CN105917131A - 扭矩传递装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种扭矩传递装置(1)，尤其用于在机动车的混合动力驱动装置中使用，包括初级侧(4)和次级侧(5)，所述初级侧和次级侧通过蓄能器(9)互相连接，并且所述初级侧和次级侧能抵抗所述蓄能器的力相对彼此扭转，通过下述方式避免了由于扭矩峰值引起的损害：所述扭矩传递装置包括用于限制能传递的扭矩的器件(49)。

Description

扭矩传递装置
技术领域
本发明涉及一种扭矩传递装置，尤其用于在机动车的混合动力驱动装置中使用，包括初级侧和次级侧，所述初级侧和次级侧通过蓄能器互相连接，并且所述初级侧和次级侧能抵抗该蓄能器的力而相对彼此扭转。
背景技术
机动车中的混合动力驱动装置包括至少两个能量转换器和两个安装在车辆中的蓄能器系统，用于驱动车辆。通常，所述能量转换器中的一个是内燃机，一般是汽油机或者柴油机，并且第二能量转换器是电动机。与此相应地，所述蓄能器系统是燃料箱和蓄电池。
作为双质量飞轮(ZMS)已知的扭矩传递装置，包括初级侧和次级侧，所述初级侧和次级侧通过蓄能器互相连接，并且所述初级侧和次级侧能抵抗该蓄能器的力而相对彼此扭转。如果在混合动力驱动装置的驱动系中布置这种双质量飞轮，则可能出现扭矩峰值(冲击)，该扭矩峰值能导致单个构件失效，并且因此能导致整个驱动系的故障。
发明内容
因此，本发明的任务是，避免由于扭矩峰值导致的驱动系的损害。
该问题通过根据权利要求1的扭矩传递装置以及根据权利要求10的驱动系解决。本发明的优选构型或者说扩展方案在从属权利要求中指出。
上述问题尤其通过一种扭矩传递装置解决，该扭矩传递装置尤其用于在机动车的混合动力驱动装置中使用，包括初级侧和次级侧，所述初级侧和次级侧通过蓄能器互相连接，并且所述初级侧和次级侧能抵抗该蓄能器的力相对彼此扭转，其中，该扭矩传递装置包括用于限制能传递的扭矩的器件。在本发明的一个实施方式中，用于限制能传递的力矩的器件布置在次级侧上，尤其布置在扭矩传递装置的次级法兰上。在本发明的一个构型中，所述蓄能器包括一个或者多个实施为压力弹簧来实施的弓形弹簧，所述弓形弹簧以一个弹簧端部支撑在初级侧上，并且以另一个弹簧端部支撑在次级侧上。在初级侧相对于次级侧相对旋转的情况下，所述弓形弹簧被压紧并且由此存储能量，所述能量在反向旋转的情况下重又被输出。所述弓形弹簧可具有线性的弹簧特性曲线，但也能具有逐级提升的弹簧特性曲线，例如通过同轴地布置的、不同的弹簧长度的内部的和外部的盘簧。附加地，能在初级侧和次级侧之间布置摩擦元件，所述摩擦元件在初级侧相对于次级侧相对旋转的情况下使能量通过干式摩擦或者粘式摩擦耗散。初级侧形成初级质量，次级侧相应地形成次级质量。扭矩传递装置的缓冲作用基本上通过初级质量和次级质量的惯性矩以及蓄能器的弹簧刚性来确定。
在本发明的一个实施方式中，用于限制能传递的扭矩的器件是滑动离合器。滑动离合器是一种自动扭矩切换的离合器。在达到最大力矩或者达到切换力矩(Schaltmoment)时，该离合器在无外部影响的情况下使扭矩传递至少部分地分离。在本发明的一个实施例中，滑动离合器是在初级侧和次级侧之间具有力锁合的摩擦离合器。该力锁合通过两个摩擦副之间的静摩擦产生。如果静摩擦被克服，那么该离合器打开。在该离合器打开后传递的拖曳力矩依赖于在所述摩擦副之间的滑动摩擦和这些摩擦副之间的相对转速。该拖曳力矩在任何情况下都小于切换力矩。
在本发明的一个实施方式中，滑动离合器包括次级法兰，该次级法兰布置在两个从动侧颚板(Backen)之间。所述从动侧颚板夹紧次级法兰，那么所述从动侧颚板的表面以轴向压力压到次级法兰上。这优选地通过所述从动侧颚板构成环绕的槽的方式来实现，次级法兰按照压配合的方式无间隙地配合到该环绕的槽中。因此，次级法兰上的、从动侧颚板的轴向挤压力通过次级法兰的厚度和在在从动侧颚板之间构成的槽的相应宽度以及颚板和次级法兰的弹性来确定。通过所述轴向挤压力(法向力)，在次级法兰和从动侧颚板之间实现摩擦锁合(力锁合)。在摩擦锁合被克服时，通过次级法兰和从动侧颚板构成的摩擦离合器打开，并且仅仅仍传递通过在次级法兰和从动侧颚板之间的滑动摩擦来确定的拖曳力矩。从动侧颚板通过摩擦法兰和对应摩擦法兰构成，所述摩擦法兰和对应摩擦法兰在周向方向上构成了环绕的槽，摩擦元件伸入到所述槽中。
在本发明的一个实施方式中，从动侧颚板与从动毂连接，特别是铆接。这实现了从动侧颚板作为冲压弯曲构件来制造，所述冲压弯曲构件能简单地并且成本有利地制造。在本发明的一个构型中，次级附加质量与从动侧颚板一起与从动毂铆接。该附加质量提高了次级侧的惯性矩。
在本发明的一个实施方式中，至少在所述颚板中的一个颚板和所述次级法兰之间布置有摩擦衬片，用于提高静摩擦并且用于防止相应构件的磨损。所述摩擦衬片可被贴上或者铆接上。
在本发明的一个实施方式中，在次级侧和初级侧之间布置有至少一个密封件。该密封件包括至少一个密封环，并且能包括如密封盘的另外的密封元件。该密封件使弹簧组件和滑动离合器相对于周围环境被密封。附加地，该密封件的密封环能具有摩擦环的功能，在初级侧和次级侧之间相对扭转的情况下，能量通过摩擦来耗散。
附图说明
下面参照附图进一步解释本发明的实施例。附图示出：
图1以剖面图示出了根据本发明的扭矩传递装置的一个实施例。
具体实施方式
在图1中以剖面示出的扭矩传递装置1布置在驱动轴2和力矩传递轴3之间。扭矩传递装置1把驱动力矩由驱动轴2传递到力矩传递轴3上，并且在此用于扭振的减振或者说缓冲。扭矩传递装置1包括初级侧4以及次级侧5，该初级侧与驱动轴2固定连接，该次级侧与力矩传递轴3固定连接。
初级侧包括初级法兰6，该初级法兰与外部环7构成接收腔8用于接收作为蓄能器的弹簧组件9。初级法兰6包括基本上盘形的区域10，该盘形的区域在其径向外部区域中过渡到罐形区域11中，该罐形区域基本上沿轴向方向关于旋转轴线R延伸。只要没有另外指出的，所述轴向方向就是平行于旋转轴线R，径向方向就是垂直于旋转轴线，并且周向方向就是围绕旋转轴线R的旋转。外部环7例如借助环绕的焊缝被焊接在罐形区域11的轴向的自由端面端部12上。
罐形区域11在其径向外侧上在相应的位置中承载有第一附加质量13以及第二附加质量14。不仅第一附加质量13而且第二附加质量14都能与罐形区域11焊接，但也能具有压配合。初级法兰6优选地是由钢制成的冲压弯曲构件。外部环7在其径向外部区域中包括基本上沿径向方向延伸的紧固区域7a，该紧固区域过渡到从接收腔8的视角看凸出弯曲的区域7b以及径向向内衔接在其上的区域7c。
初级法兰6借助螺纹紧固件15与驱动轴2螺纹连接，该螺纹紧固件在周向上分布地布置。滚动轴承16借助其轴承外环支撑在驱动轴承2的盲孔17中。滚动轴承16例如是球轴承。滚动轴承16的轴承内环接收力矩传递轴3的主轴颈18。
借助插接齿部19使从动毂20与力矩传递轴3连接。从动毂20是次级侧5的部分。摩擦法兰21以及对应摩擦法兰22借助铆接件23与从动毂20铆接。摩擦法兰21和对应摩擦法兰22布置在从动毂20的接收区域24的、面对驱动轴2的一侧上。从动毂20的背对驱动轴2的一侧上布置有次级附加质量25，该次级附加质量同样借助铆接件23与从动毂20铆接。为了实现铆接件23的附接，钻孔26被引入到初级法兰7中。
摩擦法兰21包括借助铆接件23与从动毂20铆接的紧固区域27，以及借助曲拐部28沿力矩传递轴3的方向轴向偏移的区域29。对应摩擦法兰22包括紧固区域30以及借助曲拐部31沿驱动轴22的方向轴向偏移的区域32。各自相对于所述紧固区域27、30轴向偏移的区域29、32构成环绕的环形槽33，次级法兰35的摩擦元件34伸入到该环形槽中。
摩擦元件34与摩擦法兰21和对应摩擦法兰22处于干式摩擦中，即与所述法兰摩擦锁合地连接。摩擦法兰21和对应摩擦法兰22构成从动侧颚板，在所述从动侧颚板之间布置摩擦元件34。摩擦元件34被夹紧在摩擦法兰21和对应摩擦法兰22之间，即法向力沿轴向方向作为压力作用到摩擦元件34上，使得在次级法兰35和从动毂20之间在周向方向上产生摩擦锁合的或者说力锁合的连接。所述压力通过下述方式产生：环绕的环形槽33的轴向宽度(当摩擦元件34未布置在环形槽33中时)比摩擦元件34的轴向厚度更小，使得在组装时产生压配合。
在摩擦法兰21和摩擦元件34之间布置第一摩擦衬片36，在对应摩擦法兰22和摩擦元件34之间布置第二摩擦衬片37。第一摩擦衬片36可以或者与摩擦法兰21固定连接，或者与摩擦元件34固定连接，第二摩擦衬片37可以或者与对应摩擦法兰22固定连接，或者与摩擦元件34固定连接。摩擦衬片36、37提高摩擦副之间的静摩擦和/或滑动摩擦，并且减少或者说避免了摩擦元件34与摩擦法兰21以及对应摩擦法兰22的过度磨损。除了环形环绕的摩擦元件34之外，次级法兰35包括径向向外延伸的法兰凸起部38，所述法兰凸起部分别支撑在弓形弹簧39的弹簧端部上，所述弓形弹簧是弹簧组件9的部分。弓形弹簧39借助相应的另一弹簧端部支撑在初级法兰6的未示出的突出部或者凸起部上。
如在图1中所示，弓形弹簧39能包括外弓形弹簧39a和与该外弓形弹簧同轴布置的内弓形弹簧39b，但也能仅仅由单个的弓形弹簧组成。弹簧组件9包括多个在周向上分布的弓形弹簧39，通常在此布置两个弓形弹簧39或者说分别布置两个外弓形弹簧39a和内弓形弹簧39b。
在摩擦法兰21的轴向偏移区域29上衔接有径向向外的外密封环40，该外密封环包括两个彼此直角设置的股部，其中，所述股部中的一个与摩擦法兰21的轴向偏移区域39固定连接，并且另一股部与摩擦元件34处于摩擦接触中。此外，密封盘41被紧固在摩擦法兰21的轴向偏移区域29中。密封盘41借助其径向外边缘与外部环7的内部区域7c接触，并且因此使接收腔8相对于周围环境被密封。内密封环43借助紧固板42紧固在初级法兰6上。紧固板42借助螺纹紧固件15被固定在初级法兰6上。紧固板42包括紧固区域44，该紧固区域具有在周向上分布的、用于接收螺纹紧固件15的钻孔，所述紧固区域借助曲拐部45过渡到至少部分环绕的保持凸起部46中。内密封环43借助第一端侧47与初级法兰6处于摩擦接触，并且借助第二端侧48与摩擦法兰21的紧固区域27处于摩擦接触。在此必要时也可在对应摩擦法兰22的紧固区域30和减振环43之间设置齿部，使得基本上仅仅仍在第一端侧47上与初级法兰6实现摩擦接触，因为在对侧上沿周向方向存在形状锁合的连接。
次级侧5能抵抗弹簧组件9的弹簧力相对于初级侧5旋转。在此，弹簧组件9构成了蓄能器或者说蓄力器，该蓄能器或者说蓄力器在初级侧4和次级侧5之间相对扭转的情况下接收能量，并且该能量在反向旋转到初始状况的情况下重又输出。在此，减振环43负责通过干式摩擦的减振。
摩擦元件34与摩擦法兰21以及与摩擦法兰21固定连接的对应摩擦法兰22构成滑动离合器49，该滑动离合器限制了在次级法兰35和从动毂20之间能传递的扭矩。如果在次级法兰35和从动毂20之间要传递的扭矩超过了最大力矩(切换力矩)，那么摩擦元件34滑动，并且因此次级法兰35相对于摩擦法兰21和对应摩擦法兰22滑动，并且因此从动毂20抵抗在所述摩擦副之间仍然存在的滑动摩擦的力而滑转，并且所述滑动离合器49自动打开，使得仅仅仍传递通过滑动摩擦确定的拖曳力矩，所述最大力矩通过几何结构、在摩擦法兰21和对应摩擦法兰22之间相对于摩擦元件34的预紧力以及材料配对来确定。因此，限制了通过扭矩传递装置1可传递的力矩的最大值，因为在超过最大力矩之后，滑动离合器49则打滑，并且避免了传递的扭矩的进一步提高。
附图标记列表
1 扭矩传递装置
2 驱动轴
3 力矩传递轴
4 初级侧
5 次级侧
6 初级法兰
7 外部环
8 接收腔
9 弹簧组件
10 盘形区域
11 罐形区域
12 端面端部
13 第一附加质量
14 第二附加质量
15 螺纹紧固件
16 滚动轴承
17 盲孔
18 主轴颈
19 插接齿部
20 从动毂
21 摩擦法兰
22 对应摩擦法兰
23 铆接件
24 接收区域
25 次级附加质量
26 钻孔
27 紧固区域摩擦法兰
28 曲拐部
29 轴向偏移区域摩擦法兰
30 紧固区域对应摩擦法兰
31 曲拐部
32 轴向偏移区域对应摩擦法兰
33 环绕的环形槽
34 摩擦元件
35 次级法兰
36 第一摩擦衬片
37 第二摩擦衬片
38 法兰凸起部
39 弓形弹簧
39a 外弓形弹簧
39b 内弓形弹簧
40 外密封环
41 密封盘
42 紧固板
43 内密封环
44 紧固区域
45 曲拐部
46 保持凸起部
47 第一端侧
48 第二端侧
49 滑动离合器

Claims (10)

1.扭矩传递装置(1)，尤其用于在机动车的混合动力驱动装置中使用，包括初级侧(4)和次级侧(5)，所述初级侧和次级侧通过蓄能器(9)互相连接，并且所述初级侧和次级侧能抵抗所述蓄能器(9)的力相对彼此扭转，其特征在于，所述扭矩传递装置(1)包括用于限制能传递的扭矩的器件(49)。
2.根据权利要求1所述的扭矩传递装置，其特征在于，用于限制能传递的扭矩的器件(49)布置在所述扭矩传递装置(1)的次级侧(5)上。
3.根据权利要求2所述的扭矩传递装置，其特征在于，用于限制能传递的扭矩的器件(49)布置在所述扭矩传递装置(1)的次级法兰(35)上。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的扭矩传递装置，其特征在于，用于限制能传递的扭矩的器件(49)是滑动离合器。
5.根据权利要求4所述的扭矩传递装置，其特征在于，所述滑动离合器(49)包括摩擦元件(34)，所述摩擦元件布置在两个从动侧的颚板(21、22)之间。
6.根据权利要求5所述的扭矩传递装置，其特征在于，所述从动侧的颚板(21、22)与从动毂(20)连接。
7.根据权利要求5或6所述的扭矩传递装置，其特征在于，所述从动侧的颚板(21、22)与所述从动毂(20)铆接。
8.根据权利要求5到7中任一项所述的扭矩传递装置，其特征在于，至少在所述从动侧的颚板(21、22)中的一个颚板和所述次级法兰之间布置有摩擦衬片(36、37)。
9.根据上述权利要求中任一项所述的扭矩传递装置，其特征在于，在次级侧(5)和初级侧(4)之间布置有至少一个密封件(40、41、43)。
10.机动车的混合动力驱动装置，包括根据权利要求1到9中任一项所述的扭矩传递装置(1)。
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