CN105927675B - 离合器装置 - Google Patents

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P·齐默尔
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Abstract

本发明涉及一种离合器装置(K)，包括形锁合的第一离合器(K0)、形锁合的第二离合器(K1)、在轴向上固定的第一轴(W1)、在轴向上固定的第二轴(W2)、连接轴(WV)和致动器(AK)。在连接轴(WV)的第四轴向位置不仅第一离合器(K0)而且第二离合器(K1)都处于接合的状态，其中通过连接轴(WV)的轴向移动能达到连接轴(WV)的各轴向位置的以下顺序：第四轴向位置、第一轴向位置、第二轴向位置、第三轴向位置，或第一轴向位置、第二轴向位置、第三轴向位置、第四轴向位置。

Description

离合器装置
技术领域
本发明涉及一种离合器装置，其包括至少两个形锁合的离合器、一个第一轴、一个第二轴、一个连接轴和一个致动器。
背景技术
形锁合的离合器、例如牙嵌离合器在现有技术中通常是已知的，并且在闭合的状态下通过形锁合建立连接。形锁合的离合器的特征在于在打开的状态下与力锁合的离合器相比存在较小的由于运动阻力引起的损失，因此形锁合的离合器在汽车变速器中较多地使用。
专利EP 1 628 848B1描述一种装置，其包括用于车辆的混合驱动装置的离合器装置，其中离合器装置将第一电机的输出轴连接于发动机的输出轴和连接于第二电机的输出轴。离合器装置为此包括一可移动的圆盘，其连接于第一电机的输出轴。操纵机构可以使可移动的圆盘在三个不同的位置之间移动，借此第一电机的输出轴或可连接于发动机的输出轴或可连接于第二电机的输出轴，或可处于空转位置。离合器装置可以由牙嵌离合器构成。
专利申请DE 10 2006 055 541A1描述一种汽车的混合驱动系统，其中内燃机与电机之间设置形锁合离合器型式的第一离合器。形锁合离合器构成为滑动套筒系统，其中第一滑动套筒可与为内燃机配置的构件处于嵌接，并且第二滑动套筒可与电机的转子部分处于嵌接。在电机与变速器之间设置第二离合器，其构成为常规设计的起动和分离离合器。
专利申请WO 2013/183164 A1描述一种控制装置用于混合动力汽车，其中借助牙嵌离合器可选择驾驶模式。牙嵌离合器包括为第一电机配置的第一作用部分和为内齿轮配置的第二作用部分。牙嵌离合器在这里具有总共三个作用位置，它们促成不同的连接。
但在现有技术中已知的方案然而仅仅实现可能的动力总成系统功能的一种选择或需要附加的致动装置以便操纵第二离合器。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种离合器装置，其特征是简单的结构并且同时能够实现大量连接方案。离合器装置应当适合于大量应用，例如用于应用在混合动力车辆的动力总成系统中，或通常用作为在变速器内的离合器。
通过根据本发明的离合器装置达到该目的，其包括形锁合的第一离合器、形锁合的第二离合器、在轴向上固定的第一轴、在轴向上固定的第二轴、连接轴和致动器，该第一轴、第二轴和连接轴彼此同轴地设置，其中通过闭合第一离合器在第一轴与连接轴之间能建立不可相对旋转的连接，并且通过闭合第二离合器在连接轴与第二轴之间能建立不可相对旋转的连接，其中致动器设置用于通过轴向移动连接轴不仅将第一离合器而且将第二离合器在接合的状态与分离的状态之间切换，从而
在连接轴的第一轴向位置第一离合器处于接合的状态并且第二离合器处于分离的状态，
在连接轴的第二轴向位置不仅第一离合器而且第二离合器都处于分离的状态，和
在连接轴的第三轴向位置第一离合器处于分离的状态并且第二离合器处于接合的状态，
根据本发明规定，在连接轴的第四轴向位置不仅第一离合器而且第二离合器都处于接合的状态，其中通过连接轴的轴向移动能达到连接轴的各轴向位置的以下顺序：
第四轴向位置、第一轴向位置、第二轴向位置、第三轴向位置，或
第一轴向位置、第二轴向位置、第三轴向位置、第四轴向位置。
优选规定，在第一轴上设置第一爪齿，在第二轴上设置第二爪齿，并且在连接轴上设置第三爪齿，其中
在连接轴的第一轴向位置第三爪齿只与第一爪齿处于嵌接，
在连接轴的第二轴向位置第三爪齿既不与第一爪齿也不与第二爪齿处于嵌接，
在连接轴的第三轴向位置第三爪齿只与第二爪齿处于嵌接，并且
在连接轴的第四轴向位置第三爪齿与第一爪齿和第二爪齿处于嵌接。
优选规定，第三爪齿具有至少一个空隙，其中在连接轴的第二轴向位置不仅第一爪齿而且第二爪齿在空间上处于所述至少一个空隙内部，因此第一爪齿和第二爪齿与第三爪齿不处于嵌接。
优选规定，在连接轴的第五轴向位置，通过第三爪齿与第一爪齿和第二爪齿处于嵌接，不仅第一离合器而且第二离合器都处于接合的状态，其中通过连接轴的轴向移动能达到连接轴的各轴向位置的以下顺序：第四轴向位置、第一轴向位置、第二轴向位置、第三轴向位置、第五轴向位置。
优选规定，连接轴能经由形锁合的第三离合器与在轴向上固定的第三轴不可相对旋转地连接。
优选规定，连接轴具有第四爪齿并且第三轴具有第五爪齿，其中在连接轴的第一至第四轴向位置并且可选地在连接轴的第五轴向位置第四爪齿与第五爪齿处于嵌接，并且在连接轴的第六轴向位置第四爪齿与第五爪齿不处于嵌接。
优选规定，通过连接轴的轴向移动能够达到连接轴的各轴向位置的以下顺序：
第六轴向位置、第四轴向位置、第一轴向位置、第二轴向位置、第三轴向位置，或
第一轴向位置、第二轴向位置、第三轴向位置、第四轴向位置、第六轴向位置，或
第五轴向位置、第一轴向位置、第二轴向位置、第三轴向位置、第四轴向位置、第六轴向位置，或
第六轴向位置、第五轴向位置、第一轴向位置、第二轴向位置、第三轴向位置、第四轴向位置。
优选规定，在连接轴的第七轴向位置第四爪齿与第五爪齿不处于嵌接，其中通过连接轴的轴向移动能达到连接轴的各轴向位置的以下顺序：第七轴向位置、第五轴向位置、第一轴向位置、第二轴向位置、第三轴向位置、第四轴向位置、第六轴向位置。
优选规定，连接轴构成为空心轴，其中第三爪齿构成为内齿并且第四爪齿构成为外齿。
优选规定，在第三轴与连接轴之间设置滑动轴承。优选规定，致动器通过电动机械式的装置构成。
优选规定，借助于换挡杆和变速叉或借助于换挡鼓和变速叉实现致动器的轴向运动向连接轴的传递。
根据本发明的汽车的动力总成系统包括按照本发明所述的离合器装置和电机，该电机具有不可旋转的定子和可旋转地支承的转子，其中第一轴经由扭转减振器与驱动装置扭转弹性地连接，其中第二轴与变速器的一个轴不可相对旋转地或扭转弹性地连接，该变速器的轴构成通向变速器的传动比变换部分的接口，并且电机的转子与连接轴或与第三轴不可相对旋转地连接。优选，离合器装置是变速器的构件。
根据本发明的汽车的变速器包括按照本发明所述的离合器装置和电机，该电机具有不可旋转的定子和可旋转地支承的转子，其中第一轴不可相对旋转地或扭转弹性地与变速器的一个轴连接，该变速器的轴构成通向驱动装置的接口，其中第二轴与变速器的一个轴不可相对旋转地或扭转弹性地连接，该变速器的轴构成通向变速器的传动比变换部分的接口，并且电机的转子与连接轴或与第三轴不可相对旋转地连接。
优选规定，传动比变换部分具有多个切换元件，这些切换元件的选择性的操纵促成在变速器的两个轴之间的传动比的改变，其中致动器为了第一离合器、第二离合器和可选地第三离合器的操纵与致动装置处于有效连接，该致动装置对于操纵传动比变换部分的至少一个切换元件而言是必需的。
根据本发明的汽车的变速器包括按照本发明所述的离合器装置，其中第一轴与第一变速器轴不可相对旋转地连接，第二轴与第二变速器轴不可相对旋转地连接，并且连接轴与第三变速器轴不可相对旋转地连接，或者
第一轴与第一变速器轴不可相对旋转地连接，第二轴与第二变速器轴不可相对旋转地连接，并且第三轴与第三变速器轴不可相对旋转地连接。
根据本发明的离合器装置包括形锁合的第一离合器、形锁合的第二离合器、在轴向上固定的第一轴、在轴向上固定的第二轴、连接轴和致动器。第一轴、第二轴和连接轴相互同轴地设置，并且为此设置成绕同一转轴旋转。由制造引起的轴错位在这里不考虑。
通过形锁合的第一离合器的闭合在第一轴与连接轴之间建立不可相对旋转的连接。通过形锁合的第二离合器的闭合在连接轴与第二轴之间建立不可相对旋转的连接。致动器设置用于通过轴向移动连接轴不仅将形锁合的第一离合器而且将形锁合的第二离合器在接合的状态与分离的状态之间切换。在接合的状态下在参与的各轴之间建立不可相对旋转的连接。在分离的状态下参与的各轴的转速可以不同。在连接轴的第一轴向位置第一离合器处于接合状态，而第二离合器处于分离状态。在连接轴的第二轴向位置不仅第一而且第二离合器处于分离状态。在连接轴的第三轴向位置第一离合器处于分离状态，而第二离合器处于接合状态。
按照本发明在连接轴的第四轴向位置不仅第一离合器而且第二离合器都处于接合状态，其中通过连接轴的轴向移动能达到连接轴的各轴向位置的如下顺序：
第四轴向位置、第一轴向位置、第二轴向位置、第三轴向位置，或
第一轴向位置、第二轴向位置、第三轴向位置、第四轴向位置。
在离合器装置在混合动力车辆的动力总成系统中的使用时，其中通过第一离合器例如内燃机可连接于电机并且通过第二离合器电机可连接于变速器，可以这样仅仅利用一个致动器实现各种不同的运行模式，其接下来描述。电机的转子在这里不可相对旋转地与连接轴连接。当然转子在这里可以是轴向位置固定的，其中通过运行平稳的带动齿部能够在连接轴和与转子连接的轴之间可以实现轴向可移动性。
在闭合的第一离合器和打开的第二离合器时储能器的充电可以通过内燃机的运行和通过在停车时电机的发电运行是可能的。如果变速器具有另一电机，则在这里也可以实现串联的混合运行。可以通过电机在行驶运行的过程中起动内燃机，而对输出没有反作用。在打开的第一离合器和闭合的第二离合器时可以由电机支持变速器的换挡或按照变速器的实施形式也首先能够实现，因为惰性的驱动装置不再有效地连接于动力总成系统。而且纯电动的行驶运行在变速器的不同的挡中是可能的，其中与连接轴连接的电机驱动汽车。在闭合的第一和第二离合器时内燃机直接对变速器起作用。由此能够实现纯内燃机运行和并联混合运行。
如果要从内燃机式运行或并联混合运行变换成电动的行驶运行，则必须将连接轴从第四轴向位置移到第三轴向位置。这在一按照本发明的顺序中直接地和没有中间位置的情况下是可能的。中间轴的各轴向位置的该顺序因此特别适合于混合动力车辆(例如所谓的插电式混合动力汽车)，其具有大的内燃机和并联混合运行份额并且经常利用电动的行驶运行。
如果混合动力车辆具有一个结构，在其中经常在串联的混合运行与并联的混合运行之间切换，则连接轴的各轴向位置不同的按照本发明的顺序具有优点。在这些运行模式之间切换时必须将连接轴从第四轴向位置移到第一轴向位置。
优选在第一轴上设置第一爪齿。第一爪齿在这里优选构成在第一轴的自由端上，该自由端面向第二轴。在第二轴上设置第二爪齿。第二爪齿优选构成在第二轴的自由端上，该自由端面向第一轴。在连接轴上构成第三爪齿。在连接轴的第一轴向位置第三爪齿只与第一爪齿相嵌接。在连接轴的第二轴向位置第三爪齿既不与第一爪齿又不与第二爪齿相嵌接。在连接轴的第三轴向位置第三爪齿只与第二爪齿相嵌接。在连接轴的第四轴向位置第三爪齿不仅与第一爪齿而且与第二爪齿相嵌接。
优选第一和第二爪齿构成为外齿。而第三爪齿构成为内齿。连接轴据此构成为空心轴，并且根据连接轴的轴向位置至少包围第一轴和/或第二轴的部分。由此实现对连接轴的很好的可接近性。借此便于将致动器连接到连接轴上。当然第一和第二爪齿可以构成为内齿，而第三爪齿构成为外齿。连接轴在这种情况下设置在构成为空心轴的第一和第二轴的内部。
优选第三爪齿在齿中具有至少一个轴向延伸的空隙。至少在连接轴的第二轴向位置，第一和第二爪齿在空间上处于该至少一个空隙中，借此第一和第二爪齿在连接轴的该轴向位置上与第三爪齿不处于嵌接。通过所述至少一个空隙的设置的变化，可以改变不同的轴向位置的顺序及其作用。按这种方式可以用少的制造费用制造连接轴的各种不同的方案。
按照一个实施形式，在连接轴的第五轴向位置不仅第一离合器而且第二离合器处于接合的状态，即通过第三爪齿与第一和第二爪齿处于嵌接。通过连接轴的轴向移动，在这里能达到连接轴的各轴向位置的以下顺序：第四轴向位置、第一轴向位置、第二轴向位置、第三轴向位置、第五轴向位置。第一和第二离合器在第五轴向位置上的切换状态在这里对应于在第四轴向位置上的切换状态，但该位置在轴向位置的顺序中的不同的点上达到。通过该实施形式在离合器装置在混合动力车辆的动力总成系统中使用时在各运行模式之间变换时进一步增大灵活性。因为现在在一个切换状态(在该切换状态中只闭合第一和第二离合器其中一个)与另一切换状态(在该另一切换状态时不仅闭合第一离合器而且闭合第二离合器)之间的直接的切换过程是可能的。所谓直接的转换过程在这里被理解成一个切换过程，在其中没有中间切换状态地可实现切换状态转换。
优选连接轴经由形锁合的第三离合器可连接于在轴向上固定的第三轴。在连接轴上为此构成第四爪齿，并且在第三轴上构成第五爪齿。在连接轴的第一至第四轴向位置和可选地在连接轴的第五轴向位置，第四爪齿与第五爪齿处于嵌接，其中在连接轴的第六轴向位置第四爪齿和第五爪齿不处于嵌接。换句话说，第三离合器在连接轴的第一至第四轴向位置或在第五轴向位置接合，并且只在连接轴的第六轴向位置上分离。按这种方式，当离合器装置在混合动力车辆的动力总成系统中使用时，当电机的转子不与连接轴而是与第三轴特久地不可相对旋转地连接时进一步增加运行模式的数量。通过选择连接轴的第六轴向位置，电机与其余的动力总成系统脱接。由此例如在内燃机式运行中电机的阻力矩与动力总成系统脱接，借此改善动力总成系统的效率。如果电机构成为永久励磁的同步机，则通过该脱接，定位转矩也不对动力总成系统起作用。也可以向较低的最大转速设计电机，其低于连接轴的最大出现的转速。这降低了电机的制造成本。
优选连接轴的第六轴向位置设置在连接轴的各轴向位置的一个以下顺序中：
第六轴向位置、第四轴向位置、第一轴向位置、第二轴向位置、第三轴向位置，或
第一轴向位置、第二轴向位置、第三轴向位置、第四轴向位置、第六轴向位置，或
第五轴向位置、第一轴向位置、第二轴向位置、第三轴向位置，第四轴向位置、第六轴向位置，或
第六轴向位置、第五轴向位置、第一轴向位置、第二轴向位置、第三轴向位置、第四轴向位置。
因此总是从一个切换位置出发可选择第六轴向位置，在切换位置中不仅第一而且第二离合器是闭合的。
按照本发明的一实施形式，第四爪齿与第五爪齿在连接轴的第七轴向位置也不处于嵌接，其中连接轴的第七轴向位置在以下点上设置在连接轴的各轴向位置的顺序中：第七轴向位置、第五轴向位置、第一轴向位置、第二辆向位置、第三轴向位置、第四轴向位置和第六轴向位置。由此进一步提高提供的混合动力总成系统的各运行模式的灵活性，因为从连接轴的两个轴向位置(在其中第一和第二离合器是闭合的)出发可以脱接电机。
优选连接轴构成为空心轴，其中第三爪齿构成为内齿，并且第四爪齿构成为外齿。连接轴据此构成为空心轴，并且根据连接轴的轴向位置至少包围嵌接第一轴和/或第二轴的部分。由此得出对连接轴的很好的可接近性，借此便于致动器在连接轴上的连接。
按照本发明的一个实施形式，在第三轴与连接轴之间设置滑动轴承。由此第三轴可以沿径向方向支承在连接轴上，借此取消单独的支承。
优选通过电动机械式的装置构成致动器。致动器可以例如是电机，其旋转运动借助适合的传动装置变成轴向移动。在这里优选使用自锁的传动装置，例如螺杆传动装置。在适合的结构中可以通过自锁锁止连接轴的当前选择的轴向位置。电动机械的装置也可以通过弹簧加载的衔铁与线圈一起实现。在可能的实施形式中，致动器也可以通过一个或多个电磁的、液压的或气动的装置构成。
优选借助于换挡杆和变速叉，或替代地借助于换挡鼓和变速叉，将致动器的轴向运动传到连接轴上。由此可以按简单的方式补偿连接连轴与致动装置之间的转速差。
本发明也涉及汽车的动力总成系统，其包括按照本发明的离合器装置和电机，该电机具有不可旋转的定子和可旋转支承的转子。对此离合器装置的第一轴经由扭转减振器扭转弹性地连接于驱动装置(其例如通过内燃机构成)。离合器装置的第二轴与变速器的一个轴(其构成通向变速器的传动比变换部分的接口)、特别是与变速器的输入轴不可相对旋转地或扭转弹性地相连接。电机的转子持久地不可相对旋转地连接于连接轴或连接于第三轴。因此提供一种动力总成系统，其特征特别在于各运行模式的可变性。通过形锁合的离合器，动力总成系统还具有很好的机械效率。这特别在汽车中使用时具有优点。通过用于第一离合器、第二离合器和可能第三离合器的唯一的需要的致动器，动力总成系统的制造成本是低的。优选离合器装置是变速器的构件，并因此集成在变速器中。
本发明还涉及一种变速器，其包括按照本发明的离合器装置。按照一实施形式，变速器的传动比变换部分具有多个切换元件，其选择的操纵实现在变速器的两个轴之间的传动比的改变。致动器(其设置用于操纵第一、第二和可能第三离合器)在这里与致动装置处于有效连接，该致动装置用以操纵传动比变换部分的各切换元件。该致动装置也可以仅仅操纵传动比变换部分的各单个的或甚至唯一的切换元件。由此可以利用两个致动系统的最佳协同作用效果。
实际的离合器装置并不限于在内燃机、电机与变速器之间的动力总成系统中使用。按照本发明的离合器装置一般可以在那里使用，在那里两个或三个轴应该在一个确定的顺序中单个地或共同地在连接轴的各轴向位置的描述的顺序中可相互连接。离合器装置特别是可以在汽车变速器中使用，其中第一轴与第一变速器轴不可相对旋转地连接，第二轴与第二变速器轴不可相对旋转地连接，并且连接轴与第三变速器轴不可相对旋转地连接。特别在以行星齿轮组为基础的自动变速器中可以出现这样情况，即三个变速器轴以上述方式单个的或共同应该可连接。通过具体的离合器装置，这种对最窄的结构空间的要求可以通过唯一的致动器实现，借此可减少这样的变速器的结构空间需要。按选择也可设想一种布置，在其中第三变速器轴不与连接轴而是与离合器装置的第三轴不可相对旋转地连接。
附图说明
以下借助各附图详细描述本发明的各实施例。
图1示意示出一个离合器装置在按照第一顺序的四个不同的位置上。
图2示意示出一个离合器装置在按照第二顺序的四个不同的位置上。
图3示意示出第二实施形式的一个离合器装置在按照第一顺序的三个不同的位置上。
图4示意示出第二实施形式的一个离合器装置在按照第二顺序的三个不同的位置上。
图5示意示出第三实施形式的一个离合器装置。
图6示出混合动力车辆的按照一个第一实施形式的动力总成系统。
图7示出混合动力车辆的按照一个第二实施形式的动力总成系统。
图8示出混合动力车辆的按照一个第三实施形式的动力总成系统。
图9示出汽车的自动变速器的剖视图。
具体实施方式
图1示意示出离合器装置K处在按照第一顺序的四个不同的位置。离合器装置K具有第一轴W1、第二轴W2、连接轴WV和致动器AK。第一轴W1、第二轴W2和连接轴WV相互同轴地设置。在第一轴W1的外径上第一爪齿Z0构成为外齿。在第二轴W2的外径上第二爪齿Z1构成为外齿。在连接轴WV的内径上第三爪齿Z01构成为内齿。第三爪齿Z01具有空隙L。在空隙L中第三爪齿Z01是中断的。
第一爪齿Z0和第三爪齿Z01共同构成形锁合的第一离合器K0。第二爪齿Z1和第三爪齿Z01共同构成形锁合的第二离合器K1。这两个离合器K0、K1据此具有共同的元件、具体地即包括在其上构成的第三爪齿Z01的连接轴WV。
致动器AK在此设置用于沿轴向方向移动连接轴WV，并且这样制造第一和第二离合器K0、K1的不同的切换状态。致动器AK及其在连接轴WV上的连接只暗示于图中。致动器AK可以例如构成为电动机械式的致动器，其将电机的旋转运动例如借助于螺杆传动装置转变为轴向移动。致动器AK在连接轴WV上的连接可以包括变速叉，以便补偿在致动器AK与连接轴WV之间的转速差。技术人员在需要时使用适合的方案。
图1中示出离合器K在连接轴WV的四个不同的轴向位置。为了更好的清晰以下描述连接轴WV的各轴向位置，其中专业名词汇编保留在具体的申请中。
在连接轴WV的第一轴位置上，第一离合器K0处于接合的状态，并且第二离合器K1处于分离的状态。在连接轴WV的第二轴向位置不仅第一离合器K0而且第二离合器K1都处于分离的状态。在连接轴WV的第三轴向位置第一离合器K0处于分离的状态和第二离合器K1处于接合的状态。在连接轴WV的第四轴向位置不仅第一离合器K0而且第二离合器K1都处于接合的状态。
图1a示出离合器装置K在连接轴的第四轴向位置。在连接轴WV的该第四轴向位置上，第一爪齿Z0与第三爪齿Z01重叠，并且第二爪齿Z1与第三爪齿Z01重叠。因此第一和第二离合器K0、K1处于接合的状态。通过该重叠，在第一轴W1、连接轴WV和第二轴W2之间建立不可相对旋转的连接。
图1b示出离合器装置K在连接轴WV的第一轴向位置。连接轴WV的第一轴向位置通过连接轴WV借助于致动器从第四轴向位置的轴向移动得到。在连接轴WV的第一轴向位置上仅仅第一爪齿Z0与第三爪齿Z01重叠，因此第一离合器K0处于接合的状态、第二爪齿Z1不与第三爪齿Z01嵌接，因为第二爪齿Z1在空间上处于第三爪齿Z01的空隙L内。
图1c示出离合器装置K在连接轴WV的第二轴向位置。连接轴WV的第二轴向位置通过连接轴WV借助于致动器AK从第一轴向位置的轴向移位达到。在连接轴WV的第二轴向位置不仅第一爪齿Z0而且第二爪齿Z1在空间上都处于第三爪齿Z01的空隙L中。由此第一和第二爪齿Z0、Z1与第三爪齿Z01不处于嵌接。因此第一和第二离合器K0、K1处于分离的状态。
图1d示出离合器装置在连接轴WV的第三轴向位置。连接轴WV的第三轴向位置通过连接轴WV借助于致动器AK从第二轴向位置的轴向移位到达。在连接轴WV的第三轴向位置第一爪齿Z0在空间上仍然处于第三爪齿Z01的空隙L内，并因此不处于嵌接。第二爪齿Z1再次与第三爪齿Z01处于嵌接，因此第二离合器K1处于接合的状态。
按照图1中所示离合器装置K的构成，通过连接轴WV的轴向移位能达到连接轴WV的各轴向位置的以下顺序：第四轴向位置、第一轴向位置、第二轴向位置、第三轴向位置。
图2示意示出离合器装置K在按照第二顺序的四个不同的位置。图2a示出离合器装置K在连接轴WV的第一轴向位置，并且对应于图1b中的视图。图2b示出离合器装置K在连接轴WV的第二轴向位置，并且对应于图1c中的视图。图2c示出离合器装置K在连接轴WV的第三轴向位置，并且对应于图1d中的视图。图2d示出离合器装置K在连接轴WV的第四轴向位置，其中通过完全不同于图1a的视图中的连接轴WV轴向位置达到第四轴向位置。连接轴WV的第四轴向位置通过连接轴WV借助于致动器AK从第三轴向位置出发的轴向移位到达。
从图1d中所示的连接轴WV的第三轴向位置开始，通过连接轴WV的继续轴向移位也可以到达连接轴WV的第五轴向位置，在其中不仅第一离合器K0而且第二离合器K1都处于接合的状态。离合器装置K的该状态示于图2d中。
从图2a中所示的连接轴WV的第一位置开始，通过连接轴WV的继续轴向移位可以达到按照图1a视图的连接轴WV的第五轴向位置。在连接轴WV的总是最外边的位置不仅第一离合器K0而且第二离合器K1都处于接合的状态。
图3示意示出第二实施形式的离合器装置K在按照第一顺序的三个不同的位置。离合器装置K按照第二实施形式具有形锁合的第三离合器K2，其设置用于在连接轴WV与第三轴W3之间建立不可相对旋转的连接。为此在连接轴WV的外径上构成第四爪齿Z2-1，并且在第三轴W3的内径上构成第五爪齿Z2-2。在连接轴WV与第三轴W3之间设置滑动轴承GL。各滑动轴承GL能够实现第三轴W3在连接轴WV上的径向支承，其中仍确保连接轴WV相对于第三轴W3的轴向可移动性。
图3a示出按照第二实施形式的离合器装置K在连接轴WV的第三轴向位置。在连接轴WV的第三轴向位置，第一爪齿Z0在空间上处于第三爪齿Z01的空隙L内，并因此不处于嵌接。第二爪齿Z1与第三爪齿Z01处于嵌接，因此第二离合器K1处于接合的状态。第四爪齿Z2-1与第五爪齿Z2-2处于嵌接，因此第三离合器K2处于接合的状态。图3b示出按照第二实施形式的离合器装置K在连接轴WV的第四轴向位置，其中第三离合器K2仍然处于接合的状态。图3c示出按照第二实施形式的离合器装置K在连接轴WV的第六轴向位置。在该第六轴向位置第三离合器K2处于分离的状态。因此在连接轴WV与第三轴W3之间没有不可相对旋转的连接。连接轴WV的第一和第二轴向位置和可能的第五轴向位置同样是可选择的，但为了清晰起见这些位置未图解示出。
图4示意示出第二实施形式的离合器装置K在按照第二顺序的三个不同的位置。图4a示出离合器装置K在连接轴WV的第六轴向位置。第三离合器K2处于分离的状态。图4b中连接轴WV处于其第四轴向位置。第三离合器K2处于接合的状态。通过致动器AK使连接轴WV继续移位，使连接轴WV处于其第一轴向位置，其示于图4c中。第三离合器K2仍然处于接合的状态。连接轴WV的第二和第三轴向位置和可能的第五轴向位置同样是可选择的，但为了清晰起见这些位置未图解示出。
图5示意示出第三实施形式的离合器装置K。在该第三实施形式中连接轴WV的第七轴向位置是可选择的，在第七轴向位置中第三离合器K2处于分离的状态。
图6示出按照第一实施形式的混合动力车辆的动力总成系统。驱动装置VKM(其示例性构成为内燃机)经由扭转减振器TS连接于离合器装置K的第一轴W1。动力总成系统具有电机EM，其包括不可旋转的定子S和可旋转的转子R，转子持久地不可相对旋转地连接于连接轴WV。转子R在这里优选是轴向位置固定的。例如通过未示出的带动齿部实现轴向可移动性。离合器装置K的第二轴W2连接于变速器G的输入轴，该输入轴形成通向变速器G的传动比变换部分GT的接口。变速器G的输出轴连接于轴减速器AG，其将驱动功率分配到混合动力车辆的各车轮DW上。传动比变换部分GT具有大量切换元件，其中至少一些切换元件通过致动装置AK-GT操纵。
图7示出按照第二实施形式的混合动力车辆的动力总成系统。其中离合器装置K构成为变速器G的构件。离合器装置K的致动器和传动比变换部分GT的各切换元件的致动装置AK-GT这样设置，使得能够实现这两个致动系统的有效连接。
图8示出按照第三实施形式的混合动力车辆的动力总成系统。如在第二实施形式中，离合器装置K构成为变速器G的构件，不过离合器装置是按照第二实施形式的离合器装置K。转子R据此持久地不可相对旋转地连接于离合器装置的第三轴W3。
图9示出汽车的示例性的自动变速器AG的剖视图，其中只示出剖视图的一半。自动变速器AG具有大量行星齿轮组，其包括多个变速器轴，在其中有第一变速器轴GW1、第二变速器轴GW2和第三变速器轴GW3。此外自动变速器AG具有离合器装置K，其中第一轴W1与第一变速器轴GW1持久地不可相对旋转地连接，第二轴W2与第二变速器轴GW2持久地不可相对旋转地连接，并且第三轴W3与第三变速器轴GW3持久地不可相对旋转地连接。致动器AK设置用于轴向移动连接轴WV，借此离合器装置K占有不同的轴向位置。
在可能的未示出的实施形式中，第三变速器轴GW3可以不与第三轴W3、而是与连接轴WV不可相对旋转地连接。优选在这里设置适合的机构，通过该机构第三变速器轴GW3的旋转运动可传递到连接轴WV上并同时能够实现在连接轴WV的轴向可移动的位置与在轴向上固定的第三变速器轴GW3之间的补偿。
附图标记清单
K 离合器装置
K0 第一离合器
K1 第二离合器
K2 第三离合器
W1 第一轴
W2 第二轴
W3 第三轴
WV 连接轴
AK 致动器
Z0 第一爪齿
Z1 第二爪齿
Z01 第三爪齿
Z2-1 第四爪齿
Z2-2 第五爪齿
L 空隙
GL 滑动轴承
EM 电机
R 转子
S 定子
G 变速器
GT 变速器的传动比变换部分
AK-GT 变速器切换元件的致动装置
VKM 驱动装置
TS 扭转减振器
AG 轴减速器装置
DW 车轮
AG 自动变速器

Claims (22)

1.一种离合器装置(K)，包括形锁合的第一离合器(K0)、形锁合的第二离合器(K1)、在轴向上固定的第一轴(W1)、在轴向上固定的第二轴(W2)、连接轴(WV)和致动器(AK)，该第一轴(W1)、第二轴(W2)和连接轴(WV)彼此同轴地设置，其中通过闭合第一离合器(K0)在第一轴(W1)与连接轴(WV)之间能建立不可相对旋转的连接，并且通过闭合第二离合器(K1)在连接轴(WV)与第二轴(W2)之间能建立不可相对旋转的连接，其中致动器(AK)设置用于通过轴向移动连接轴(WV)不仅将第一离合器(K0)而且将第二离合器(K1)在接合的状态与分离的状态之间切换，从而
在连接轴(WV)的第一轴向位置第一离合器(K0)处于接合的状态并且第二离合器(K1)处于分离的状态，
在连接轴(WV)的第二轴向位置不仅第一离合器(K0)而且第二离合器(K1)都处于分离的状态，和
在连接轴(WV)的第三轴向位置第一离合器(K0)处于分离的状态并且第二离合器(K1)处于接合的状态，
其特征在于，在连接轴(WV)的第四轴向位置不仅第一离合器(K0)而且第二离合器(K1)都处于接合的状态，其中通过连接轴(WV)的轴向移动能达到连接轴(WV)的各轴向位置的以下顺序：
第四轴向位置、第一轴向位置、第二轴向位置、第三轴向位置，或
第一轴向位置、第二轴向位置、第三轴向位置、第四轴向位置。
2.按照权利要求1所述的离合器装置(K)，其特征在于，在第一轴(W1)上设置第一爪齿(Z0)，在第二轴(W2)上设置第二爪齿(Z1)，并且在连接轴(WV)上设置第三爪齿(Z01)，其中
在连接轴(WV)的第一轴向位置第三爪齿(Z01)只与第一爪齿(Z0)处于嵌接，
在连接轴(WV)的第二轴向位置第三爪齿(Z01)既不与第一爪齿(Z0)也不与第二爪齿(Z1)处于嵌接，
在连接轴(WV)的第三轴向位置第三爪齿(Z01)只与第二爪齿(Z1)处于嵌接，并且
在连接轴(WV)的第四轴向位置第三爪齿(Z01)与第一爪齿(Z0)和第二爪齿(Z1)处于嵌接。
3.按照权利要求2所述的离合器装置(K)，其特征在于，第三爪齿(Z01)具有至少一个空隙(L)，其中在连接轴(WV)的第二轴向位置不仅第一爪齿(Z0)而且第二爪齿(Z1)在空间上处于所述至少一个空隙(L)内部，因此第一爪齿(Z0)和第二爪齿(Z1)与第三爪齿(Z01)不处于嵌接。
4.按照权利要求2所述的离合器装置(K)，其特征在于，在连接轴(WV)的第五轴向位置，通过第三爪齿(Z01)与第一爪齿(Z0)和第二爪齿(Z1)处于嵌接，不仅第一离合器(K0)而且第二离合器(K1)都处于接合的状态，其中通过连接轴(WV)的轴向移动能达到连接轴(WV)的各轴向位置的以下顺序：第四轴向位置、第一轴向位置、第二轴向位置、第三轴向位置、第五轴向位置。
5.按照权利要求3所述的离合器装置(K)，其特征在于，在连接轴(WV)的第五轴向位置，通过第三爪齿(Z01)与第一爪齿(Z0)和第二爪齿(Z1)处于嵌接，不仅第一离合器(K0)而且第二离合器(K1)都处于接合的状态，其中通过连接轴(WV)的轴向移动能达到连接轴(WV)的各轴向位置的以下顺序：第四轴向位置、第一轴向位置、第二轴向位置、第三轴向位置、第五轴向位置。
6.按照上述权利要求1、3、4和5中任一项所述的离合器装置(K)，其特征在于，连接轴(WV)能经由形锁合的第三离合器(K2)与在轴向上固定的第三轴(W3)不可相对旋转地连接。
7.按照权利要求2所述的离合器装置(K)，其特征在于，连接轴(WV)能经由形锁合的第三离合器(K2)与在轴向上固定的第三轴(W3)不可相对旋转地连接。
8.按照权利要求7所述的离合器装置(K)，其特征在于，连接轴(WV)具有第四爪齿(Z2-1)并且第三轴(W3)具有第五爪齿(Z2-2)，其中在连接轴(WV)的第一至第四轴向位置第四爪齿(Z2-1)与第五爪齿(Z2-2)处于嵌接，并且在连接轴(WV)的第六轴向位置第四爪齿(Z2-1)与第五爪齿(Z2-2)不处于嵌接。
9.按照权利要求8所述的离合器装置(K)，其特征在于，通过连接轴(WV)的轴向移动能够达到连接轴(WV)的各轴向位置的以下顺序：
第六轴向位置、第四轴向位置、第一轴向位置、第二轴向位置、第三轴向位置，或
第一轴向位置、第二轴向位置、第三轴向位置、第四轴向位置、第六轴向位置，或
第五轴向位置、第一轴向位置、第二轴向位置、第三轴向位置、第四轴向位置、第六轴向位置，或
第六轴向位置、第五轴向位置、第一轴向位置、第二轴向位置、第三轴向位置、第四轴向位置。
10.按照权利要求8或9所述的离合器装置(K)，其特征在于，在连接轴(WV)的第七轴向位置第四爪齿(Z2-1)与第五爪齿(Z2-2)不处于嵌接，其中通过连接轴(WV)的轴向移动能达到连接轴(WV)的各轴向位置的以下顺序：第七轴向位置、第五轴向位置、第一轴向位置、第二轴向位置、第三轴向位置、第四轴向位置、第六轴向位置。
11.按照权利要求8或9所述的离合器装置(K)，其特征在于，连接轴(WV)构成为空心轴，其中第三爪齿(Z01)构成为内齿并且第四爪齿(Z2-1)构成为外齿。
12.按照权利要求6所述的离合器装置(K)，其特征在于，在第三轴(W3)与连接轴(WV)之间设置滑动轴承(GL)。
13.按照上述权利要求1至5中任一项所述的离合器装置(K)，其特征在于，致动器(AK)通过电动机械式的装置构成。
14.按照上述权利要求1至5中任一项所述的离合器装置(K)，其特征在于，借助于换挡杆和变速叉或借助于换挡鼓和变速叉实现致动器(AK)的轴向运动向连接轴(WV)的传递。
15.按照权利要求8所述的离合器装置(K)，其特征在于，在连接轴(WV)的第一至第四轴向位置并且在连接轴的第五轴向位置第四爪齿(Z2-1)与第五爪齿(Z2-2)处于嵌接。
16.一种汽车的动力总成系统，包括按照权利要求1至15中任一项所述的离合器装置(K)和电机(EM)，该电机具有不可旋转的定子(S)和可旋转地支承的转子(R)，其中第一轴(W1)经由扭转减振器(TS)与驱动装置(VKM)扭转弹性地连接，其中第二轴(W2)与变速器(G)的一个轴不可相对旋转地或扭转弹性地连接，该变速器的轴构成通向变速器(G)的传动比变换部分(GT)的接口，并且电机(EM)的转子(R)与连接轴(WV)或与第三轴(W3)不可相对旋转地连接。
17.按照权利要求16所述的汽车的动力总成系统，其特征在于，离合器装置(K)是变速器(G)的构件。
18.一种汽车的变速器(G)，其包括按照权利要求1至15中任一项所述的离合器装置(K)和电机(EM)，该电机具有不可旋转的定子(S)和可旋转地支承的转子(R)，其中第一轴(W1)不可相对旋转地或扭转弹性地与变速器(G)的一个轴连接，该变速器的轴构成通向驱动装置(VKM)的接口，其中第二轴(W2)与变速器(G)的一个轴不可相对旋转地或扭转弹性地连接，该变速器的轴构成通向变速器(G)的传动比变换部分(GT)的接口，并且电机(EM)的转子(R)与连接轴(WV)或与第三轴(W3)不可相对旋转地连接。
19.按照权利要求18所述的汽车的变速器(G)，其特征在于，传动比变换部分(GT)具有多个切换元件，这些切换元件的选择性的操纵促成在变速器(G)的两个轴之间的传动比的改变，其中致动器(AK)为了第一离合器和第二离合器(K0、K1)的操纵与致动装置(AK-GT)处于有效连接，该致动装置对于操纵传动比变换部分(GT)的至少一个切换元件而言是必需的。
20.按照权利要求19所述的汽车的变速器(G)，其特征在于，致动器(AK)为了第一离合器、第二离合器和第三离合器(K0、K1；K2)的操纵与致动装置(AK-GT)处于有效连接。
21.一种汽车的变速器(G)，包括按照权利要求1至4中任一项所述的离合器装置(K)，其特征在于，第一轴(W1)与第一变速器轴(GW1)不可相对旋转地连接，第二轴(W2)与第二变速器轴(GW2)不可相对旋转地连接，并且连接轴(WV)与第三变速器轴(GW3)不可相对旋转地连接。
22.一种汽车的变速器(G)，包括按照权利要求6至12中任一项所述的离合器装置(K)，其特征在于，第一轴(W1)与第一变速器轴(GW1)不可相对旋转地连接，第二轴(W2)与第二变速器轴(GW2)不可相对旋转地连接，并且第三轴(W3)与第三变速器轴(GW3)不可相对旋转地连接。
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