CN110268177A - 用于双湿式离合器的输入盘支架、包括这种盘支架的离合器系统和机构以及混合动力传输链 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于双湿式离合器机构(18)的单件式输入盘支架(34)，包括：用于引导轴承(38)的圆柱形引导支承表面(36)，用于引导输入盘支架(34)围绕输入盘支架(34)的参考轴线(100)旋转；第一离合器区域(42)，其包括径向地面向参考轴线(100)并且位于与参考轴线(100)相距第一径向距离的第一组轴向引导输入齿(46)；以及第二离合器区域(44)，其包括径向地面向参考轴线(100)并且位于与参考轴线(100)相距第二径向距离的第二组轴向引导输入齿(58)，所述第二径向距离比第一距离更短。输入盘支架(34)还包括环形齿轮(88)。

Description

用于双湿式离合器的输入盘支架、包括这种盘支架的离合器 系统和机构以及混合动力传输链
技术领域
本发明涉及一种用于混合动力系的双湿式离合器。它还涉及一种用于这种双湿式离合器的输入盘支架。
背景技术
文献US2015083546描述了一种混合动力驱动装置，包括内燃机和离合器系统，该离合器系统包括双湿式离合器和可逆电机，该可逆电机的转子固定到双湿式离合器的输入盘支架并且由定子包围。这种架构需要大直径的电机，其特别昂贵并且至少其转子位于包含双湿式离合器的油底壳内。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的缺点并提出允许电机和双湿式离合器之间的限制较少的连接的装置，例如使得可以使用小直径电机或与双湿式离合器不同轴的电机。
为此，本发明的第一方面提出了一种用于双湿式离合器机构的单件式输入盘支架，包括用于轴承的引导圆柱形支承表面，用于引导输入盘支架围绕输入盘支架的参考轴线旋转，第一离合器区域，其包括径向地面向参考轴线并且位于与参考轴线相距第一径向距离的第一组轴向引导输入齿，第二离合器区域，其包括径向地面向参考轴线并且位于与参考轴线相距比第一距离更短的第二径向距离的第二组轴向引导输入齿，其特征在于，所述输入盘支架还包括环形齿轮，其包括沿周向分布的啮合齿。环形齿轮旨在与小齿轮、齿形带或链条啮合，用于与电机连接，因此电机可以偏离输入盘支架的参考轴线。因此可以设想一种电机，其旋转轴线平行于参考轴线并且与参考轴线相距一定距离，或者可以设想一种电机，其旋转轴线不平行于参考轴线，例如位于垂直于参考轴线的平面内。
优选地，径向地位于第二离合器区域外侧的第一离合器区域与第二离合器区域重叠。
在实践中，并且根据一优选实施例，环形齿轮包括连续材料环，其上装有一组齿。根据一实施例，齿旨在与小齿轮啮合。根据另一实施例，齿能够与齿形带啮合。根据另一实施例，齿能够与链条啮合。
根据一实施例，齿是直切(正)齿轮齿。可替代地，根据优选实施例，环形齿轮具有螺旋齿轮齿。这种齿具有不是非常嘈杂的显著优点。
根据一实施例，环形齿轮的啮合齿相对于参考轴线径向向外。这种布置在环形齿轮和电机之间的连接定位方面提供了很大的自由度。然而，具有径向地面向参考轴线的齿的相反布置同样是可能的。
根据一实施例，环形齿轮径向地位于第一离合器区域的外侧并且径向向外。该环可以特别地轴向重叠第一离合器区域，并且在适用的情况下是第二离合器区域。当在输入盘支架和离合器控制之间没有很大的轴向可用空间时，这种布置将是优选的。
根据另一实施例，环形齿轮相对于第一离合器区域轴向偏移。更具体地，为了增加径向方向的紧凑性，环形齿轮与第一离合器区域没有轴向重叠。环形齿轮的直径则不依赖于第一离合器区域的直径。优选地，环形齿轮也不与第二离合器区域轴向重叠。
优选地，啮合齿具有比第一离合器区域更靠近参考轴线的自由端。
优选地，环形齿轮可以特别地位于第一离合器区域和第二离合器区域之间。
根据一实施例，输入盘支架具有至少从引导支承表面径向延伸到第一离合器区域的横向壁，环形齿轮位于横向壁的与第一离合器区域及第二离合器区域相对的一侧。在实践中，横向壁包括一个或多个第一开口，用于插入第一力传递构件的凸耳，用于控制位于第一离合器区域中的离合器盘，以及一个或多个第二开口，用于插入第二力传递构件的凸耳，用于控制位于第二离合器区域中的离合器盘。
在实践中，输入盘支架包括连接横向壁和环形齿轮的连接臂。连接臂可以围绕输入盘支架的参考轴线分布并形成开口。这些开口在适用的情况下允许第一力传递构件的凸耳通过，并且在适用的情况下允许第二力传递构件的凸耳通过。连接臂可具有肋和/或加强件。这些肋或加强件在适用的情况下允许传输由电机提供的非常高的扭矩。
引导支承表面可径向地面向外侧，但优选径向地面向内侧。
根据本发明的另一方面，本发明涉及一种子组件，该子组件由输入盘支架和通过任何其它方式收缩配合或固定到引导支承表面上的旋转引导轴承构成。引导轴承尤其可以是滚动接触轴承，例如角接触球轴承。对于某些应用，可能有利的是选择能够承受双向轴向载荷的滚动轴承，例如深沟球轴承。如果环形齿轮的齿是螺旋齿轮齿，则尤其如此。
根据本发明的另一方面，本发明涉及一种双湿式离合器机构，包括：
-如上所述的输入盘支架，
-输入凸缘，其与输入盘支架一起旋转，
-第一输出凸缘，其包括第一组轴向引导输出齿和第一接口，所述第一组轴向引导输出齿位于面向第一组输入齿并与其相距一定距离，所述第一接口用于旋转附接到齿轮箱第一输入轴，
-第二输出凸缘，其包括第二组轴向引导输出齿和第二接口，所述第二组轴向引导输出齿位于面向第二组输入齿并与其相距一定距离，所述第二接口用于旋转附接到齿轮箱第二输入轴，
-第一多盘离合器组件，其位于第一组输入齿和第一组输出齿之间，
-第二多盘离合器组件，其位于第二组输入齿和第二组输出齿之间。
第一组输出齿优选地位于第一组输入齿和第二组输入齿之间。第一多盘离合器组件优选径向地位于第二多盘离合器组件的外侧。
根据本发明的另一方面，本发明涉及一种双湿式离合器系统，包括：如上所述的双湿式离合器机构和离合器控制，其包括第一环形致动器、径向地位于第一环形致动器的内侧的第二环形致动器、通过输入盘支架中的一个或多个第一通道开口将力从第一致动器传递到第一多盘离合器组件的第一力传递构件以及通过输入盘支架中的一个或多个第二通道开口将力从第二致动器传递到第二多盘离合器组件的第二力传递构件。两个致动器是同轴的。两个致动器可轴向定位以彼此重叠，第一致动器围绕第二致动器。
根据一实施例，第一力传递构件和第二力传递构件在输入盘支架和环形齿轮之间延伸。环形齿轮相对于第一和第二力传递构件轴向偏移。
根据一实施例，环形齿轮径向地位于第一环形致动器的外侧。
根据一实施例，第一致动器相对于第二致动器轴向地朝向输入盘支架偏移。这种布置使得可以利用由齿轮箱壳体中的凹部构成的可用容积，该凹部围绕齿轮箱输入轴穿过的开口。第一力传递构件优选径向地布置在第二力传递构件的外侧。根据一实施例，力传递构件在第一和第二离合器区域与环形齿轮之间轴向延伸。
优选地，提供了一种引导轴承，其通过任何方式收缩配合或固定到引导支承表面上，并且为离合器机构提供相对于第一环形致动器及第二环形致动器共用的主体的旋转引导。还可以设想，引导轴承安装在输入盘支架和齿轮箱输入轴之一或固定地附接到齿轮箱输入轴之一的部件之间。
根据一特别紧凑并且与小直径环形齿轮兼容的实施例，输入盘支架的连接臂穿过通过第一力传递构件形成的开口。如果希望进一步减小环形齿轮的直径，则可以规定输入盘支架的连接臂穿过形成在第二力传递构件中的开口。
根据本发明的另一方面，本发明涉及一种混合动力系，包括电动机以及如上所述的双湿式离合器机构或双离合器系统和在电动机与环形齿轮之间的运动连接。电动机可以有利地是可逆的并且允许在负载下操作时产生电力。优选地，运动连接包括齿轮、齿形带或与环形齿轮啮合的链条。
附图说明
参照附图，通过阅读以下描述，本发明的其他特征和优点将变得显而易见，附图示出了：
-图1：根据本发明的混合动力推进组件，其包括根据本发明第一实施例的输入盘支架；
-图2：根据本发明第一实施例的盘支架的等距视图；
-图3：根据本发明第二实施例的盘支架；
-图4：根据本发明第三实施例的盘支架；以及
-图5：根据本发明第四实施例的盘支架。
为了更清楚，在所有附图中，相同或相似的元件由相同的附图标记标识。
具体实施方式
图1示出了在第一电动机12(在这种情况下为内燃机)和两个同轴齿轮箱输入轴22、24之间的混合动力系10，该混合动力系包括形成第二电动机14的可逆电机、包括双湿式离合器机构18和离合器控制20的离合器系统16，双湿式离合器机构18围绕参考轴线100旋转，参考轴线100也是两个轴22、24的轴线。
混合动力系10可以包括用于将第一电动机12连接到双湿式离合器机构18的输入凸缘26的第一运动连接28，该第一运动连接28可以适当地包括用于滤除扭矩波动的机构30，例如双质量飞轮，以及联接离合器32。
输入凸缘26与双湿式离合器18的输入盘支架34一体旋转。该输入盘支架34是通过将若干个压制金属板焊接在一起而适当地获得的一件式部件，并且包括用于引导滚动轴承38的面向参考轴线100的引导圆柱形支承表面36、从引导支承表面36径向延伸到形成第一离合器区域42的外部裙部的横向壁40以及形成第二离合器区域44的内部裙部，第二离合器区域44径向地位于第一离合器区域42的内侧。这两个离合器区域42、44轴向地位于横向壁40的同一侧。
输入盘支架的第一离合器区域42设置有径向地面向参考轴线100的第一组输入齿46。双湿式离合器机构18还包括第一输出凸缘48，第一输出凸缘48包括第一组输出齿50和第一接口52，第一组输出齿50位于面向第一组输入齿46并且与其相距一定距离，第一接口52用于旋转附接到齿轮箱的第一输入轴22。在由输入盘支架34的第一离合器区域42和第一输出凸缘48径向限定的环形容积中容纳有第一多盘离合器组件E1，其包括第一组输入盘54和第一组输出盘56。第一组输入盘54的盘与第一组输入齿46啮合，以便与其一起旋转，但能够相对于输入盘支架18进行轴向平移运动。第一组输出盘56的盘与第一组输出齿50啮合，以便与其一起旋转，但能够相对于第一输出凸缘48进行轴向平移运动。第一组输出盘56的盘与第一组输入盘54的盘交错。弹簧垫圈位于盘54、56之间，并倾向于将它们彼此分开。因此，第一多盘离合器组件E1以已知的方式构成输入盘支架34和第一输出凸缘48之间的第一运动连接。
第二离合器区域44设置有第二组输入齿58，其径向地面向参考轴线。双湿式离合器机构18还包括第二输出凸缘60，第二输出凸缘60包括第二组输出齿62和第二接口64，第二组输出齿62位于面向第二组输入齿58并且与其相距一定距离，第二接口64用于旋转附接到第二齿轮箱输入轴。在由输入盘支架34的第二离合器区域44和第二输出凸缘60径向限定的环形容积中容纳有第二多盘离合器组件E2，其包括第二组输入盘66和第二组输出盘68。第二组输入盘66的盘与第二组输入齿58啮合，以便与其一起旋转，但能够相对于输入盘支架34进行轴向平移运动。第二组输出盘68的盘与第二组输出齿62啮合，以便与其一起旋转，但能够相对于第二输出凸缘60进行轴向平移运动。第二组输出盘68的盘与第二组输入盘66的盘交错。弹簧垫圈位于盘66、68之间，并倾向于将它们彼此分开。因此，第二多盘离合器组件E2以已知的方式构成输入盘支架34和第二输出凸缘60之间的第一运动连接。
横向壁40包括第一通道开口70，其沿周向分布并且通向由第一离合器区域42和第一输出凸缘48限定的容积，以及第二通道开口72，其沿周向分布并且通向由第二离合器区域44和第二输出凸缘60限定的容积。
离合器控制20包括第一环形致动器74(在这种情况下为液压致动器)、第一旋转推力构件76以及第一力传递构件78，第一力传递构件78具有抵靠着旋转推力构件76的环形主体78.1和凸耳78.2，凸耳78.2穿过输入盘支架34中的第一通道开口70，以允许力从第一致动器74传递到第一组输入盘54以及第一组输出盘56。
离合器控制20还包括第二环形致动器80(在这种情况下是液压致动器，其径向地位于第一环形致动器74的内侧)、第二旋转推力构件82以及第二力传递构件84，第二力传递构件84具有抵靠着旋转推力构件82的环形主体84.1和凸耳84.2，凸耳84.2穿过输入盘支架34中的第二通道开口72，以允许力从第二致动器80传递到第二组输入盘66以及第二组输出盘68。
两个致动器74、80形成在共同的壳体86中，该壳体86用于附接到齿轮箱壳体。第一致动器74相对于第二致动器80轴向地朝向输入盘支架34偏移，第二致动器80旨在容纳在围绕输入轴22、24的齿轮箱壳体中的凹部中。
用于输入盘支架34的引导滚动轴承38的内环通过任何方式收缩配合或固定到致动器74、78的壳体86上或环形连接件87上，该环形连接件87固定到致动器74、78的壳体86。
输入盘支架34还包括用于通过第二运动连接90连接到电动机14的环形齿轮88，第二运动连接90可包括如图1所示的齿轮、齿形带、链条或任何其他运动连接构件。
环形齿轮88优选地包括连续材料环88.2，其上形成或附接有啮合齿88.1。根据图1的实施例，环形齿轮88的齿88.1相对于参考轴线100径向地面向外侧，并且轴向地定位在横向壁40的与第一离合器区域42及第二离合器区域44相对的一侧上，并且在径向上比输入盘支架34的第一离合器区域42和第二离合器区域44更靠近参考轴线100。此外，环形齿轮88的齿88.1径向地位于第一致动器74的外侧。输入盘支架34包括连接臂92，其连接横向壁40和环形齿轮88以及连接臂之间的开口。连接臂92穿过形成在第一力传递构件78和第二力传递构件84中的开口94、96。如图2所示，在第一力传递构件78和第二力传递构件84已经定位之后，使用通过横向壁40的透明焊接将连接臂92焊接到横向壁40上。连接臂92也焊接到环形齿轮88的连续材料环88.2上。
如此描述的混合动力系10允许齿轮箱的输入轴22、24无差别地从第一电动机12(通过闭合联接离合器32)或从第二电动机14(通过打开联接离合器32)驱动。它还允许构成第二电动机14的可逆电机在再生制动模式(联接离合器32打开且双湿式离合器18的一个级闭合)下或者在充电模式(联接离合器32闭合并且第一电动机12通过输入盘支架34驱动可逆电机14，双湿式离合器18能够打开或闭合)下用作电源。
图3至5示出了输入盘支架34的实施例，其与图1的实施例的不同之处主要在于环形齿轮88的定位。因此，环形齿轮88径向地定位在输入盘支架34的第一离合器区域42的外侧并且在图3中与输入盘支架34的两个离合器区域42、44轴向重叠。环形齿轮88可通过任何方式固定到输入盘支架34上，特别是通过焊接或收缩配合。该实施例将特别适于这样的情况，其中组件的轴向紧凑性比径向紧凑性更加理想。根据图4的实施例，环形齿轮88在横向壁40的与第一和第二离合器区域42、44相对的一侧以及径向地在第一通道开口70、72的外侧位于与横向壁40轴向地相距一定距离。另外，环形齿轮88的齿88.1相对于参考轴线100径向向内定向。在这种情况下，通过传动轴可以实现与电机的运动连接90。根据图5的实施例，将环形齿轮88连接到横向壁40的连接臂92径向地位于第一通道开口70和第二通道开口72之间。更具体地，输入盘支架34通过由压制金属板制成并焊接在一起的两个环形部分34.1、34.2(一个在外部和另一个在内部)的组件形成。连接臂92直接形成在外部部分34.1中，该外部部分34.1也包括第一离合器区域42，而第二离合器区域44形成在内部部分34.2上。在力传递构件78定位在臂92之间之后，环形齿轮附接到外部部分的臂92。
引导支承表面36可以形成引导轴承38的一个滚道。
自然地，附图中描绘的和上文讨论的示例仅通过非限制性说明的方式给出。明确地预期所示的各种实施例可以彼此组合以形成其他实施例。
可以特别期望的是，环形齿轮(在图中示出为具有直切的正齿轮齿)具有螺旋齿轮齿，以降低噪声水平。还可以预期具有锥齿轮齿的环形齿轮，以便提供与电机的连接，电机的旋转轴线位于垂直于参考轴线的平面中。
连接臂92可以通过任何方式压接或附接到输入盘支架34。它们可以通过任何方式固定到环形齿轮88上。
需要强调的是，所有这些特征，比如基于本说明书、附图及所附权利要求向本领域技术人员公开的，即使它们仅以与其他确定的特征相关的具体术语进行描述，无论是单独的还是以任何组合，都可以与这里公开的其他特征或特征组组合，只要这种组合没有被明确排除或技术环境使得这种组合不可能或毫无意义。

Claims (16)

1.一种用于双湿式离合器机构(18)的单件式输入盘支架(34)，包括用于轴承(38)的引导圆柱形支承表面(36)，用于引导所述输入盘支架(34)围绕输入盘支架(34)的参考轴线(100)旋转，第一离合器区域(42)，其包括径向地面向参考轴线(100)并且位于与参考轴线(100)相距第一径向距离的第一组轴向引导输入齿(46)，第二离合器区域(44)，其包括径向地面向参考轴线(100)并且位于与参考轴线(100)相距比第一距离更短的第二径向距离的第二组轴向引导输入齿(58)，其特征在于，所述输入盘支架(34)还包括环形齿轮(88)，其包括沿周向分布的啮合齿(88.1)。
2.如权利要求1所述的输入盘支架，其特征在于，所述环形齿轮(88)的啮合齿(88.1)相对于参考轴线(100)径向向外。
3.如权利要求1和2中任一项所述的输入盘支架，其特征在于，所述环形齿轮(88)与第一离合器区域(42)没有轴向重叠。
4.如权利要求1至3中任一项所述的输入盘支架，其特征在于，所述啮合齿(88.1)具有比所述第一离合器区域(42)更靠近参考轴线(100)的自由端。
5.如前述权利要求中任一项所述的输入盘支架，其特征在于，所述输入盘支架(34)具有至少从所述引导支承表面(36)径向延伸到第一离合器区域(42)的横向壁(40)，所述环形齿轮(88)位于横向壁(40)的与第一离合器区域(42)及第二离合器区域(44)相对的一侧。
6.如前述权利要求中任一项所述的输入盘支架，其特征在于，所述输入盘支架(34)包括连接臂(92)，其连接所述横向壁(40)和环形齿轮(88)。
7.一种双湿式离合器机构(18)，其特征在于，它包括：
如前述权利要求中任一项所述的输入盘支架(34)，
输入凸缘(26)，其与所述输入盘支架(34)一起旋转，
第一输出凸缘(48)，其包括第一组轴向引导输出齿(50)和第一接口(52)，所述第一组轴向引导输出齿(50)位于面向所述第一组输入齿(46)并与其相距一定距离，所述第一接口(52)用于旋转附接到齿轮箱第一输入轴(22)，
第二输出凸缘(60)，其包括第二组轴向引导输出齿(62)和第二接口(64)，所述第二组轴向引导输出齿(62)位于面向所述第二组输入齿(58)并与其相距一定距离，所述第二接口(64)用于旋转附接到齿轮箱第二输入轴(24)，
第一多盘离合器组件(E1)，其位于所述第一组输入齿(46)和第一组输出齿(50)之间，
第二多盘离合器组件(E2)，其位于所述第二组输入齿(58)和第二组输出齿(60)之间。
8.一种双湿式离合器系统(16)，其特征在于，它包括：如权利要求7所述的双湿式离合器机构(18)，和离合器控制(20)，其包括第一环形致动器(74)、径向地位于所述第一环形致动器(74)的内侧的第二环形致动器(80)、通过所述输入盘支架(34)中的一个或多个第一通道开口(70)将力从第一致动器(74)传递到第一多盘离合器组件(E1)的第一力传递构件(78)以及通过输入盘支架(34)中的一个或多个第二通道开口(72)将力从第二致动器(80)传递到第二多盘离合器组件(E2)的第二力传递构件(84)。
9.如权利要求8所述的双离合器系统，其特征在于，所述第一力传递构件(78)和第二力传递构件(84)在所述输入盘支架(34)和环形齿轮(88)之间延伸。
10.如权利要求8和9中任一项所述的双离合器系统，其特征在于，所述环形齿轮(88)径向地位于所述第一环形致动器(74)的外侧。
11.如权利要求8至10中任一项所述的双离合器系统，其特征在于，第一致动器(74)相对于第二致动器(80)轴向地朝向输入盘支架(34)偏移。
12.如权利要求8至11中任一项所述的双离合器系统，其特征在于，它还包括引导轴承(38)，其通过任何方式收缩配合或固定到所述引导支承表面(36)上，并且为所述离合器机构(18)提供相对于所述第一环形致动器(74)及第二环形致动器(80)共用的主体(86)的旋转引导。
13.如权利要求8至12中任一项所述的双离合器系统，所述输入盘支架是如权利要求6所述的输入盘支架，其特征在于，所述输入盘支架(34)的连接臂(92)穿过通过所述第一力传递构件(78)形成的开口(94)。
14.如权利要求13所述的双离合器系统，其特征在于，所述输入盘支架(34)的连接臂(92)穿过形成在所述第二力传递构件(84)中的开口(96)。
15.一种包括电动机(14)的混合动力系，其特征在于，它还包括如权利要求7所述的双湿式离合器机构(18)或如权利要求8至14中任一项所述的双离合器系统(16)以及在所述电动机(14)和环形齿轮(88)之间的运动连接(90)。
16.如权利要求15所述的混合动力推进组件，其特征在于，所述运动连接(90)包括齿轮、齿形带或与所述环形齿轮啮合的链条。
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