CN109790881B - 离合器系统以及用于该离合器系统的致动单元 - Google Patents

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Abstract

用于机动车辆传动系的离合器系统的致动单元(3)，包括：‑安装在所述离合器系统的输入轴上的驱动板(4)；‑用于致动所述离合器系统的离合器(2)的离合器活塞(15)；‑限定补偿腔室(17)的补偿腔室板(16)；其中，所述离合器活塞(15)将位于所述驱动板(4)和所述离合器活塞(15)之间的压力室(18)从位于所述离合器活塞(15)和所述补偿腔室板(16)之间的所述补偿腔室(17)分开，所述压力室(18)包含用于液压致动所述离合器活塞(15)的液压流体，并且所述补偿腔室(17)被布置为补偿在所述离合器活塞(15)上的离心力压力，由此所述补偿腔室板(16)固定连接于所述驱动板(4)。

Description

离合器系统以及用于该离合器系统的致动单元
本发明涉及一种用于机动车辆辆传动系的离合器系统的致动单元。
在WO 2008/138506中描述了一种已知的离合器系统的示例，其公开了一种用于安装在驱动单元和两个变速器之间的机动车辆传动系中的双离合器布置。每个离合器由液压致动器的至少一个活塞致动。这种离合器布置的致动单元包括驱动板、离合器活塞以及补偿腔室板，驱动板安装在所述离合器系统的输入轴上，离合器活塞被布置为致动所述离合器系统的离合器，补偿腔室板限定出补偿腔室。所述离合器活塞将所述驱动板和所述离合器活塞之间的压力室从所述离合器活塞和所述补偿腔室板之间的所述补偿腔室分开，所述压力室包含用于液压致动所述离合器活塞的液压流体，并且所述补偿腔室被布置为补偿所述离合器活塞上的离心力压力。
用于这种现有技术的离合器系统的致动单元的缺点在于其在机动车辆传动系内占据了相当大的空间。
本发明的一个目的是减轻上述问题。特别地，本发明旨在提供一种用于机动车辆传动系的离合器系统的相对紧凑的致动单元。
为此目的，提供一种用于机动车辆传动系的离合器系统的致动单元，包括：
-安装在所述离合器系统的输入轴上的驱动板；
-布置用于致动所述离合器系统的离合器的离合器活塞；
-限定补偿腔室的补偿腔室板；
其中所述离合器活塞将在所述驱动板和所述离合器活塞之间的压力室从在所述离合器活塞和所述补偿腔室板之间的所述补偿腔室分开，所述压力室包含用于液压致动所述离合器活塞的液压流体，并且所述补偿腔室被布置为补偿所述离合器活塞上的离心力压力，其特征为，所述补偿腔室板固定地连接到所述驱动板。
通过将所述补偿腔室板固定到所述驱动板而不是如现有技术系统中的情况那样将其固定到离合器系统的输入轴上，补偿腔室板经受输入轴的相同旋转运动，该旋转运动经由驱动板传递到补偿腔室板。因此可以省略补偿腔室板和离合器系统的输入轴之间的连接件，这为离合器系统节省了空间并且提供了更紧凑的致动单元。
在优选实施例中，所述补偿腔室板的圆筒形壁可以包括至少两个突出的固定元件,这些固定元件被布置为例如经由螺栓固定地连接到所述驱动板，从而提供易于构建的牢固联接。这些固定元件可以从所述补偿腔室板的所述圆筒形壁径向突出或者轴向突出。
在一个更优选的实施例中，所述驱动板可以包括一组至少两个接纳槽，这些接纳槽各自布置为接纳所述至少两个突出固定元件中的一个，所述至少两个突出固定元件可以例如是从所述补偿腔室板的所述圆筒形壁轴向突出的固定元件。这种联接件确保了从所述驱动板到所述补偿腔室板的可靠的旋转运动传递，因为其将补偿腔室板旋转锁定到驱动板。
所述补偿腔室板可以优选地焊接到所述驱动板上，提供易于实现但又牢固的联接。或者，可以使用诸如铆接连接、螺栓连接或卡环连接之类的本领域技术人员已知的其它联接。
在一个有利的实施例中，所述离合器活塞可包括至少两个槽，所述补偿腔室板的所述至少两个突出固定元件中的一个延伸通过所述槽。这是将补偿腔室板连接到驱动板的最短的、且因此最便宜的方式，同时提供离合器活塞到补偿腔室板以及驱动板的旋转锁定。替代地，补偿腔室板的突出元件能够有可能地经由这种径向边缘中的凹口绕过离合器活塞的径向边缘。
优选地，用于离合器系统的致动单元还包括预加载元件，该预加载元件被布置为将所述离合器活塞预加载到预定位置，例如预加载到非致动位置，其中，所述预加载元件位于所述补偿腔室内，从而形成相对紧凑的致动系统。所述预加载元件也可以放置在所述补偿腔室外部的任何合适的位置，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。
所述预加载元件可以优选地被固定连接到所述离合器活塞和所述补偿腔室板，以避免所述预加载元件相对于所述离合器活塞和/或所述补偿腔室板旋转。替代地，所述预加载元件相对于所述离合器活塞和/或所述补偿腔室板的所述旋转也可以通过将所述预加载元件固定地连接在所述离合器活塞和/或所述补偿腔室板的旋转中心或旋转轴上来阻止。
在有利的实施例中，所述预加载元件可包括碟簧。如本领域技术人员所知，碟簧是用于此应用场合的足够但简单且易于构建的预加载元件。替代地，在更有利的实施例中，所述预加载元件可包括弹簧组，所述弹簧组包括布置在第一环形元件和第二环形元件之间的多个弹簧。在活塞运动期间，弹簧组相对容易定位以及径向保持就位。
在优选实施例中，所述弹簧组的所述第一环形元件和所述第二环形元件各自可包括至少一个凹口，所述凹口被布置为接纳相应定位元件，该定位元件在所述补偿腔室板上和在所述离合器活塞上位于所述补偿腔室内。这种相应的定位元件可以例如是在所述离合器活塞上和所述补偿腔室板上的诸如凸起之类的突出元件，其配合到弹簧组的环形元件上的相应凹口中。凹凸连接(bump-notch connection)占据相对较小的空间并且相对容易组装。或者，弹簧组的所述第一环形元件和/或所述第二环形元件可包括螺栓接纳孔，以将弹簧组连接到补偿腔室板和/或离合器活塞。
本发明的另一方面提供了一种的机动车辆传动系的离合器系统，该离合器系统包括至少一个离合器，其中，所述离合器可由根据前述权利要求中任一项所述的致动单元致动。这种离合器系统可以提供一个或多个上述优点。
在优选实施例中，离合器系统可包括固定地连接到所述驱动板的离合器承载件。以这种方式，来自离合器系统的输入轴的扭矩经由驱动板传递到离合器承载件，承载所述至少一个离合器的一部分。如果所述离合器处于闭合位置，则所接纳的扭矩可以进一步传递到离合器毂部和内部主变速器输入轴。如果所述离合器处于打开位置，则朝向所述离合器毂部的扭矩传递被中断。
所述驱动板可优选地设有一组至少两个槽，这些槽被布置为接纳来自所述离合器承载件的突出元件。所述至少两个槽提供离合器承载件到驱动板的旋转锁定。或者，所述驱动板可包括突出元件，所述突出元件可接纳在所述离合器承载件中的相应槽中。也可以使用其它连接件，例如，来自驱动板或离合器承载件中的一个的突出元件，该突出元件接纳在所述离合器承载件和所述驱动板中的另一个上的相应沟槽中，或者例如在所述驱动板和所述离合器承载件之间的焊接连接，如对于本领域技术人员来说是显而易见的那样。
更优选地，来自所述离合器承载件的所述突出元件被布置为夹紧位于所述驱动板上的弹性挡圈，从而在所述驱动板和所述离合器承载件之间提供特别牢固的联接件。替代地，来自所述离合器承载件的所述突出元件可焊接到所述驱动板上。
在最优选的实施例中，根据本发明的离合器系统还可包括行星齿轮组，该行星齿轮组包括齿圈、太阳齿轮和由行星齿轮架支承的至少一个行星齿轮，该行星齿轮组允许将两个输入扭矩以一定比率组合并传递到单个输出扭矩。
在一个有利的实施例中，所述行星齿轮架可包括两个承载板元件，所述至少一个行星齿轮位于在这两个承载板元件之间。以这种方式，可以为所述行星齿轮提供足够的支承。
在更有利和创新性的实施例中，所述行星齿轮架的所述两个承载板元件中的至少一个可包括连接元件，以将所述行星齿轮架连接到例如外主轴，其中，所述连接元件和所述行星齿轮架的所述两个承载板元件中的一个可由单件材料制成，例如由钢制成，例如由深冲钢(deep-drawn steel)制成，导致将所述行星齿轮架连接到例如外主轴的相对牢固的方式。
优选地，所述行星齿轮组位于由所述驱动板和所述离合器承载件所限定的空间内。以这种方式，可以设置相对紧凑的离合器系统。替代地，行星齿轮组也可以定位在所述空间外部，如对于本领域技术人员来说是显而易见的那样。
所述行星齿轮组的所述齿圈可优选地与所述离合器承载件固定地连接，以便将来自离合器的输入轴的扭矩经由所述驱动板和所述离合器承载件传输到所述齿圈，这形成行星齿轮组的两个输入中的一个，另一个输入例如是可连接到例如机动车辆的制动系统的太阳轮。
在从属权利要求中表示了其它有利实施例。
将基于附图所示的示例性实施例对本发明作进一步阐述。示例性实施例通过非限制性说明给出。
图1示出了根据本发明的一个方面的离合器系统的示例性实施例的一半的示意性剖视图；
图2示出了用于图1的离合器系统的致动单元的优选实施例的示意性剖切立体图；
图3a和3b分别示出了图2的致动单元的离合器活塞和补偿腔室板的立体图；
图3c示出了用于图1的离合器系统的致动单元的替代实施例的示意性剖切立体图；
图4示出了图2的致动单元内部的立体平面图；
图5a和5b示出了图1的离合器系统中的行星齿轮架的优选实施例的立体图；
图6示出了包括行星齿轮的图5的行星齿轮架的立体图。
应当注意的是，附图仅是以非限制性示例的方式给出的本发明实施例的示意性表示。在图中，相同或相应的部分用相同的附图标记表示。
图1示出了穿过了根据本发明的一个方面的机动车辆传动系的离合器系统的示例性实施例的一半的示意性剖视图；用于安装在驱动单元和变速器之间的机动车辆传动系的离合器系统包括可以联接到驱动单元的输入轴1，例如联接到内燃机，该离合器系统可以是例如双离合器变速器或多离合器变速器、无级变速器或动力换档变速器。离合器系统包括至少一个离合器2，其中，所述离合器2可由致动单元3致动。该至少一个离合器2优选地是湿式多片离合器类型。驱动板4安装在所述离合器系统的输入轴1上，并且布置为将扭矩从所述输入轴1传递到固定地连接于所述驱动板4的离合器承载件5。所述离合器承载件5连接到所述离合器2的外板6。当所述离合器2处于打开位置时，进一步的扭矩传递被中断。然而，当所述离合器2处于闭合位置时，即当离合器2的外板6与所述离合器的内板7摩擦接触时，来自输入轴1的扭矩经由所述驱动板4和所述离合器承载件5而被传递到离合器毂部8，离合器毂部8连接到所述离合器2的所述内板7。离合器毂部8连接到例如内主轴9的第一输出轴，该内主轴可连接到机动车辆传动系的变速器。
图1中的离合器系统的示例性实施例还包括行星齿轮组，该行星齿轮组包括齿圈10、太阳齿轮11和由行星齿轮架13支承的至少一个行星齿轮12。在该实施例中，所述行星齿轮组位于由所述驱动板4和所述离合器承载件5所限定的空间内。所述行星齿轮组的齿圈10与所述离合器承载件5固定地连接，并且被布置为以一定比率将扭矩从所述离合器承载件5传输到所述行星齿轮12。太阳齿轮11可例如联接到制动系统(未示出)。行星齿轮架13可例如连接到外主轴14，该外主轴14可连接到机动车辆传动系的变速器。
图2示出了用于图1的离合器系统的致动单元3的优选实施例的示意性剖切立体图；这种致动单元3包括：安装在所述离合器系统的输入轴1上的驱动板4，被布置来致动所述离合器系统的离合器2的离合器活塞15，以及限定了补偿腔室17的补偿腔室板16。所述离合器活塞15将所述驱动板4和所述离合器活塞15之间的压力室18从所述离合器活塞15和所述补偿腔室板16之间的所述补偿腔室17分开。所述压力室18包含用于液压致动所述离合器活塞15的液压流体，并且所述补偿腔室17被布置为补偿所述离合器活塞15上的离心力压力。在一种创新方式中，所述补偿腔室板16固定地连接到所述驱动板4。这可以通过各种方式完成。例如，在示出了图2的致动单元3的补偿腔室板16的立体图的图3b中，所述补偿腔室板16的圆筒形壁19可包括至少两个、在这种情况下为六个的突出的固定元件20，这些固定元件20布置为固定地连接到所述驱动板4。所述驱动板4可包括成组的至少两个接纳槽21，该接纳槽21各自被布置为接纳所述至少两个突出固定元件20中的一个。如可从示出了图2的致动单元3的离合器活塞15的立体图的图3a中看到的，所述离合器活塞15可包括至少两个槽22，所述补偿腔室板16的所述至少两个突出固定元件20中的一个可延伸通过所述槽22。在图2和3b的情况下，固定元件20是轴向突出的元件20，但是替代地，径向突出的固定元件也是可能的，如在示出了用于图1的离合器系统的致动单元的替代实施例的示意性剖视立体图的图3c中所示的。在后一种情况下，所述离合器活塞15中的槽22可以是稍微更大的孔，在该孔中配合有径向突出的固定元件20，并且驱动板4不需要包括所述接纳槽21。在如图2和3b中的轴向突出的固定元件20或如图3c中的径向突出的固定元件20的这两种情况下，所述补偿腔室板16可例如焊接到所述驱动板4上，例如激光焊接，或者通过任何其它已知的连接装置固定地连接到它，例如如图3c所示的螺栓连接或铆接。图2和3c的驱动板4还设置有成组的至少两个槽23，槽23被布置为各自接纳来自所述离合器承载件5的突出元件24。所述成组的槽23从可选的接纳槽21径向向外定位，所述接纳槽21布置为接纳来自补偿腔室板16的所述至少两个突出的固定元件20中的一个。来自所述离合器承载件5的所述突出元件24可布置为夹在位于所述驱动板4上的弹性挡圈25上。
图4示出了图2的致动单元3内部的立体平面图。致动单元还可包括预加载元件26，该预加载元件被布置为将所述离合器活塞15预加载到预定位置，例如预加载到非致动位置，其中，所述预加载元件26位于所述补偿腔室17内。所述预加载元件26可以固定地连接到所述离合器活塞15和所述补偿腔室板16(图4中未示出)。所述预加载元件26可例如包括碟簧，如图3c所示，或者可例如包括弹簧组，该弹簧组包括优选地为螺旋压缩弹簧的多个弹簧27，这些弹簧27布置在第一环形元件28和第二环形元件29之间，如图4所示。为了将弹簧组固定地连接到所述离合器活塞15和所述补偿腔室板16，所述弹簧组的所述第一环形元件28和所述第二环形元件29各自可包括至少一个凹口30，所述凹口被布置为接纳相应定位元件31，该定位元件31在所述补偿腔室板16上和所述离合器活塞15上位于所述补偿腔室17内(见图3a和3b)。替代地，弹簧组可以以其它已知方式固定到所述离合器活塞15和所述补偿腔室板16。或者，弹簧组可以不连接到所述离合器活塞15和所述补偿腔室板16，而是可仅牢固地保持在其位置上，例如，通过为所述环形元件提供可径向变形的突出部，以将弹簧组挤压到其位置上，如在US2015/0240887中所公开的。在又一替代实施例中，所述预加载元件26、特别是如图3c中的碟簧也可居中并且牢固地保持就位，尤其是径向地保持就位，围绕所述离合器活塞和/或所述补偿腔室板的旋转轴线，以便阻止所述预加载元件相对于所述离合器活塞和/或所述补偿腔室板的任何旋转和/或运动。
图5a和5b示出了图1的离合器系统中的行星齿轮架13的优选实施例的立体图，而图6示出了包括行星齿轮12的图5的行星齿轮架13的立体图。
所述行星齿轮架13可包括两个承载板元件13a和13b，所述至少一个行星齿轮12位于所述承载板元件之间。所述行星齿轮架13的所述两个承载板元件13a或13b中的至少一个包括连接元件32，以将所述行星齿轮架13连接到例如外主轴14，外主轴14可连接到机动车辆传动系的变速器。在图5中的行星齿轮架13的创造性实施例中，所述连接元件32和所述行星齿轮架13的所述两个承载板元件中的一个(在这种情况下为13a)由单件材料制成，例如钢，例如深冲钢或其它金属板。替代地，所述连接元件32可制成单独的部件并且焊接到所述两个承载板元件中的一个承载板元件13a上，这可以更容易生产，但是会导致比单个深冲元件较为不牢固的结构。
出于清楚和简明描述的目的，在此将特征描述为相同或单独实施例的一部分，然而，应当理解，本发明的范围可以包括具有所描述的全部或一些特征的组合的实施例。可以理解的是，除了其被描述为不同之处以外，所示实施例具有相同或相似的部件。
在权利要求中，括号内的任何参考符号不应解释为限制权利要求。“包括”一词不排除除了权利要求中所列出的之外的其它特征或步骤的存在。此外，词语“一”和“一个”不应被解释为限于“仅一个”，而是用于表示“至少一个”，并且不排除多个。在相互不同的权利要求中陈述某些手段的纯粹事实并不指示不能有利地使用这些手段的组合。
许多变体对于本领域技术人员而言是显而易见的。所有变体应当理解为包含在以下权利要求所限定的本发明的范围内。
附图标记列表：
1. 输入轴
2. 离合器
3. 致动单元
4. 驱动板
5. 离合器承载件
6. 外离合器板
7. 内离合器板
8. 离合器毂部
9. 内主轴
10. 齿圈
11. 太阳齿轮
12. 行星齿轮
13. 行星齿轮架
14. 外主轴
15. 离合器活塞
16. 补偿腔室板
17. 补偿腔室
18. 压力室
19. 16的圆筒形壁
20. 突出的固定元件
21. 驱动板4中的接纳槽
22. 离合器活塞15中的槽
23. 驱动板4中的槽(向外)
24. 5的突出元件
25. 弹性挡圈
26. 预加载元件
27. 弹簧
28. 第一环形元件
29. 第二环形元件
30. 凹口
31. 定位元件

Claims (20)

1.用于机动车辆传动系的离合器系统的致动单元(3)，所述致动单元(3)包括：
-安装在所述离合器系统的输入轴(1)上的驱动板(4)；
-用于致动所述离合器系统的离合器(2)的离合器活塞(15)；
-限定补偿腔室(17)的补偿腔室板(16)；
其中，所述离合器活塞(15)将位于所述驱动板(4)和所述离合器活塞(15)之间的压力室(18)从位于所述离合器活塞(15)和所述补偿腔室板(16)之间的所述补偿腔室(17)分开，所述压力室(18)包含用于液压致动所述离合器活塞(15)的液压流体，并且，所述补偿腔室(17)被布置为补偿所述离合器活塞(15)上的离心力压力，
其中，所述补偿腔室板(16)固定地连接到所述驱动板(4)，
其特征在于，所述补偿腔室板(16)的圆筒形壁包括被布置为固定地连接到所述驱动板(4)的至少两个突出的固定元件(20)，并且
其中，所述离合器活塞(15)包括至少两个槽(22)，所述补偿腔室板(16)的所述至少两个突出固定元件(20)中的一个延伸通过所述槽(22)。
2.根据权利要求1所述的致动单元(3)，其特征在于，所述驱动板(4)包括成组的至少两个接纳槽(21)，所述两个接纳槽各自被布置为接纳所述至少两个突出的固定元件20中的一个。
3.根据权利要求1所述的致动单元(3)，其特征在于，所述补偿腔室板(16)被焊接到所述驱动板(4)。
4.根据权利要求1所述的致动单元(3)，其特征在于，还包括预加载元件(26)，所述预加载元件(26)被布置为将所述离合器活塞(15)预加载到预定位置，其中，所述预加载元件(26)位于所述补偿腔室(17)内。
5.根据权利要求4所述的致动单元(3),其特征在于，所述预加载元件(26)被布置为将所述离合器活塞(15)预加载到非致动位置。
6.根据权利要求4所述的致动单元(3)，其特征在于，所述预加载元件(26)固定地连接到所述离合器活塞(15)和所述补偿腔室板(16)。
7.根据权利要求4所述的致动单元(3)，其特征在于，所述预加载元件(26)包括碟簧。
8.根据权利要求4所述的致动单元(3)，其特征在于，所述预加载元件(26)包括弹簧组，所述弹簧组包括被布置在第一环形元件(28)和第二环形元件(29)之间多个弹簧(27)。
9.根据权利要求8所述的致动单元(3)，其特征在于，所述弹簧组的所述第一环形元件(28)和所述第二环形元件(29)各自包括至少一个凹口(30)，所述凹口(30)被布置为接纳相应定位元件(31)，所述定位元件在所述补偿腔室板(16)上和所述离合器活塞(15)上位于所述补偿腔室(17)内。
10.包括至少一个离合器(2)的机动车辆传动系的离合器系统，其中，所述离合器(2)能由根据前述权利要求中任一项所述的致动单元(3)致动。
11.根据权利要求10所述的离合器系统，其特征在于，包括固定地连接到所述驱动板(4)的离合器承载件(5)。
12.根据权利要求11所述的离合器系统，其特征在于，所述驱动板(4)设置有成组的至少两个槽(23)，所述槽(23)被布置为各自接纳来自所述离合器承载件(5)的突出元件(24)。
13.根据权利要求12所述的离合器系统，其特征在于，来自所述离合器承载件(5)的所述突出元件(24)被布置为夹在位于所述驱动板(4)上的弹性挡圈(25)上。
14.根据权利要求10所述的离合器系统，其特征在于，还包括行星齿轮组，所述行星齿轮组包括齿圈(10)、太阳齿轮(11)和由行星齿轮架(13)支承的至少一个行星齿轮(12)。
15.根据权利要求14所述的离合器系统，其特征在于，所述行星齿轮架(13)包括两个承载板元件，所述至少一个行星齿轮位于所述两个承载板元件之间。
16.根据权利要求15所述的离合器系统，其特征在于，所述行星齿轮架(13)的所述两个承载板元件中的至少一个包括连接元件，以将所述行星齿轮架(13)连接到外主轴(14)，其中，所述连接元件和所述行星齿轮架(13)的所述两个承载板元件中的一个由单件材料制成。
17.根据权利要求16所述的离合器系统，其特征在于，所述连接元件和所述行星齿轮架(13)的所述两个承载板元件中的一个由单件的钢制成。
18.根据权利要求16所述的离合器系统，其特征在于，所述连接元件和所述行星齿轮架(13)的所述两个承载板元件中的一个由单件的深冲钢制成。
19.根据权利要求14所述的离合器系统，其特征在于，所述行星齿轮组位于由所述驱动板(4)和固定地连接到所述驱动板(4)的离合器承载件(5)限定的空间内。
20.根据权利要求14所述的离合器系统，其特征在于，所述行星齿轮组的齿圈(10)与固定地连接到所述驱动板(4)的离合器承载件(5)固定地连接。
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