CN107690537A - 用于传递扭矩的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于传递扭矩的装置，包括泵轮和涡轮，所述泵轮和涡轮在共同转动轴线上轴向错开地布置，其中，泵轮和涡轮借助流体液力地相互耦合。第一摩擦元件扭矩锁合地安置在泵轮上，并且第二摩擦元件扭矩锁合地安置在涡轮上，其中，摩擦元件为此设置用于在轴向上相互挤压，以便产生摩擦锁合。在此，摩擦元件中的一个可轴向运动地安置在其配属的轮上。

Description

用于传递扭矩的装置
技术领域
本发明涉及一种用于传递扭矩的装置。本发明尤其涉及一种具有集成的跨接离合器的液力变扭器。该液力变扭器包括泵轮和涡轮，所述泵轮和涡轮绕着共同转动轴线以能转动的方式被支承。两个轮借助流体液力地相互耦合，使得当这两个轮以不同的转速绕着转动轴线转动时，能够传递扭矩。为了避免流动损失，能够使用跨接离合器，该跨接离合器在较高的转速时闭合并且能够使泵轮和涡轮之间的转速差减小到零。
背景技术
在一个实施方式中，跨接离合器与液力变扭器集成地实施，其中，第一摩擦元件构造在泵轮上并且第二摩擦元件构造在涡轮上。用于使摩擦元件相互挤压的轴向按压力能够使用流体，所述流体在离心力的影响下在摩擦元件的区域中形成液压压力。
与泵轮或者说涡轮集成地实施的摩擦元件通常具有小的壁厚，并且因此在相互紧贴方面是不利的。在摩擦元件之间的轴向按压压力由此会是不均匀的，因此能够产生局部按压力过度升高。摩擦元件会在该区域过度发热，这会引起摩擦衬片提高的磨损或持久的变形。此外，流体会在该区域中被强烈地热负载，由此同样会损害流体。
发明内容
本发明基于下述任务，提供改进的用于传递扭矩的装置，该装置至少克服例如这些缺点。本发明借助具有独立权利要求的特征的用于传递扭矩的装置解决该任务。从属权利要求又给出优选的实施方式。
用于传递扭矩的装置包括泵轮和涡轮，所述泵轮和涡轮在共同转动轴线上轴向错开地布置，其中，泵轮和涡轮能够借助流体液力地相互耦合。第一摩擦元件扭矩锁合地安置在泵轮上，并且第二摩擦元件扭矩锁合地安置在涡轮上，其中，摩擦元件为此设置用于在轴向上相互挤压，以便产生摩擦锁合。在此，摩擦元件中的一个可轴向运动地安置在其配属的轮上。
可轴向运动的摩擦元件尤其能够实施为摩擦片。摩擦元件能够与其配属的轮无关地定尺寸或者说实施，使得例如能够更好地这样选择刚度或材料厚度：使得能够均匀地产生在一个摩擦元件和另一摩擦元件之间的摩擦锁合。到所述摩擦元件上的轴向压力能够由此更好地分布在绕着转动轴线的周向上。同样，在摩擦元件之间的摩擦锁合能够由此更好地分布在所述的周向上，使得摩擦元件能够具有改善的耐久性。此外，能够改善通过摩擦元件构成的跨接离合器的打开特性和闭合特性。在此，在摩擦元件之间的摩擦接触面能够平面地、锥面地或球面地实施。因此，可轴向运动的摩擦元件能够更好地匹配泵轮的或涡轮的形状。
此外优选地，所述装置包括弹性的轴向按压元件，所述按压元件安置在可轴向运动的摩擦元件和其配属的轮之间。在一个实施方式中，按压元件本身能够在轴向上弹性变形。例如，按压元件能够具有绕着转动轴线环绕的具有L形横截面的板材。在另一实施方式中，轴向按压元件例如能够相对于环绕的板材支撑，该板材与配属的轮固定地连接。在这种情况中，按压元件例如可以实施为O形圈。O形圈能够在径向方向上保持在环绕的板材的轴向槽中。
优选地，按压元件为此设置成：在绕着转动轴线环绕的线接触部上，贴靠在可轴向运动的摩擦元件上。在此也称按压点，所述按压点优选地实施为环绕的线接触部。由此能够改善按压元件的在轴向上作用到摩擦元件上的力在径向方向上的分布。
在另一实施方式中也能够设置多个径向错开的、绕着转动轴线环绕的线接触部。例如能够设置具有不同半径的两个线接触部。在此，能够有利的是，不同地构型线接触部的轴向高度。优选地，位于径向外部的线接触部相比较于位于在径向上更内部的线接触部在轴向上更靠近另一摩擦元件。由此，按压元件到摩擦元件上的按压力还能够更好地分布。
在另一实施方式中，轴向按压元件成型为，使得线接触部随着在摩擦元件之间提高的轴向按压力在径向上向外移动。为此，轴向按压元件包括绕着转动轴线环绕的具有径向区段的板材，其中，所述径向区段在轴向上弹性地实施。此外，该径向区段成型为，使得在该径向区段和可轴向运动的摩擦元件之间得到线接触部。径向区段随着提高的按压力这样变形：使得线接触部在径向上向外移动。尤其，包括摩擦元件的跨接离合器的闭合能够因此更稳定地或更无冲击地进行。
优选地，借助齿部在可运动的摩擦元件和其配属的轮之间产生扭矩锁合。该齿部能够替代地在径向上或在轴向上实施。在好的扭矩锁合中同时能够确保摩擦元件在径向上的可运动性。
在另一优选实施方式中，按压元件扭矩锁合地安置在其配属的轮上，并且可运动的摩擦元件和轮之间的扭矩锁合通过按压元件进行。在摩擦元件和按压元件之间能够有齿部这样作用：使得泵轮或涡轮不必设有齿部。由此，泵轮或者说涡轮的结构、构造和装配能够不受跨接离合器的设计的影响。在另一实施方式中，在可运动的摩擦元件和轮之间的扭矩锁合也能够通过另一元件进行，该元件优选地与轮扭矩锁合地连接。
按压元件能够扭矩锁合地安置在其配属的轮上并且成型为，使得该按压元件还满足在所述装置上的另一功能。这种功能例如能够包括接收或支撑下述弹性元件，通过该弹性元件能够导入或导出扭矩。该弹性元件尤其能够包括柱状弹簧或弧形弹簧。
此外优选的是，在所述摩擦元件的至少一个上设置有摩擦衬片。因此能够改善该摩擦元件的摩擦特性或磨损特性。
此外优选的是，所述装置设置用于在液浴中运转。液体尤其能够包括下述流体，所述流体也能够用于使泵轮与涡轮液力地耦合。
附图说明
现在参照附图更详细地说明本发明，其中示出：
图1液力变扭器；和
图2-10在图1的变扭器上集成的轴向跨接离合器的示例性实施方式。
具体实施方式
图1示出液力变扭器100。在此，在图1A中示出穿过变扭器100的半截面，并且图1B示出图1的变扭器100的细节。
变扭器100具有转动轴线105，绕着该转动轴线，泵轮110和涡轮115以能转动的方式轴向错开地布置。以下泵轮110和涡轮115概括地称作轮110、115。在轮110、115之间的区域中能够引入流体120，以便产生所述轮110、115的液力耦合。为了引导流体120能够设置另外的元件，所述另外的元件仅仅示例性地在图1A中示出，然而在这里不进一步讨论。
与轮110、115集成地构造跨接离合器125，该跨接离合器设置用于形成摩擦锁合，以便减少在泵轮110和涡轮115之间的转速差。在此优选地，当轮110、115，并且在此尤其是泵轮110以足够高的转速绕着转动轴线105转动时，那么跨接离合器125才作用。优选地，跨接离合器125布置在下述区域的径向外侧，在该区域中流体120在泵轮110和涡轮115之间交换，用于传递扭矩。优选地，跨接离合器125流体密封地布置在壳体130和涡轮115之间，所述壳体由泵轮110从径向上向内延伸。在这个空间中流体120能够在较高的转速时聚集，然后，该流体施加液压压力到跨接离合器125上，以便闭合该跨接离合器。
跨接离合器125包括：第一摩擦元件135，该第一摩擦元件配属于泵轮110并且与该泵轮扭矩锁合地连接；和第二摩擦元件140，该第二摩擦元件配属于涡轮115并且与该涡轮扭矩锁合地连接。在所示的实施方式中，第一摩擦元件135与泵轮110集成地实施。在另一实施方式中，第一摩擦元件135能够集成地实施。第二摩擦元件140分立地实施，并且在所示的实施方式中借助齿部145与涡轮115扭矩锁合地耦合。优选地，在摩擦元件135、140中的一个上设置有摩擦衬片150。轴向按压元件155设置用于使第二摩擦元件140在轴向上压向第一摩擦元件135。在摩擦元件135和140之间的摩擦接触面160能够在不同的实施方式中平面地、锥面地或球面地实施。在当前实施方式中，摩擦接触面160是平面的并且在绕着转动轴线105的旋转平面内延伸。在径向方向上，摩擦接触面160在内半径165和外半径170之间限界。优选地，在按压元件155和第二摩擦元件140之间的按压点175位于半径180上，该半径位于摩擦接触面160的半径165和170之间。在此进一步优选地，按压点175在绕着转动轴线105的周向上圆形地构造，从而得到环绕的线接触部。按压元件155在轴向方向上相对于涡轮115被支撑，为此，在当前的实施方式中，示例性地已选择焊接连接。在此，按压元件155的弹性按压力通过按压元件155的轴向弹性可变形性实现。在另外的实施方式中也能够使用仅仅在轴向上作用的弹性按压元件155，该弹性按压元件相对于刚性的或弹性元件被支撑，该刚性的或弹性元件安置在涡轮115上。所述按压元件155例如能够包括O形圈，该O形圈保持在构造在保持元件上的槽中，该保持元件在一个实施方式中基本上具有在图1B中所示的按压元件155的形状。
图1的跨接离合器125的基本工作方式能够以多种方式变化。第一摩擦元件135尤其能够代替第二摩擦元件140可轴向运动地实施。另外的变型参照以下图2到10简要地阐述。在此要注意：单独介绍的特征原则上能够相互地并且与其它的上述实施例结合。
在图2中示出的实施方式基本上相应于图1B的实施方式。通过放大的示图和放弃一些附图标记使细节更好地识别。
在图3的实施方式中，摩擦接触面160在横截面中相对于转动轴线105倾斜，使得该摩擦接触面总体呈现截锥形状。然而，在第二摩擦元件140上的齿部145在所示的实施方式中如在图2的实施方式中那样仅仅在径向方向上延伸。
在图4的实施方式中，代替图1到3的实施方式的按压元件155设置具有类似形状的支撑元件405。在轴向上在支撑元件405和第二摩擦元件140之间设置有按压元件155，该按压元件例如能够包括橡胶产品或弹性体产品。支撑元件405能够具有绕着转动轴线105环绕的用于固定按压元件155的槽。在径向方向上，按压元件155在摩擦接触面160的半径165和170之间延伸，如在图1B中所示的那样。然而，相比较于之前所述的实施方式，按压元件155能够更宽地构型，由此能够引起到第二摩擦元件140上的轴向按压力更均匀的分布。此外，能够通过更宽的按压元件155改善在涡轮115和第二摩擦元件140之间的流体密封性。
在图5的实施方式中，在按压元件155和第二摩擦元件140之间设置有两个按压点175。这两个按压点175是径向错开的，并且优选地，两者落到半径165和170之间的区域中。在此，位于在径向上更外部的按压点175能够比位于在径向上更内部的按压点在轴向上更靠近第二摩擦元件140。所示出的按压点175又构成线接触部，该线接触部绕着转动轴线105环绕。在另外的实施方式中也能够有三个或更多个按压点175。在另一实施方式中也还能够这样构型按压元件155，使得按压点175随着按压元件155的提高的轴向负载在径向上移动。然而在此，所述按压点应当保持在半径165和170之间的区域中。
在图6的实施方式中，扭矩在涡轮115和第二摩擦元件140之间的传递通过支撑元件405进行。为此，在第二摩擦元件140和支撑元件405之间设置有齿部145。仅仅示范性地，所述齿部145位于摩擦接触面160的径向外部。在另外的实施方式中，扭矩也能够替代地或附加地被按压元件155引导。
图7示出另一实施方式，在该实施方式中，扭矩没有直接地在第二摩擦元件140和涡轮115之间传递。然而在这里，所述齿部145不同于在图6的实施方式而设置在摩擦接触面160的径向内部。
在图8的实施方式中，按压元件155这样成型，使得该按压元件还能够实施另一功能。在所示的实施方式中，尤其有利于径向保持和/或扭矩传递到弹性元件805上，该弹性元件作用在绕着转动轴线105的周向上。弹性元件805能够包括柱状弹簧或弧形弹簧并且用于扭矩的耦合或脱耦。
图9和10示出下述实施方式，在所述实施方式中第一摩擦元件135代替第二摩擦元件140可轴向运动地实施。在此，第一摩擦元件135通过附加的与泵轮110的连接，例如通过所示的齿部145或也例如楔紧、焊接或其它连接，传递通过第二摩擦元件140导入的扭矩的至少一部分。
附图标记列表
100 用于传递扭矩的装置
105 转动轴线
110 泵轮
115 涡轮
120 流体
125 跨接离合器
130 壳体
135 第一摩擦元件
140 第二摩擦元件
145 齿部
150 摩擦衬片
155 按压元件
160 摩擦接触面
165 内半径
170 外半径
175 按压点/线接触部
180 半径
405 支撑元件
805 弹性元件

Claims (10)

1.用于传递扭矩的装置(100)，具有：
-泵轮(110)和涡轮(115)，所述泵轮和所述涡轮在共同转动轴线(105)上在轴向上错开地布置，
-其中，所述泵轮(110)和所述涡轮(115)能够借助流体(120)液力地相互耦合；
-第一摩擦元件(135)，所述第一摩擦元件扭矩锁合地安置在所述泵轮(110)上；
-第二摩擦元件(140)，所述第二摩擦元件扭矩锁合地安置在所述涡轮(115)上；
-其中，所述摩擦元件(135、140)设置用于在轴向上相互挤压，
以便产生摩擦锁合；
其特征在于，
-所述摩擦元件(135、140)中的一个可轴向运动地安置在给该摩擦元件配属的轮(110、115)上。
2.按照权利要求1所述的装置(100)，还包括弹性的轴向按压元件(155)，所述按压元件安置在可轴向运动的所述摩擦元件(135、140)和给该摩擦元件配属的轮(110、115)之间。
3.按照权利要求2所述的装置(100)，其中，所述按压元件(155)设置成：在绕着所述转动轴线(105)环绕的线接触部(175)上，贴靠在可轴向运动的所述摩擦元件(135、140)上。
4.按照权利要求3所述的装置(100)，其中，设置多个径向错开的、绕着所述转动轴线(105)环绕的所述线接触部(175)。
5.按照权利要求3或4所述的装置(100)，其中，轴向的按压元件(155)成型为，使得所述线接触部(175)随着在所述摩擦元件(135、140)之间的轴向按压力的提高而在径向上向外移动。
6.按照前述权利要求中任一项所述的装置(100)，其中，借助齿部(145)在可运动的所述摩擦元件(135、140)和给该摩擦元件配属的轮(110、115)之间产生扭矩锁合。
7.按照权利要求2到6中任一项所述的装置(100)，其中，所述按压元件(155)扭矩锁合地安置在给该按压元件配属的轮(110、115)上，并且在可运动的摩擦元件(135、140)和所述轮(110、115)之间的扭矩锁合通过所述按压元件(155)进行。
8.按照前述权利要求中任一项所述的装置(100)，其中，所述按压元件(155)扭矩锁合地安置在给该按压元件配属的轮(110、115)上并且成型为，使得所述按压元件还满足在所述装置(100)上的另一功能。
9.按照前述权利要求中任一项所述的装置(100)，其中，在所述摩擦元件(135、140)中的一个上设置有摩擦衬片(150)。
10.按照前述权利要求中任一项所述的装置(100)，其中，所述装置(100)设置用于在液浴中运转。
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