CN110953260A - 离合器装置 - Google Patents

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Abstract

离合器装置,其包括片组,所述片组具有布置在外片支架(5)上的外片(6)和布置在径向上内置的内片支架(9)上的、作用在外片(6)之间的内片(10),一个片支架(5)与输入元件(8)耦合并且另外的片支架(10)与输出元件(12)耦合,片组能通过液压地或者气动地工作的操纵装置(13)轴向地压在一起,操纵装置(13)包括分别能轴向运动的第一压力活塞(14)和第二压力活塞(15),所述第一压力活塞和第二压力活塞在轴向上相继布置并且能通过单独的第一压力空间(21)和第二压力空间(22)以液压的或者气动的压力介质加载,第一压力活塞(14)支撑在片组上,并且第二压力活塞(15)支撑在第一压力活塞(14)上。

Description

离合器装置
技术领域
本发明涉及一种离合器装置,其包括片组,所述片组具有布置在外片支架上的外片和布置在径向上内置的内片支架上的、作用在外片之间的内片,其中,一个片支架与输入元件耦合并且另外的片支架与输出元件耦合,其中,片组能够通过液压地或者气动地工作的操纵装置轴向地压在一起。
背景技术
这样的离合器装置例如用在混合动力模块中,所述混合动力模块用于使内燃机与电动机耦合并且可选地通过离合器装置将一个或两个机器与连接在下游的变速器连接。包括电动机以及离合器装置的这样的混合动力模块定位在内燃机和变速器(通常是双离合器变速器)之间。在此,电机的转子抗扭转地固定在转子单元上,所述转子单元例如涉及在径向上内置的、通常也称作K0的离合器装置的外片支架,所述离合器装置与外片支架耦合。也就是说,通常润滑剂冷却或者油冷却的K0离合器装置布置在该转子单元内部并且与其集成在一起。
离合器装置包括片组,所述片组由以能轴向运动的方式布置在外片支架上的外片和布置在径向上内置的内片支架上的、作用在外片之间并且也能轴向运动的内片组成。外片和内片能够通过液压地或者气动地工作的操纵装置轴向地压在一起,也就是说,片组能够从打开的位置挤压到传递转矩的摩擦锁合的位置中。在这个被挤压的位置中,转矩(所述转矩或者从内燃机或者从电动机例如通过与输入元件耦合的外片支架引入)传递到连接在下游的变速器上。充分地已知这样的离合器装置在混合动力模块内部的基本构造。
然而,这样的离合器装置不仅仅用在混合动力模块内部(在此近似作为K0离合器),而且也以另外的、必要时附加的离合器的形式使用,所述附加的离合器通常以双离合器系统内部的K1和K2已知。
离合器装置的操纵通过液压地或者气动地工作的操纵装置进行,在所述操纵装置中,压力活塞通过压力介质被操纵并且在轴向上压向片组,以便压缩所述片组。在这里,存在下述问题:必须通过液压的或者气动的系统提供足够大的力,以便能够使片组足够强地压在一起并且产生摩擦锁合。同时,存在安装空间问题,因为离合器装置应尽可能小和紧凑地实施,这在已知的布置中通常不可能,因为操纵装置或者活塞组件在轴向上和径向上看例如在混合动力模块中布置在转子外部。
发明内容
基于本发明的问题是,提出相对于此改进的离合器装置。
为了解决该问题,在开篇所提到的类型的离合器装置中,根据本发明设置:操纵元件包括分别能轴向运动的第一压力活塞和第二压力活塞,所述第一压力活塞和第二压力活塞在轴向上相继布置并且能通过单独的第一压力空间和第二压力空间以液压的或者气动的压力介质加载,其中,第一压力活塞支撑在片组上,并且第二压力活塞支撑在第一压力活塞上。
在根据本发明的离合器装置中,将压力介质以压力引入一空间中,该空间被分成两个单独的压力空间,其中,每个压力空间配有能轴向运动的压力活塞。第一压力活塞在轴向上直接相邻于片组地布置,即支撑在所述片组上并且直接作用到片组上。在轴向上看,第二压力活塞连接在第一压力活塞下游并且支撑在第一压力活塞上。如果压力介质被引入到第一压力空间和第二压力空间中,则两个压力活塞朝片组的方向运动,即两个活塞力被传递到片组上,其中,两个活塞力相加,因为第二压力活塞支撑在第一压力活塞上,所述第一压力活塞在它那方面直接支撑在片组上。由此,在同时实现在径向上看小的安装空间的情况下,实现构成大的轴向力,这实现:这样的双活塞组件在径向上看也能够集成在混合动力模块的转子内部。也就是说,根据本发明的离合器装置也能够集成到(在径向的安装空间方面)小的混合动力模块或者小的安装空间内。
这样的离合器装置能够例如用作全轮驱动车辆的“附加离合器(Add-on-clutch)”,但是所述离合器装置也能够用作所谓的P1混合动力模块的起动离合器或者分离离合器,而且用在所谓的P2混合动力模块中,在那里不但用于K0离合器、K1离合器也用于K2离合器。
第二压力活塞优选罐式地实施并且以轴向延伸的环式接合部(或者环式凸缘,Ringbund)支撑在第一压力活塞的外部边缘的区域中。也就是说,罐式的第二压力活塞在径向上外置地支撑在类似盘状的第一压力活塞上。由于第二压力活塞的这种罐式构型,能够将需要用于第一活塞布置的构件近似集成到第二压力活塞中。第二压力活塞以轴向延伸的环式接合部支撑在第一压力活塞上,其中,在这里能够涉及闭合的环式接合部,但也涉及切缝的环式接合部,也就是说,所述环式接合部具有多个环绕地布置的、支撑在第一压力活塞上的指部。
实用地,每个压力空间通过位置固定的环式构件在轴向上被限界,其中,在相应的环式构件和相应的压力活塞之间布置有密封压力空间的密封元件。压力活塞以及环式构件布置在空心轴上,所述空心轴例如与外片支架连接并且因此也与输入元件连接。两个压力活塞在该空心轴上以能轴向运动的方式引导并且通过相应的密封元件相对轴密封。在径向上看,两个单独的压力空间现在(如所说明地)通过在相应的压力活塞和环式构件之间延伸的相应的单独密封元件密封,从而因此构成环状的压力空间,所述压力空间实现以压力介质对称地加载两个活塞。
在此,第二压力活塞以其环式接合部实用地在径向上跨接限界第一压力空间的环式构件,也就是说,第一环式构件以及所配属的密封元件在径向上看在第二压力活塞内部集成地布置。
为了在第一环式构件和第二压力活塞之间构造压力补偿空间、即一种类型的平衡缸,实用地,第一环式构件通过密封元件相对环式接合部密封,其中,所述压力补偿空间用液压的或者气动的压力介质填充。也就是说,该压力补偿空间在径向上看也布置在第二压力活塞内部,从而产生极其紧凑的布置。这个压力补偿空间负责在转速下必要的压力补偿。
为了在之前被压在一起的片组去负荷的情况下至少使第二压力活塞尽可能迅速地又往回移到初始位置中,实用地,第二压力活塞以能对抗弹簧元件的回位力的方式朝片组的方向运动。该弹簧元件优选地支撑在第一环式构件上并且实用地位于以上所说明的压力补偿空间中。
第一压力活塞的回位能够例如通过在第一压力活塞和第一环式构件之间延伸的密封元件进行,所述密封元件例如能够实施为环绕的、金属的波纹管密封装置或者轴环密封装置,所述波纹管密封装置或者轴环密封装置在第一压力活塞相对片组运动时建立回位力,并且所述波纹管密封装置或者轴环密封装置在第一压力空间中的压力去负荷时又将第一压力活塞拉回。
如果根据本发明的离合器装置安装在混合动力模块中,则优选片组和操纵装置在径向上布置在外片支架内部,在所述外片支架的径向外部布置有电动机的转子。即,产生一种完全集成在外片支架内部并且因此也集成在转子内部的布置,这导致极其紧凑的构造方式。同时,分隔成两个压力空间提供下述可行性:一方面构建足够大的压力,但是另一方面也存在下述可行性,在压力空间在轴向上串联的情况下使安装空间在径向上看保持尽可能小,从而所提到的集成是可行的。
离合器装置自身(或者是用于混合动力模块,或者是用于另外的类型的离合器)优选地涉及湿式运行的单离合器、双离合器或者多离合器。
附图说明
接下来,根据实施例参照附图解释本发明。附图是示意性的示图并且示出:
图1在混合动力模块内部的、根据本发明的离合器装置的原理示图,
图2图1的离合器装置的放大的部分视图,和
图3第二实施方式的、根据本发明的离合器装置的原理示图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的离合器装置1,所述离合器装置安装在包括定子3以及转子4的混合动力模块2内部。离合器装置1包括外片支架5,转子4布置在该外片支架上。在外片支架5上,多个外片6能轴向移动地接收在外片支架5的齿部中,其中,在所示出的实施例中,外片涉及磨擦片。外片支架5通过环式法兰7与输入元件8连接,内燃机能够耦合在所述输入元件上。还设置有内片支架9,在所述内片支架上设置有多个能轴向移动的内片10,在所示出的实施例中,所述内片涉及钢片。内片支架9通过齿部11与输出元件12连接,所述输出元件与未详尽示出的、连接在下游的变速器装置耦合。
此外,设置在所示出的实施例中优选的液压的操纵装置13(对此也见图2),其包括第一压力活塞14以及第二压力活塞15,所述第一压力活塞和第二压力活塞两者能轴向运动地在空心轴16上引导,所述第一压力活塞和第二压力活塞通过相应的密封元件17、18相对所述空心轴密封。每个压力活塞14、15配有同样地布置在空心轴16上的、位置固定的环式构件19、20,其中,环式构件19、20在轴向上位置固定。所述环式构件以及压力活塞14、15用于限界第一压力空间21以及第二压力空间22,其中,这些压力空间分别通过密封元件23、24也在径向上密封,所述密封元件在第一压力活塞14和第一环式构件19之间或者在第二压力活塞15和第二环式构件20之间延伸。第一密封元件23例如构造为金属的、弹性的密封轴环或者构造为波纹管,即分派固有的弹簧功能,从而在第一活塞14轴向移动时构建回位力,所述回位力又将其拉回。第二密封元件24实施为足够稳定的片密封装置或者唇密封装置。所述片密封装置或者唇密封装置不必产生回位力,因为轴向移动的第二压力活塞15的回位通过弹簧元件25、优选碟形弹簧实现,所述碟形弹簧支撑在支承环26上,所述支承环布置在第一环式构件19上。因此,弹簧元件25位于压力补偿空间27中,所述压力补偿空间构造在第一环式构件19和第二压力活塞15之间,并且所述压力补偿空间通过密封元件28密封,所述密封元件在第一环式构件19和第二压力活塞15之间密封。
可见,第二压力活塞15以轴向延伸的环式接合部29轴向地向压力活塞14延伸,即第二压力活塞实施为罐状,这实现:所说明的元件(第一环式构件19、密封元件23、弹簧元件25、支承环26、密封元件28)近似集成在第二压力活塞15中。此外,环式接合部29以多个单独的、轴向地延伸的指部的形式支撑在第一压力活塞14上、支撑在径向上看外部的端部的区域那里,所述环式接合部但也能够实施为环绕地闭合的、具有圆形的端面的环式接合部。也就是说,两个压力活塞14、15耦合。第一压力活塞14支撑在片组的支撑片30上。
两个压力空间21、22通过相应的供给通道31、32供给以压力介质(通常是油),所述压力介质通过未详尽地示出的泵以足够的压力引入。供给通道31、32构造在空心轴16上,所述空心轴通过未详尽示出的供给孔供给以压力介质。
压力补偿空间27也通过供给通道33供给以一种或者所述压力介质,所述供给通道与空心轴16中的轴向孔34耦合。
如所说明地,外片支架5与输入元件8耦合,其中,外片5又借助第一环式构件20(所述第一环式构件例如通过径向的外齿部配合到外片支架5上的内齿部中并且在那里通过固定环35在轴向上固定)与空心轴16连接,所述空心轴在它那方面通过第一轴承36支承在输出元件上,其中,输入元件8在另外的侧通过第二轴承37也支承在输出元件12上。也就是说,在操纵或者内燃机或者电机时,外片支架5和与其一起的外片6以及空心轴16总是转动。当片组轴向地压在一起时,才实现力矩传递到输出元件12上。
这通过下述方式实现:在第一压力空间21和第二压力空间22中引入压力介质。这产生第一压力活塞14在轴向上向左相对片组运动,同时第二压力活塞15也轴向地运动并且压向第一压力活塞14。也就是说,压力活塞14、15的两个活塞力相加并且总的活塞力作用到片组上,由此,使外片6和内片10以及支撑片30轴向地移动并且产生摩擦锁合,从而被引入的转矩通过内片支架9和齿部11传递到输出元件12上。
如果在两个压力空间21、22中的压力去负荷,则在第一压力活塞14移动时构建回位力的弹性的第一密封元件23将第一压力活塞14又拉回。第二压力活塞15在去负荷时通过弹簧元件25又往回移,其中,弹簧元件25在用于使片组压在一起的活塞运动中也变形并且构建回位力。
根据图3的构型示出根据本发明的离合器装置1的另一构型,其中,对于相同的构件使用相同的附图标记。在这里,离合器装置1也集成在包括电机的混合动力模块2中,该电机具有定子3和转子4。转子4在这里也借助外片支架5与外片6连接,其中,在这里涉及钢片。此外,设置具有内片10的内片支架9,在该实施例中,所述内片涉及磨擦片。在这里,外片支架5也通过环式法兰7与输入元件8耦合,所述外片支架通过环式构件38通过径向轴承39支承在输出元件12上以及通过轴向轴承40支承在空心轴16上。在这种构型中,空心轴16与内片支架9一体地连接,所述内片支架在它那方面通过齿部11与输出元件12耦合。
在这里,离合器装置1也包括第一压力活塞14、第二压力活塞15、第一环式构件19以及第二环式构件20,它们全部又布置在空心轴16上,其中,压力活塞14、15在这里也通过密封元件17、18密封并且能轴向运动地布置在空心轴16上,而环式构件19、20位置固定地布置在空心轴16上。
在这里,也又构造两个压力空间21、22,所述压力空间能够通过相应的供给通道31、32供给以压力介质。压力空间21、22又通过第一密封元件23(又优选金属波纹管或者类似的)和第二密封元件24(在这里也优选更简单的唇式密封装置或者类似的)在径向上密封。在这里,也设置有压力补偿空间27,在所述压力补偿空间中布置有弹簧元件25,所述弹簧元件使第二压力活塞15回位。
在这里,罐式的第二压力活塞15也以环式接合部29跨接布置在内部的构件(第一环式构件19、弹簧元件25等等)并且支撑在第一压力活塞14上,所述第一压力活塞在它那方面直接支撑在支撑片30上,所述支撑片在这里布置在内环9上。通过密封元件28使第一环式构件19在环式接合部29上密封。
作用方式基本上与关于图1和2所说明的类似,也就是说,当压力介质被引入到两个压力空间21、22中时,两个活塞14、15向左相对片组运动。第一压力活塞14直接压到支撑片30上并且因此压到片组上,第二压力活塞15压向第一压力活塞14,从而在这里两个压力也相加。在去负荷时,压力活塞14、15又通过密封元件23或者弹簧元件25往回移,以便打开片组或者使其通风。
在这种构型中,液压的操纵装置13不随着在内燃机或者电动机运行时旋转的外片支架5旋转,因为液压的操纵装置13通过空心轴16与该外片支架去耦。当两个压力活塞14、15被压向片组并且使所述片组产生摩擦锁合时,才使液压的操纵装置13旋转,由此实现到内片支架9和因此到输出元件12的耦合,用于传递转矩。
附图标记列表
1 离合器装置
2 混合动力模块
3 定子
4 转子
5 外片支架
6 外片
7 环式法兰
8 输入元件
9 内片支架
10 内片
11 齿部
12 输出元件
13 操纵装置
14 第一压力活塞
15 第二压力活塞
16 空心轴
17 密封元件
18 密封元件
19 环式构件
20 环式构件
21 第一压力空间
22 第二压力空间
23 密封元件
24 密封元件
25 弹簧元件
26 支承环
27 压力补偿空间
28 密封元件
29 环式接合部
30 支撑摩擦片
31 供给通道
32 供给通道
33 供给通道
34 轴向孔
35 固定环
36 第一轴承
37 第二轴承
38 环式构件
39 径向轴承
40 轴向轴承。

Claims (10)

1.一种离合器装置,其包括片组,所述片组具有布置在外片支架(5)上的外片(6)和布置在径向上内置的内片支架(9)上的、作用在所述外片(6)之间的内片(10),其中,一个片支架(5)与输入元件(8)耦合并且另外的片支架(10)与输出元件(12)耦合,其中,所述片组能够通过液压地或者气动地工作的操纵装置(13)轴向地压在一起,其特征在于,所述操纵装置(13)包括分别能轴向运动的第一压力活塞(14)和第二压力活塞(15),所述第一压力活塞和第二压力活塞在轴向上相继布置并且能通过单独的第一压力空间(21)和第二压力空间(22)以液压的或者气动的压力介质加载,其中,所述第一压力活塞(14)支撑在所述片组上,并且所述第二压力活塞(15)支撑在所述第一压力活塞(14)上。
2.根据权利要求1所述的离合器装置,其特征在于,所述第二压力活塞(15)罐式地实施并且以轴向地延伸的环式接合部(29)支撑在所述第一压力活塞(14)的外部边缘的区域中。
3.根据权利要求1或2所述的离合器装置,其特征在于,每个压力空间(21、22)通过位置固定的环式构件(19、20)在轴向上被限界,其中,在相应的环式构件(19、20)和相应的压力活塞(14、15)之间布置有密封所述压力空间(21、22)的密封元件(23、24)。
4.根据权利要求2或3所述的离合器装置,其特征在于,所述第二压力活塞(15)以其环式接合部(29)在径向上跨接限界所述第一压力空间(21)的环式构件(19)。
5.根据权利要求4所述的离合器装置,其特征在于,所述第一环式构件(19)通过密封元件(28)相对所述环式接合部(29)密封,用于在所述第一环式构件(19)和所述第二压力活塞(15)之间构造压力补偿空间(27),其中,所述压力补偿空间(27)以液压的或者气动的压力介质填充。
6.根据以上权利要求中任一项所述的离合器装置,其特征在于,所述第二压力活塞(15)能够对抗弹簧元件(25)的回位力朝所述片组的方向运动。
7.根据权利要求6和权利要求3至5中任一项所述的离合器装置,其特征在于,所述弹簧元件(25)支撑在所述第一环式构件(19)上。
8.根据以上权利要求中任一项所述的离合器装置,其特征在于,所述操纵装置(13)布置在旋转的轴(16)上,通过所述轴实现所述压力介质至所述压力空间(21、22)和/或至所述压力补偿空间(27)的供给。
9.根据以上权利要求中任一项所述的离合器装置,其特征在于,所述片组和所述操纵装置(13)布置在所述外片支架(5)的径向内部,在所述外片支架的径向外部布置有电机的转子(4)。
10.根据以上权利要求中任一项所述的离合器装置,其特征在于,所述离合器装置是湿式地运行的单离合器、双离合器或者多离合器。
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