CN113137434A - 离合器装置 - Google Patents

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CN113137434A CN202011515706.3A CN202011515706A CN113137434A CN 113137434 A CN113137434 A CN 113137434A CN 202011515706 A CN202011515706 A CN 202011515706A CN 113137434 A CN113137434 A CN 113137434A
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Abstract

本发明涉及一种离合器装置，包括带有能轴向压紧的第一片组的第一子离合器和带有能轴向压紧的第二片组的第二子离合器，其中，每个片组具有多个外片和伸入所述外片之间的多个内片，其中，所述第一子离合器的内片在第一内片支架上、所述第二子离合器的内片在第二内片支架上并且两个子离合器的外片在共同的外片支架上在相应的轴向延伸的齿部中能轴向运动地被引导，其中，每个片组能通过单独的操纵元件抵着支座被压紧，其中，在所述外片支架上在齿部中设置有在周向方向上环绕的槽，保险环配合到所述槽中，所述保险环与支撑环连接，所述支撑环形成用于能从相反的侧被压紧的两个片组的共同的支座。

Description

离合器装置
技术领域
本发明涉及一种离合器装置，其包括带有可轴向压紧的第一片组的第一子离合器和带有可轴向压紧的第二片组的第二子离合器，其中，每个片组具有多个外片和伸(greifend)到这些外片之间的多个内片，其中，第一子离合器的内片在第一内片支架上、第二子离合器的内片在第二内片支架上并且两个子离合器的外片在共同的外片支架上在相应的轴向延伸的齿部中可轴向运动地被引导，其中，每个片组可通过单独的操纵元件抵着支座被压紧。
背景技术
这种离合器装置以已知的方式用于在内燃机或电动机的驱动轴与延伸至传动机构的输出轴之间临时地建立传递扭矩的摩擦锁合。当离合器装置实施为单离合器时，离合器装置通常包括：外片支架，其具有在其上可轴向移动的外片；内片支架，其具有在其上可轴向移动的内片，所述内片伸到外片之间；以及通常呈压力罐形式的操纵元件，所述操纵元件可轴向运动，以便将片组抵着支座轴向压紧。外片支架例如与驱动轴连接，通过该驱动轴引入扭矩，而内片支架与通向传动机构的输出轴连接。通过将片组压紧实现力锁合或摩擦锁合，使得从驱动轴经由外片支架引入的力矩可以经由片组传递到内片支架上，并经由该内片支架传递到通向传动机构的输出轴上。
除了设计为具有仅一个片组的单离合器以外，还已知将离合器装置设计为双离合器。在这种情况下，离合器装置包括第一子离合器和第二子离合器，所述第一子离合器和第二子离合器分别具有带有外片和内片的相应片组并且具有外片支架和内片支架，其中，每个片组能够通过单独的操纵元件(即单独的压力罐)被压紧。例如，两个外片支架共同地与引入扭矩的驱动轴连接，而两个内片支架与单独的输出轴连接，所述输出轴通向单独的传动级，该传动级可以通过单个子离合器单独地切换。
上述单离合器或双离合器的结构已周知。
除了具有单独的外片支架的离合器装置以外，还已知这样的构型，其中，两个子离合器的外片在共同的外片支架上近似轴向前后相继地布置。它们可以通过单独的操纵元件沿着外片支架在相反的方向上移动，从而可以将片组压抵单独的支座，用于实现摩擦锁合。这种结构在径向方向上非常紧凑，并且尤其在高离心力作用的应用中适用。这种离合器装置例如可以集成在机动车的所谓的“E轴”中，其中，这种E轴或电轴越来越多地安装在现代的机动车中。由此可以通过作为E轴的一部分的电机来驱动车轮。在电机和将扭矩施加到配属的车轮上的两级式行星齿轮传动机构之间对离合器装置进行切换，从而可以通过该离合器装置切换两个行星齿轮传动级。然而，具有两个子离合器的外片布置在共同的外片支架上的已知离合器装置结构相对复杂，因此需要一种尽可能简单地设计的离合器装置，其例如用于集成在E轴中。
发明内容
因此，本发明所基于的问题是，给出一种改进的离合器装置。
为了解决该问题，根据本发明设置一种开头提到的类型的离合器装置，使得在外片支架上在齿部中设置有在周向方向上环绕的槽，保险环配合到该槽中，该保险环与支撑环连接，该支撑环形成用于可从相反的侧被压紧的两个片组的共同的支座。
在根据本发明的离合器装置中，带有特殊优点地使用轴向地在外片支架上位置固定的支撑环，两个片组压抵该支撑环，用于实现摩擦锁合，即用于切换连接在下游的行星齿轮传动机构。两个操纵元件、即两个压力罐从轴向相反的侧作用在两个片组的相应末端片上，即将这两个片组近似地压向外片支架的中心，在那里布置有共同的支撑环。因此，有利地仅使用一个构件来实现两个片组的两个支撑平面，这简化了离合器装置的结构，因为需要更少的构件，并且这在起作用的离心力方面也是有利的，因为使更小的质量运动。
为了轴向地固定支撑环，如所述那样使用保险环，该保险环一方面固定在支撑环上，使得两者不能轴向地彼此分开，另一方面，该保险环配合到构造在外片支架的齿部上的、围绕周向环绕的槽中，并且在该槽中轴向地固定。因此，通过这种简单的保险环以结构简单的方式实现了对共同的支撑环的轴向固定。装配也与轴向固定同样简单，因为在装配的范畴内只需要将支撑环连同轴向地固定在其上的保险环轴向地推入到外片支架的齿部中，直到保险环径向地卡入齿部槽中。
为了以简单的方式将支撑环与保险环连接，在本发明的一个扩展方案中，支撑环也具有在周向方向上环绕的槽，保险环配合到该槽中。该槽的内直径强制性地略小于保险环的内直径，从而在装配的范畴内可以将保险环压入到该槽中，并且可以将由保险环和支撑环组成的组合推入到片支架齿部中，直至达到一装配位态，在该装配位态中，保险环径向地弹出(ausfedern)到齿部槽中。保险环能够以可设想的简单方式固定在支撑环上，这仅需要将其推到上面，直到其卡入支撑环侧的槽中。
如所述那样，在装配位态中，保险环弹入(einfedern)到构造在片支架齿部中的槽中。在此，槽的外直径符合目的地被选择成大于配合的保险环的外直径，也就是说，保险环带有略微径向间隙地被接收。这种小的径向间隙使得在拆卸离合器装置时根据需要也能够再次将保险环从槽中取出。仅需要利用合适的工具、例如冲头(Krone)使保险环轴向地进到外片支架中，并且利用冲头的在径向外部搭接保险环的相应区段将保险环向内压入到支撑环侧的槽中，随后通过冲头可以将由保险环和支撑环组成的组合从外片支架中拉出。
为了尽可能简单地构型支撑环连同保险环的装配，根据本发明的一个有利扩展方案，齿部在轴向敞开的端部处具有导入斜面，外片以及支撑环连同保险环从该端部被推入。在推入支撑环时，径向向外弹动的保险环抵着导入斜面运动，并且在继续运动时自动地被压入到保险环侧的槽中，从而可以无问题地使保险环沿着片支架齿部轴向地移动。
利用离合器装置的切换，即将一个片组或另一个片组压紧，也强制性地产生离合器装置内的速度的改变。例如，在将离合器装置集成到具有两级式行星齿轮传动机构的E轴中时，在切换时产生在片组方面起作用的周向力，在所述离合器装置的布置中两个输出轴永久地但以不同的转速旋转，两个输出轴中的各一个与离合器装置的一个内片支架耦合。为了在周向方向上也能够在支撑环方面支撑这些周向力，支撑环设有在外周上构造的齿部，该齿部与外片支架的齿部配合。因此，通过这种齿部配合，轴向地通过保险环固定的支撑环现在也在周向方向上被固定，从而可以支撑由切换过程产生的相应周向力。在此，在将离合器装置集成到E轴中时，仅传递两个输出轴之间的转速差，这两个输出轴分别延伸到行星齿轮传动机构的各一个级，在驱动领域中这尤其关于在这种E轴上给出的非常高的转速是有利的。
此外符合目的的是，支撑环在外片支架的齿部上对中。当支撑环如上所述具有在外周上构造的齿部时，也可以毫无问题地在外片支架齿部的齿根圆上实现对中。在这种情况下，相应地对齿部设计尺寸，使得支撑环可以精确地在片支架齿的齿根圆上对中。
如所述那样，支撑环用作支座，一个片组从一侧压抵该支座，而另一片组从另一侧压抵该支座。在此，本发明的一种符合目的的扩展方案设置，支撑环不仅可以用作纯粹的支座，而且同时可以用作片组元件。为此目的，支撑环优选在两侧都设有摩擦衬片，即可以用作摩擦片，其中，在这种情况下，布置在外片支架上的外片全都实施为摩擦片，而布置在内片支架上的片是钢片。也就是说，在这种情况下，支撑环具有双重功能，即一方面具有轴向支撑功能，另一方面也具有片功能。
如所述那样，每个片组通过自身的操纵元件、即其自身的压力罐轴向地从相反的方向被压紧。为了再次将压紧的片组通风、即取消摩擦锁合，需要使相应的压力罐再次轴向地向回运动。为此目的，设置有两个弹簧组，其中，在片组被压紧时，每个操纵元件可以抵抗相应弹簧组的复位力轴向运动。在此，每个操纵元件通过径向位置固定的弹簧组径向地被引导。也就是说，环形的弹簧组不仅具有复位功能，而且具有引导功能。
除了离合器装置本身之外，本发明还涉及一种机动车的电轴，该电轴包括电机、与电机耦合的上述类型的离合器装置以及可通过离合器装置切换的两级式行星齿轮传动机构。
附图说明
下面根据实施例并参考附图阐述本发明。附图是示意图并且示出：
图1作为E轴的一部分的根据本发明的离合器装置的原理图，
图2图1中的离合器装置在装配期间的局部视图，
图3装配后的图2中的离合器装置，和
图4图3中的区域IV的局部放大视图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的E轴或电轴1的局部视图，其包括在此仅按照原理示出的电机2，该电机通过驱动齿部3与驱动轴4的齿部啮合，该驱动轴与离合器装置5耦合。离合器装置5是由第一子离合器6和第二子离合器7组成的双离合器，其中，每个子离合器6、7具有单独的片组8、9，所述片组分别由外片10、11和内片12、13组成。外片10、11在共同的外片支架14上在相应的轴向齿部15中可轴向运动地被引导，这些外片以相应的边缘侧齿部与所述轴向齿部配合。内片12、13在两个单独的内片支架16、17上在片支架16、17上的相应轴向齿部中可轴向运动地被引导，这些内片以片边缘上的相应齿部与所述轴向齿部配合。
为了将两个片组8、9分别带入摩擦锁合，即以传递力矩的方式压紧，示出了呈压力罐形式的两个单独的操纵元件18、19，所述操纵元件分别通过球轴承20、21与相应的液压执行装置的活塞22、23耦合，从而操纵元件18、19可以通过轴向运动的活塞23、23轴向地运动，用于将相应的片组8、9压紧并从而操纵单个子离合器6、7。这种压紧抵抗相应的弹簧组24、25的复位力进行，通过所述弹簧组也径向地引导操纵元件18、19。
在所示的离合器装置中，共同的外片支架14与驱动轴4连接，也就是说，两个子离合器6、7的外片支架14通过电机2以旋转的方式被驱动。
两个内片支架16、17分别与驱动轴26、27连接，其中，驱动轴26延伸至未详细示出的连接在下游的行星齿轮传动机构的一个级，并且驱动轴27延伸至所述行星齿轮传动机构的另一个级。两个驱动轴26、27都在运行中旋转，然而在两个传动级的传动比方面具有彼此不同的转速。也就是说，当从一个传动级切换到另一传动级时，通过两个子离合器6、7分别仅需要传递相应的转速差。内片支架16、17通过相应的轴向齿部配合来与相应的驱动轴26、27连接。
如所述那样，两个片组8、9可以轴向地通过两个操纵元件18、19从相反的方向被压紧。所述片组能抵着支撑环28运动，该支撑环用作用于两个片组8、9的、轴向位置固定的支座，并且通过保险环29轴向地固定在外环14上，并且通过在其外周上构造的单侧齿部30在周向方向上固定，该单侧齿部与外片支架14的轴向齿部15配合。也就是说，在此仅使用一个共同的构件，即支撑环28，因而以双重功能的形式形成用于两个片组8、9的支座。在此，支撑环28可以在两侧具有摩擦衬片，因此支撑环附加地还可以用作外片支架14的片，其中，外片10、11在这种情况下全都实施为摩擦片。
图2示出了离合器装置5在装配期间的局部放大图。可以看出，第一片组8已被装配。现在进行支撑环28连同保险环29的装配。支撑环28具有径向向外敞开的、围绕周边延伸的槽31，支撑环29被置入到该槽中。在装配由支撑环28和保险环29组成的组合时，保险环29松动地、即带有径向间隙地位于槽31中，也就是说，在未加载的状态下，槽31的内直径小于保险环29的内直径。
为了装配，现在将该组合推入到外片支架14中。该外片支架在其轴向齿部15的区域中具有导入斜面32，径向凸出的保险环29抵着该导入斜面运动，并且通过该导入斜面将该保险环强制引导地推入到槽31中。齿部30被导入到轴向齿部15中，从而整个组合可以轴向移动，亦即移动直到保险环29进入到在轴向齿部15中构造的槽33的区域中。该槽33限定了装配最终位态。随着到达，保险环29向外卡扣并因此配合到槽33中，但它同时也还被接收在槽31中，从而使支撑环28轴向地被保险。通过将齿部30与轴向齿部15配合，实现了周向保险并从而还传递或者说支撑了周向力。然后得到在图3中所示的装配最终位态。如箭头P1和P2所示，相应的片组8、9现在可以通过相应的操纵元件18、19轴向地被压紧，其中，这两个片组都压抵由支撑环28形成的共同的支座，该支撑环由于保险环29配合到两个槽31、33中而轴向地被保险。
图4示出了图3中的区域IV的放大视图。示出了支撑环28，该支撑环在该示例中在两侧具有两个摩擦衬片34、35，实施为钢片的内片12、13分别抵着所述摩擦衬片运动。
此外示出，保险环29带有略微径向间隙地被接收在槽33中，这使得在拆卸的情况下可以轴向地将拆卸工具、例如冲头推入，该拆卸工具以相应的区段伸到保险环29和槽基底之间的径向间隙中，从而保险环29可以再次被压入到支撑环28的槽31中并可以从槽33中被取出，以便再次拆卸支撑环28。
此外示出，如所述那样，齿部30仅在一侧实施，而在另一侧，支撑环28的外周36的尺寸确定成使得产生直径对中，以抵抗在片支架14的轴向齿部15的齿根圆上的倾斜或者说变形。
附图标记列表
1 轴
2 机器
3 驱动齿部
4 驱动轴
5 离合器装置
6 子离合器
7 子离合器
8 片组
9 片组
10 外片
11 外片
12 内片
13 内片
14 外片支架
15 轴向齿部
16 内片支架
17 内片支架
18 操纵元件
19 操纵元件
20 球轴承
21 球轴承
22 活塞
23 活塞
24 弹簧组
25 弹簧组
26 驱动轴
27 驱动轴
28 支撑环
29 保险环
30 齿部
31 槽
32 导入斜面
33 槽
34 摩擦衬片
35 摩擦衬片
36 外周

Claims (9)

1.一种离合器装置，包括带有能轴向压紧的第一片组(8)的第一子离合器(6)和带有能轴向压紧的第二片组(9)的第二子离合器(7)，其中，每个片组(8、9)具有多个外片(10、11)和伸到所述外片之间的多个内片(12、13)，其中，所述第一子离合器(6)的内片(12)在第一内片支架(16)上、所述第二子离合器(7)的内片(13)在第二内片支架(17)上并且这两个子离合器(6、7)的外片(10、11)在共同的外片支架(14)上在相应的轴向延伸的齿部中能轴向运动地被引导，其中，每个片组(8、9)能通过单独的操纵元件(18、19)抵着支座被压紧，其特征在于，在所述外片支架(14)上在齿部(15)中设置有在周向方向上环绕的槽(33)，保险环(29)配合到所述槽中，所述保险环与支撑环(28)连接，所述支撑环形成用于能从相反的侧被压紧的两个片组(8、9)的共同的支座。
2.根据权利要求1所述的离合器装置，其特征在于，在所述支撑环(28)上设置有在周向方向上环绕的槽(31)，所述保险环(29)配合到所述槽中。
3.根据权利要求1或2所述的离合器装置，其特征在于，设置在所述外片支架上的槽(33)的外直径大于配合的保险环(29)的外直径。
4.根据上述权利要求之一所述的离合器装置，其特征在于，在所述齿部(15)上设置有导入斜面(32)。
5.根据上述权利要求之一所述的离合器装置，其特征在于，所述支撑环(28)具有在外周上构造的齿部(30)，该齿部与所述外片支架(14)的齿部(15)配合。
6.根据上述权利要求之一所述的离合器装置，其特征在于，所述支撑环(28)在所述外片支架(14)的齿部(15)上对中。
7.根据上述权利要求之一所述的离合器装置，其特征在于，所述支撑环(28)在两侧具有摩擦衬片(34,35)。
8.根据上述权利要求之一所述的离合器装置，其特征在于，每个操纵元件(18、19)能抵抗弹簧组(24、25)的复位力轴向地运动，其中，每个操纵元件(18、19)通过径向位置固定的弹簧组(24、25)径向地被引导。
9.一种机动车的电轴，包括电机(2)、与所述电机(2)耦合的根据上述权利要求之一所述的离合器装置(5)以及能通过所述离合器装置(5)切换的两级式行星齿轮传动机构。
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