，输入斜坡30和斜坡系统14经由该轴承部件支承和支撑在轴承34上，该轴承支撑在驱动轴16上。为了构造出输入斜坡30，行星架28经由轴承部件32与斜坡元件36抗相对转动地连接。整个输入斜坡30以能沿着周向方向转动且不能沿着轴向方向运动的方式受支承。输出斜坡40经由设计成滚珠的轴承元件38支撑在输入斜坡30的斜坡元件36上，该输出斜坡尤其抗相对转动地与输出部件18联接以及能沿着轴向方向运动。在输入斜坡30相对输出斜坡40相对转动时，斜坡系统14沿着轴向方向的延伸发生改变，从而输出斜坡40的从输入斜坡30指离的压紧面42可以沿轴向移动，以便打开或闭合摩擦离合器12。
在摩擦离合器12处于闭合状态下，摩擦离合器的输入部件44经由有磨损的摩擦衬片46与输出部件18摩擦锁合地压紧。输入部件44抗相对转动地与驱动轴16连接，从而在摩擦离合器12处于闭合状态下，机动车发动机与输出部件18联接，以便将用于起动机动车发动机的起动力矩经由驱动轴16导入到机动车发动机中或将由机动车发动机产生的扭矩经由驱动轴16传递给输出部件18。输出部件18可以尤其经由分离离合器与机动车变速器的至少一根变速器输入轴联接。
当经由涡流制动器20没有扭矩导入到斜坡系统14中时，可能不再有压紧力从输出斜坡40的压紧面42导入到摩擦离合器12中。借助设计成板簧的回调弹簧48可以使斜坡系统14转动回到相应于摩擦离合器12的打开位置的相对姿态。在所示的实施例中，回调弹簧48在径向在输入斜坡30的斜坡元件36外部紧固在行星架36和输出斜坡40的互相指向的那侧上。由此，回调弹簧48可以在输入斜坡30的由与行星架36的连接部位构造出的扭矩导入部位与输出斜坡40的由与输出斜坡40的连接部位构造出的扭矩导出部位之间基本上沿着切向方向延伸，并且由此，传递其中一部分经由行星架36导入的扭矩。回调弹簧48以相对斜坡系统14的径向平面倾斜了一个迎角的方式延伸，其中，能实现的迎角在摩擦离合器12处于闭合位置下根据摩擦衬片46的磨损状况和压紧面42的与之关联的增大的移动路径而发生改变。由此，回调弹簧48的力传动发生改变，从而在摩擦离合器12处于闭合位置下回调弹簧48的因磨损而增大的回调力可以得到平衡。
附图标记列表
10离合器装置
12摩擦离合器
14斜坡系统
16驱动轴
18输出部件
20涡流制动器
22太阳轮
24行星齿轮传动机构
26行星轮
28行星架
30输入斜坡
32轴承部件
34轴承
36斜坡元件
38轴承元件
40输出斜坡
42压紧面
44输入部件
46摩擦衬片
48回调弹簧

Claims (9)

1.一种用于对将机动车发动机的驱动轴(16)与至少一根变速器输入轴联接的摩擦离合器(12)、特别是湿式或干式的多片式离合器进行操纵的斜坡系统，所述斜坡系统包括：
用于导入操纵力矩的输入斜坡(30)，
用于打开和/或闭合所述摩擦离合器(12)的、能相对所述输入斜坡(30)扭转的输出斜坡(40)，以及
与所述输入斜坡(30)和所述输出斜坡(40)连接的、用于使所述输出斜坡(40)相对所述输入斜坡(30)扭转到限定的初始姿态中的、设计成板簧的回调弹簧(48)，
其中，传递给所述输出斜坡(40)的扭矩的至少一部分能经由所述回调弹簧(48)来传递，其中，所述回调弹簧(48)在所述输入斜坡(30)的扭矩导入部位与所述输出斜坡(40)的扭矩导出部位之间基本上沿着切向方向延伸并且以相对所述斜坡系统(14)的径向平面倾斜了一个迎角的方式延伸，
其中，所述回调弹簧(48)在所述斜坡系统(14)的轴向延伸增大的情况下允许了作用在所述输出斜坡(40)上的操纵力的增大。
2.根据权利要求1所述的斜坡系统，其特征在于，所述回调弹簧(48)在扭矩传递时通过所述回调弹簧(48)的切向走向提供在所述斜坡系统(14)的轴向延伸增大的情况下改变的沿着轴向方向的力传动，其中，所述力传动基本上平衡了所述回调弹簧(48)沿着轴向方向向所述初始姿态的、在所述斜坡系统(14)轴向延伸增大的情况下改变的回调力的变化。
3.根据权利要求1或2所述的斜坡系统，其特征在于，所述回调弹簧(48)沿着周向方向的延伸和/或所述回调弹簧(48)的迎角和/或所述回调弹簧(48)的弹簧刚性和/或在所述扭矩导入部位与所述扭矩导出部位之间的轴向间距和/或所述输出斜坡(40)的从所述输入斜坡(30)指离的压紧面(42)的摩擦值被选择成用于平衡所述回调弹簧(48)的在所述斜坡系统(14)的延伸增大的情况下增大的回调力。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的斜坡系统，其特征在于，所述输入斜坡(30)与所述输出斜坡(40)经由至少一个轴承元件(38)，特别是滚珠间隔开。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的斜坡系统，其特征在于，所述输入斜坡(30)具有用于将所述斜坡系统(14)支撑在轴承(34)上的轴承部件(32)，其中，所述回调弹簧(48)为了构造出所述扭矩导入部位而与所述轴承部件(32)连接。
6.根据权利要求5所述的斜坡系统，其特征在于，所述轴承部件(32)是用于将操纵力矩传递到所述输入斜坡(30)的行星齿轮传动机构(24)的行星架(36)。
7.一种用于将机动车发动机的驱动轴(16)与至少一根变速器输入轴联接的摩擦离合器，特别是湿式或干式的多片式离合器，所述摩擦离合器包括：
能与所述驱动轴(16)联接的用于导入扭矩的输入部件(44)，特别是输入片支架，
能与变速器输入轴联接的用于导出扭矩的输出部件(18)，特别是输出片支架，其中，所述输入部件(44)与所述输出部件(18)能经由至少一个有磨损的摩擦衬片(46)压紧，以及
用于通过改变斜坡系统(14)的轴向延伸来将所述输出部件(18)与所述输入部件(44)摩擦锁合地压紧的根据权利要求1至6中任一项所述的斜坡系统(14)。
8.根据权利要求7所述的摩擦离合器，其特征在于，回调弹簧(48)的回调力在摩擦衬片(46)未磨损时所述摩擦离合器(12)的闭合位置与摩擦衬片(46)磨损时所述摩擦离合器(12)的闭合位置之间是基本上恒定不变的。
9.根据权利要求7或8所述的摩擦离合器，其特征在于，回调弹簧(48)在摩擦衬片(46)未磨损时在所述摩擦离合器(12)的闭合位置中提供额定回调力，并且所述回调弹簧(48)在扭矩传递时通过所述回调弹簧(48)的切向走向提供在所述斜坡系统(14)的轴向延伸由于所述摩擦衬片(46)的磨损导致因磨损而增大的情况下改变的沿着轴向方向的力传动，其中，所述力传动基本上平衡了在所述斜坡系统(14)的轴向延伸因磨损而增大的情况下改变的额定回调力。
CN201480060958.8A 2013-11-13 2014-10-20 用于操纵摩擦离合器的斜坡系统 Active CN105705813B (zh)

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