CN111684170A - 离合装置以及具有所述离合装置的驱动单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于机动车动力总成系统的离合装置(1)，带有一个壳体(2)，一个以可相对于所述壳体(2)围绕旋转轴(3)旋转的方式支承的支架(4)，一个凭借其转子(5)以可转动方式与所述支架(4)耦合的电机(6)，多个离合器(7、8、9)，其中，所述每个离合器(7、8、9)都凭借一个离合组件(10b、10c、11a)以抗扭转方式容纳在所述支架(4)上，以及带有一个具有至少一个从动缸(12a、12b)的操作装置(13)，其中，所述至少一个的从动缸(12a、12b)以操作方式作用于所述离合器(7、8、9)，其中，所述至少一个的从动缸(12a、12b)沿轴向方向支撑在立式推力轴承(15)上，所述立式推力轴承在工作状态下相对于壳体固定的区域(14)支撑着所述支架(4)。另外，本发明还涉及一种带有所述离合装置(1)的驱动单元(40)。

Description

离合装置以及具有所述离合装置的驱动单元
技术领域
本发明涉及一种适用于轿车、卡车、公共汽车或其他商用车等机动车动力总成系统的离合装置(也被称为混合动力模块)，带有一个壳体，一个以可相对于所述壳体围绕旋转轴旋转的方式支承的支架，一个用凭借转子以可转动方式与所述支架耦合的电机，多个离合器，其中，所述每个离合器都凭借一个离合组件(即：一个可以以抗扭转方式将二者相连的离合组件)以抗扭转方式容纳在所述支架上，以及带有一个具有至少一个从动缸的操作装置，其中，所述至少一个的从动缸以操作方式作用于离合器/离合器其中之一。另外，本发明还涉及一种适用于机动车动力总成系统的、带有所述离合装置的驱动单元。
背景技术
通过背景技术已经充分了解此类离合装置。就此，例如WO 2017/186227A1公布了一种适用于机动车的混合动力模块和一种驱动装置。
但已知的离合装置被证实具有如下缺点，即：设计尺寸通常相对较大且安装成本高。尤其是，某些实施方式中借助所谓回转接头进行供应的从动缸须通过相对多的安装步骤被集成到离合装置中。另外，还须配合该从动缸安装一个用于支承离合装置的轴承结构，以确保对从动缸的操作。
发明内容
本发明的任务是消除通过背景技术获知的缺点以及尤其是提供一种设计尺寸相对较小且易于安装的离合装置。
根据本发明，通过如下方案解决所述任务，即：至少一个的从动缸沿轴向方向(沿旋转轴)支撑在(第一)立式推力轴承上，所述立式推力轴承在工作状态下相对于壳体固定的区域支撑着所述支架。
由此沿轴向方向相互特别紧密地布置操作装置以及立式推力轴承，这明显减小了所需的轴向结构空间。
在从属权利要求中要求了更多有利的实施方式并且下文会详细说明。
就此，特别有利的是，(被设计成滚动轴承的)立式推力轴承为球轴承，优选为径向推力球轴承或深沟球轴承，或滚针轴承。另外，立式推力轴承优选轴向位于至少一个的从动缸后面，也就是说，位于一个构成操作装置执行器壳体的区域后面。方向“后面”被理解为执行器壳体/至少一个的从动缸的面向变速器装置的一侧。
如果立式推力轴承凭借第一轴承环容纳在支架的一个支撑段上，其中，所述支撑段以抗扭转的方式与支架的一个轴向延伸的、并且与转子以可转动方式耦合的紧固段相连，则可实现一种在轴向方向上更加紧凑的结构。
关于所述支撑段，如下设计对于简化安装来说是有利的，即：支撑段由多个沿圆周方向相互紧靠/连接的部分构成，其中，支撑段的这些部分通过一个锁紧元件，例如优选通过一个支承环或支撑垫圈相连。原则上，还可以使用其他类似于卡环的构件作为锁紧元件。在此，支撑段在各个部分上构成轴向突出/伸出的轴承区域，所述轴承区域沿径向方向被卡环从外部固定/包围。轴承区域优选凭借径向内侧直接紧靠在第一轴承环上/第一轴承环的径向外侧上。锁紧元件还进一步优选压紧在构成支撑段的部分上(从外部沿径向方向)。由此还可以生成一种在径向方向上特别紧凑的结构。
同样有利的是，立式推力轴承的第二轴承环安装/容纳在壳体固定的区域内(例如以变速器装置的与离合装置壳体相连的变速器壳体的形式)和/或至少一个的从动缸沿轴向方向支撑在该第二轴承环上。
另外有利的是，在操作装置中设置两个从动缸。第一从动缸的一个在第一活塞与第一壳体区域之间形成的第一流体腔/压力腔优选沿径向方向与第二从动缸的一个在第二活塞与第二壳体区域之间形成的第二流体腔/压力腔以套嵌/错位方式布置。另外有利的是，第一活塞和/或第二活塞与被设计成滚针轴承或径向推力球轴承的(第一或第二)操作轴承(作为连接元件)是相连的。
另外，如果至少一个的从动缸凭借以可移动方式容纳着至少一个活塞的执行器壳体直接或间接轴向(优选通过一个支撑构件)支撑在第二轴承环上，则同样有利。由此可以进一步简化离合装置的结构或提高其稳定性。
如果执行器壳体是构成流体分配系统(通往至少一个的从动缸/操作装置从动缸)的构件(供应构件)的组成部分，则会将操作装置的结构保持简单。在供应构件中，针对每个从动缸相应优选存在一个流体输送通道，所述流体输送通道会延伸到从动缸的流体腔中。流体腔中流体输送通道的连接是轴向或径向进行的。
如果至少一个的从动缸还沿旋转轴的径向方向支撑在第二轴承环上，则还可以相对于旋转轴灵活地对中布置操作装置。
另外有利的是，支架容纳着立式推力轴承的支撑段具有一个驱动区域，其中，在所述驱动区域上安装/固定着一个用于在离合装置工作时驱动泵的驱动齿轮。驱动齿轮优选沿轴向方向布置在立式推力轴承一旁。由此可以在保持结构空间不变的情况下引入泵驱动的更多功能。
有利的是，支架在(第一)支撑段一旁优选具有另一个(第二)支撑段，支架借助所述第二支撑段通过另一个(第二)立式推力轴承支承在离合装置的壳体上。由此在工作时足够牢固地支撑离合装置。第二立式推力轴承布置在第一立式推力轴承(以及至少一个的从动缸)的面向第一离合器摩擦元件的轴向侧上。
第二立式推力轴承优选被设计成球轴承，特别优选被设计成径向推力球轴承，即四点接触球轴承。
另外，本发明还涉及一种适用于机动车动力总成系统的驱动单元，所述驱动单元具有一个本发明所述符合上述实施方式中至少一个的离合装置以及一个变速器装置，其中，变速器装置的变速器输入轴与离合装置离合器的离合组件以抗扭转的方式相连。
为了进一步减少安装费用，就此而言有利的是，变速器装置具有一个与离合装置壳体牢固相连的变速器壳体，其中，沿轴向方向支撑着至少一个的从动缸的(第一)立式推力轴承直接容纳/支撑/安装在所述变速器壳体上。
换句话说，本发明以(离合器)盖子固定的、包含内部力线的实施方式实现了一种适用于高压变体的离合装置。由此提供一种混合动力模块(离合装置)，其中，通过带盖轴承(第一立式推力轴承)对着混合动力模块/对着混合动力模块的支架进行CSC壳体(执行器壳体)的轴向支撑，由此实现内部力线。除了变速器侧的轴承(第一立式推力轴承)外，还会在发动机侧(第二立式推力轴承)支撑混合动力模块。
附图说明
下文将根据附图对本发明进行详细说明。
图1本发明所述符合优选实施例的离合装置的纵向剖面图，和
图2离合装置细节部分的纵向剖面图-从用来操作离合装置两个离合器的操作装置和支撑在其上面的(第一)立式推力轴承方面看。
附图在本质上仅为示意性的，仅用于帮助理解本发明。相同的元件设有相同的附图标记。
附图标记说明
1离合装置 2壳体 3旋转轴 4支架 5转子 6电机 7第一离合器 8第二离合器 9第三离合器 10a第一离合器的第一离合组件 10b第二离合器的第一离合组件 10c第三离合器的第一离合组件 11a第一离合器的第二离合组件 11b第二离合器的第二离合组件 11c第三离合器的第二离合组件 12a第一从动缸 12b第二从动缸 13操作装置 14壳体固定的区域 15第一立式推力轴承 16第一轴承环 17第二轴承环 18第一支撑段 19紧固段 20 卡环 21a 第一活塞 21b第二活塞 22执行器壳体 23第二支撑段 24 第二立式推力轴承 25变速器装置 26a第一变速器输入轴 26b第二变速器输入轴 27变速器壳体 28a第一流体腔28b第二流体腔 29a第一壳体区域 29b第二壳体区域 30a第一流体输送通道 30b第二流体输送通道 31a第一操作轴承 31b第二操作轴承 32驱动齿轮 33第一摩擦元件 34第二摩擦元件 35内部空间 36操作单元 37输入部分 38支撑区域39a 第一摩擦元件支架 39b第二摩擦元件支架 40驱动单元 41第一压力罐 42第二压力罐 43基础段 44轴承区域 45支撑构件 46驱动区域 47供应构件 48密封件 49填隙垫圈 50a第一密封圈 50b第二密封圈。
具体实施方式
结合图1可以清楚识别本发明所述离合装置1的优选实施例。在此，离合装置1已被安装在驱动单元40中。驱动单元40构成一个包含离合装置1以及变速器装置25的单元。为了保证概览性，在变速器装置25方面仅示出了一个变速器壳体27以及两根以可扭转方式容纳在该变速器壳体27中的变速器输入轴26a、26b。在工作时，驱动单元40通常是(混合动力)机动车混合动力总成系统的组成部分。如下详述，离合装置1被设计成混合动力模块。
离合装置1总计具有三个离合器7、8、9。因此，离合装置1也被称为三重离合器。第一离合器7以分离离合器的形式布置在离合装置1的输入端。离合装置1的输入端是指，在工作时以可转动方式与内燃机(为保证概览性没有示出)耦合的区域。第二离合器8以及第三离合器9共同构成一个双离合器，所述双离合器与两根变速器输入轴26a、26b共同发挥作用。
离合装置1的输入部分37(也被称为连接/中间件)在工作时直接或间接与内燃机输出轴以抗扭转的方式相连。输入部分37直接以抗扭转方式安装在内燃机的输出轴上，或者间接借助扭振减振装置，例如双质量飞轮，与输出轴相连。输入部分37以可扭转的方式支承在离合装置1的壳体2上。输入部分37从壳体2(也被称为离合器壳体)的轴向外侧伸到壳体2的内部空间35中。
在内部空间35中，输入部分37附带构成了第一离合器7的第一离合组件10a。为此，输入部分37具有第一离合组件10a的支承区域38。在支承区域38上以可扭转以及可沿轴向方向相互相对移动的方式容纳着第一离合器7的多个第一摩擦元件33。在第一离合器7的另一个第二离合组件11a上设置了多个第二摩擦元件34。第一离合器7的第二摩擦元件34以可扭转以及可轴向相互相对移动的方式容纳在支架4上。由此将第一离合器7的第二离合组件11a容纳在支架4上。支架4具有一个(第二)支撑段23，所述第二支撑段构成/容纳着第一离合器7的第二离合组件11a。第二支撑段23借助被设计成四点接触球轴承的(第二)立式推力轴承24支撑在壳体2上。
第二支撑区域23以抗扭转的方式与支架4的套筒状紧固段19相连。为此，第二支撑段23被焊接在紧固段19上。在紧固段19的与第二支撑段23轴向相对的末端上，有另一个(第一)支撑段18安装在紧固段19上(借助螺栓连接)。支架4通过该第一支撑段18以壳体固定的方式支撑/支承在另一个被设计成径向推力球轴承(深沟球轴承，也可以是(径向)滚针轴承)形式的(第一)立式推力轴承15上，同时参见下文详述。
离合装置1还具有一个电机6。电机6与离合装置1的旋转轴3同轴布置。电机6的转子5以抗扭转的方式安装在紧固段19(即紧固段19的径向外侧)上。因此，转子5与支架4共同以可相对于电机6定子扭转的方式实现支承。
另外，支架4还与两个另外的离合器8和9相连。支架4/紧固段19直接容纳着第二离合器8以及第三离合器9的第一离合组件10b、10c。这同样可在图1中清楚识别。
第二离合器8的第一离合组件10b直接容纳在紧固段19的径向内侧。第二离合器8的多个第一摩擦元件33以抗扭转以及可相互相对轴向移动的方式容纳在支架4/紧固段19上。第二离合器8的第二离合组件11b以抗扭转的方式与变速器装置25的第一变速器输入轴26a进一步相连。第二离合器8的第二离合组件11b具有多个(第二)摩擦元件34，它们以抗扭转以及可相互相对轴向移动的方式安装在第一摩擦元件支架39a上。第一摩擦元件支架39a进一步以抗扭转的方式直接与第一变速器输入轴26a相连。
根据第二离合器8安装第三离合器9。沿轴向方向观察，第三离合器9凭借其摩擦元件33、34布置在第二离合器8的摩擦元件33、34一旁。另外，第二离合器8凭借其摩擦元件33、34布置在第一离合器7摩擦元件33、34外部径向方向上。第三离合器9的摩擦元件33、34同样布置在第一离合器7摩擦元件33、34外部径向方向上。第三离合器9的第一离合组件10c直接容纳在支架4/紧固段19上。同第二离合器8的第一离合组件10b一样，第一离合组件10c直接设置在紧固段19的径向内侧上。第三离合器9的多个第一摩擦元件33是第一离合组件10c的组成部分，以抗扭转以及可相互相对轴向移动的方式容纳在紧固段19上。第三离合器9的第二离合组件11c具有多个第二摩擦元件34，它们以抗扭转以及可相互相对移动的方式容纳在第三离合器9的第二摩擦元件支架39b上。第二摩擦元件支架39b与第二变速器输入轴26b进一步相连。
各个离合器7、8、9的摩擦元件33、34分别在各个离合器7、8、9的轴向方向上交替。在各个离合器7、8、9处于关闭位置时，其摩擦元件33、34沿轴向方向以摩擦力配合的形式相互压紧，由此在各个第一离合组件10a、10b、10c与第二离合组件11a、11b、11c之间形成一个抗扭转的连接。在各个离合器7、8、9处于打开位置时，其摩擦元件33、34按如下方式相互隔开布置，即：其第一离合组件10a、10b、10c以可转动方式与第二离合组件11a、11b、11c脱开。
为了操作第二离合器8以及第三离合器9，也就是说，为了在其打开与关闭位置之间调整各个离合器8、9，设置了一个操作装置13，详细情况请同时参见图2。操作装置13被设计成一个双从动缸。操作装置13具有一个执行器壳体22。在该执行器壳体22中，共同集成着第一从动缸12a以及第二从动缸12b。各个从动缸12a、12b被设计成同心的从动缸12a、12b(CSC)。在工作时，第一从动缸12a借助第一压力罐41以可调整的方式作用在第二离合器8的摩擦元件33、34上，而第二从动缸12b借助第二压力罐42以可调整的方式作用在第三离合器9的摩擦元件33、34上。
执行器壳体22与供应构件47设计在一起，也就是说，构成整体/在材料上为一件式设计。供应构件47具有一个轴向连接在执行器壳体22(也被称为执行器壳体片段)上的基础段43。基础段43从内部径向支撑在变速器壳体27上。在该实施方式中，基础段43被压入到变速器壳体27中/变速器壳体27的通孔中。在供应构件47中，针对每个从动缸12a、12b都实施了一个流体输送通道30a、30b。各个流体输送通道30a、30b会延伸到一个于各个从动缸12a、12b活塞21a、21b与执行器壳体22壳体区域29a、29b之间形成的流体腔28a、28b中。第一从动缸12a的第一流体输送通道30a从内部径向延伸到第一流体腔28a中；第二从动缸12b的流体输送通道30b轴向延伸到第二流体腔28b中。由此，可根据流体输送通道30a、30b中压力的不同操作各个从动缸12a、12b。流体输送通道30a、30b在供应构件47与变速器壳体27之间的连接区域内通过密封件48(O型垫圈)实现密封。活塞21a、21b(环形活塞)通常借助操作轴承31a、31b支撑在各个压力罐41、42上。在该实施方式中，活塞21a、21b/流体腔28a、28b沿径向方向套嵌布置，但根据其他实施方式，也可以轴向套嵌，也就是说，轴向并排布置。操作轴承31a、31b分别被设计成轴向滚针轴承，但也可以共同或单独设计成径向推力球轴承。
根据本发明，在第一个支撑段18上容纳着第一立式推力轴承15。该第一立式推力轴承15沿轴向方向支撑着执行器壳体22/供应构件47。另外，第一立式推力轴承15用于径向支撑/对中放置执行器壳体22/供应构件47。执行器壳体22间接借助支撑构件45轴向支撑在第一立式推力轴承15上。尤其是，执行器壳体22沿轴向方向支撑在第一立式推力轴承15的(第二)轴承环17上。作为通过支撑构件45间接支撑执行器壳体22/从动缸12a、12b的替代方案，在其他实施方式中，执行器壳体22/从动缸12a、12b直接支撑在第一立式推力轴承15上。
在其他实施方式中，两个从动缸12a、12b也被固定在执行器壳体22的分开的、相互轴向和径向固定在一起的区域内。也可以仅将从动缸12a、12b执行器壳体22的区域轴向支撑在第一立式推力轴承15上。
第一立式推力轴承15凭借其第一轴承环16容纳/固定在第一支撑段18的轴向突出的轴承区域44内。第一支撑段18优选由多个在圆周方向上相互连接(单个制造)的部分构成，其中，所述这些部分通过卡环20相互连接(也就是说，在圆周方向上、在径向方向上和/或在轴向方向上相互相对固定)。
对着该第一轴承环16用滚动轴承支承的第二轴承环17，以抗扭转的方式安装在壳体固定的区域14内。该壳体固定的区域14是变速器壳体27的组成部分。但在其他实施方式中，该壳体固定的区域14原则上也是离合装置1壳体2的直接组成部分。第二轴承环17凭借其径向内侧既支撑在变速器壳体27上也支撑在供应构件47/执行器壳体22上。
在轴承区域44一旁，也被称为离合器盖的第一支撑段18具有一个驱动区域46。该驱动区域46由一个或多个对着轴承区域44轴向延伸的轴向凸起构成。驱动区域46以抗扭转的方式容纳着驱动齿轮32。驱动齿轮32用于在工作时驱动泵，例如油泵。
回到图1通常可以看到，第一离合器7用单独的操作单元36进行操作，所述操作单元同样具有一个从动缸。
换句话说，本发明设置了一个离合杆组合(操作装置13)，所述离合杆组合通过滚针轴承(操作轴承31a、31b)或类似短结构的轴承操作分离合器(第二离合器8和第三离合器9)的压力罐41、42)。在此，离合杆13的壳体(执行器壳体22)完全安装在离合器1中，并且在盖子(第一支撑段18)的末端优选通过螺栓连接与离合器1或转子5相连。转子5/离合器1一方面支承在混合动力模块侧，另一方面通过轴承15支承在变速器侧。连接着用于驱动油泵的齿轮32。
针对由在混合动力模块侧带有轴承结构(第二立式推力轴承24)的转子6，以及由离合组件K0(第一离合器7的第一和第二摩擦元件33、34)、K1(第二离合器8的第一和第二摩擦元件33、34)以及K2(第三离合器9的第一和第二摩擦元件33、34)构成的三重离合器1，将会通过带盖轴承(第一立式推力轴承15)提供一个变速器侧的轴承结构。所述带盖轴承15对中位于带转子5的离合器盖18的上方。离合杆构件(供应构件47)由操作装置K1(第一从动缸12a)以及操作装置K2(第二从动缸12b)构成。操作装置12a、12b的固定和供应通过壳体构件(供应构件47/执行器壳体22)进行。所述壳体构件还负责直接从变速器构件供应液压液。供应构件47负责以下功能：从变速器钟罩(变速器壳体27)中接收压力流体以及用于离合器1的冷却油。为此，在后部区域设置了传送几何机构，以及在其之间设置了密封件48。所述密封件通常可以被设计成O型垫圈。在构件中标出了流体通道11a、11b。另外，引导直径和压力腔28a、28b也位于此处。供应构件47通过构件45直接支撑在带盖轴承15上。由此实现内部力线。在另一个变体中可以考虑，放弃构件45并直接凭借壳体构件47/执行器壳体22支撑在轴承15上。安装时，轴承15会在离合器中找到一个轴承座，所述轴承座与混合动力模块侧的轴承结构24一起支承转子5/模块1。为此，在离合器盖18中会实现一个用于容纳构件15的底座。因为所述底座为分段式结构，所以最好通过另一个构件(卡环20)对其进行支撑。离合器盖18的其余节段用于容纳齿轮32。该齿轮32用于驱动油泵。在转动离合器1时，还会直接操作泵，并为系统供油。子系统K1和K2分别由一个活塞(21a/21b)，一个轴承31a、31b，例如此处为滚针轴承(同样可考虑球轴承)，以及一个垫圈(49)和两个分别为密封圈形式的密封件(50a/50b)构成。

Claims (10)

1.一种适用于机动车动力总成系统的离合装置(1)，带有一个壳体(2)，一个以可相对于所述壳体(2)围绕旋转轴(3)以旋转的方式支承的支架(4)，一个凭借其转子(5)以可转动方式与所述支架(4)耦合的电机(6)，多个离合器(7、8、9)，其中，所述每个离合器(7、8、9)都凭借一个离合组件(10b、10c、11a)以抗扭转方式容纳在所述支架(4)上，以及带有一个具有至少一个从动缸(12a、12b)的操作装置(13)，其中，所述至少一个的从动缸(12a、12b)以操作方式作用于所述离合器(7、8、9)，其特征在于，所述至少一个的从动缸(12a、12b)沿轴向方向支撑在立式推力轴承(15)上，所述立式推力轴承在工作状态下相对于壳体固定的区域(14)支撑着所述支架(4)。
2.根据权利要求1所述的离合装置(1)，其特征在于，所述立式推力轴承(15)轴向位于所述至少一个的从动缸(12a、12b)后面，并且由一个球轴承或滚针轴承构成。
3.根据权利要求1或2所述的离合装置(1)，其特征在于，所述立式推力轴承(15)凭借第一轴承环(16)容纳在所述支架(4)的一个支撑段(18)上，其中，所述支撑段(18)以抗扭转的方式与所述支架(4)的一个轴向延伸的、并且与所述转子(5)以可转动方式耦合的紧固段(19)相连。
4.根据权利要求3所述的离合装置(1)，其特征在于，所述支撑段(18)由多个在圆周方向上相互连接的部分构成，其中，所述这些部分通过卡环(20)例如支承环或支撑垫圈相互连接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的离合装置(1)，其特征在于，所述至少一个的从动缸(12a、12b)沿轴向方向支撑在所述立式推力轴承(15)的第二轴承环(17)上。
6.根据权利要求5所述的离合装置(1)，其特征在于，所述至少一个的从动缸(12a、12b)凭借以可移动方式容纳着至少一个活塞(21a、21b)的执行器壳体(22)直接或间接轴向支撑在所述第二轴承环(17)上。
7.根据权利要求5或6所述的离合装置(1)，其特征在于，所述至少一个的从动缸(12a、12b)沿所述旋转轴(3)的轴向方向支撑在所述第二轴承环(17)上。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的离合装置(1)，其特征在于，所述带有一个支撑段(23)的支架(4)借助另一个立式推力轴承(24)支承在所述壳体(2)上。
9.一种适用于机动车动力总成系统的驱动单元(40)，带有一个根据权利要求1至8中至少一项所述的离合装置(1)以及一个变速器装置(25)，其中，所述变速器装置(25)的变速器输入轴(26a；26b)以抗扭转的方式与所述离合装置(1)离合器(8、9)的离合组件(11b、11c)相连。
10.根据权利要求9所述的驱动单元(40)，其特征在于，所述变速器装置(25)具有一个与所述离合装置(1)壳体(2)牢固相连的变速器壳体(27)，其中，所述沿轴向方向支撑着所述至少一个的从动缸(12a、12b)的立式推力轴承(15)直接容纳在所述变速器壳体(27)上。
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