CN115143201A - 扭矩传递装置 - Google Patents

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CN115143201A CN202210313726.5A CN202210313726A CN115143201A CN 115143201 A CN115143201 A CN 115143201A CN 202210313726 A CN202210313726 A CN 202210313726A CN 115143201 A CN115143201 A CN 115143201A
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罗曼·魏森伯恩
马克·芬肯泽勒
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Abstract

本发明涉及一种扭矩传递装置(100)，该扭矩传递装置具有围绕转动轴线(d)布置的扭转振动减振器(101)和借助插接连接部(103)与其不可相对转动地连接的摩擦离合器(102)。为了降低离心力在摩擦离合器(102)的传递性能上的影响，摩擦离合器(102)可借助液压致动器自动地操作，液压致动器具有能够根据压力在可由压力供给装置经由压力通道(139)在轴区段(140)中加载压力的压力腔(138)中轴向移动的活塞(135)，并且压力腔(138)仅沿径向布置在插接连接部(103)之内。

Description

扭矩传递装置
技术领域
本发明涉及一种扭矩传递装置，该扭矩传递装置具有围绕转动轴线布置的扭转振动减振器和借助插接连接部与其不可相对转动地连接的摩擦离合器。
背景技术
这种类型的扭矩传递装置应用在驱动系中、尤其混合动力的驱动系中，对内燃机的扭矩进行传递并且隔离扭转振动以及自动化地分离内燃机与其余驱动系。例如由DE 102019 133 731 B3已知一种扭矩传递装置，该扭矩传递装置具有容纳在内燃机的曲轴上的扭转振动减振器和借助插接连接部连接在其下游并且能转动地支承在轴上的摩擦离合器。摩擦离合器以静液的方式操作，其方式是，从径向外部被供给主动缸压力的从动缸借助从动缸活塞使得摩擦离合器的压板在摩擦盘的摩擦衬片夹紧情况下沿轴向相对于轴向固定的反压板轴向移动。
发明内容
本发明的目的是改进这种类型的扭矩传递装置。本发明的目的尤其是提出对摩擦离合器的液压操作，其尽可能不受离心力影响。
该目的通过权利要求1的对象实现。权利要求1的从属权利体现权利要求1的对象的优选实施方式。
提出的扭矩传递装置用于传递和隔离例如包括承受扭转振动的内燃机和可能的电机的驱动单元的施加的扭矩的扭矩振动。在此，摩擦离合器应能够使驱动单元与其余的驱动系、例如变速器或双离合变速器以及可能的另一电机分离，从而实现不同的运行模式，例如混合动力行驶、仅借助内燃机的行驶、仅借助一个或多个电机的行驶、在其余驱动系脱耦时起动内燃机、能量回收等。
扭矩传递装置能借助插接连接部、例如插接啮合部不可相对转动地连接，从而例如在安装驱动系时使得例如固定在内燃机的曲轴上和例如在其余驱动系上借助啮合部不可相对转动地容纳在轴区段上的摩擦离合器彼此连接。插接连接部可沿周向方向预紧地构造，从而避免在有圆周间隙的情况下插接连接部发出嗒嗒声。
扭转振动减振器包括例如由冲压的和变形的板材部件构成的、能围绕转动轴线转动地布置的输入部件，该输入部件包括在圆周上分布布置的紧固开口，紧固开口用于将扭转振动减振器容纳在曲轴上或与其连接的轴上。扭转振动减振器还包括输出部件，输出部件具有用于形成与摩擦离合器的插接连接部的输出套筒。输出套筒可构造成具有内啮合部的平的板材部件或可具有轴向突出部，在轴向突出部上加工、例如压制出与离合器盘的套筒部件的构型互补的构型或在实心构造的输出套筒中冲击或拉削出该构型。
输出套筒可具有内部构型或外部构型，例如用于形成插接连接部的内啮合部或外啮合部。输入部件和输出部件相对彼此克服弹簧装置的作用可受限地围绕转动轴线转动。输入部件的两个在径向外部彼此紧密连接、例如焊接的盘形部件可形成必要时至少部分地填充有润滑剂的用于弹簧装置的环形腔。弹簧装置可由多个在圆周上分布布置的、布置在相同的或不同的半径上的和/或彼此嵌接的螺旋压缩弹簧形成。螺旋压缩弹簧的至少一部分可由长的、在其使用半径上预弯曲的分成两部分、三部分或四部分的弧形弹簧形成。
为了隔离扭转振动，螺旋压缩弹簧分别在其端侧上沿周向方向起作用地加载在输入侧和输出侧。例如在盘形部件上可设置接合到沿周向方向相邻的端侧之间的凸起，凸起用于在输入侧上的加载。输出部件可具有与输出套筒连接或一件式实施的法兰部件，该法兰部件借助径向加宽的法兰翼接合到沿周向方向相邻的端侧之间并且在输出侧加载螺旋压缩弹簧。弹簧装置的作用可经由输入部件和输出部件之间的转动角的至少一部分与摩擦叠加，例如用于密封环形腔的摩擦装置。
为了进一步隔离扭转振动，尤其可在输出侧设置至少一个离心摆。例如离心摆可具有构造成摆法兰的摆质量件支架，在摆质量件支架上在两侧布置摆质量件并且借助穿过摆法兰的开口接合的中间部件彼此连接成摆质量件单元。借助摆动轴承实现了摆质量件单元在摆法兰上的摆动布置。在第一实施方式中，在摆质量件上以及在摆法兰上可构造轴向相对的开口，开口具有加工的运行轨道，沿轴向跨接开口的摆动滚轮在该运行轨道上滚动。在另一实施方式中，在中间部件上以及在用于容纳中间部件的开口上在同一平面中加工出彼此叠置的运行轨道，摆动滚轮在运行轨道上滚动。
在替代的实施方式中，摆质量件支架由两个彼此连接的、形成用于分布布置在圆周上的摆质量件的轴向的容纳区域的侧部件形成。摆动轴承在此在侧部件中以及在摆质量件中形成在轴向相对的具有加工出的运行轨道的开口上，跨接开口的摆动滚轮在运行轨道上滚动。
离心摆可布置在环形腔之内和/或之外。例如在离心摆布置在环形腔内时，法兰部件形成摆质量件支架。
摩擦离合器在输出套筒旁边借助与其互补的套筒部件与内部构型或外部构型、例如内啮合部或外啮合部形成插接连接部。套筒部件形成摩擦离合器的输入部件并且是离合器盘的一部分，离合器盘的两侧布置的摩擦衬片可在轴向固定的反压板和通过自动化操作的致动器沿轴向朝反压板移动的压板之间夹紧。包括压板和反压板的离合器主体不可相对转动地、例如借助啮合部与其余驱动系的轴区段不可相对转动地连接并且必要时轴向地固紧。例如离合器主体可贴靠在轴区段的径向突出部上并且在另一侧借助卡环固紧。
通过将具有活塞的压力腔固定地容纳在离合器主体上可使得摩擦离合器的操作的力路径在摩擦离合器内闭合地形成。
摩擦离合器可构造成通过致动器强制性闭合的、即在未操作的状态中为打开的摩擦离合器或构造成强制性打开的、即在未操作的状态中为闭合的摩擦离合器。摩擦离合器借助液压致动器操作。液压致动器包括压力腔和在压力腔中能根据压力轴向移动的活塞。压力腔借助布置在如变速器输入轴这样的轴或轴区段中的压力通道在中间连接至少一个用于控制施加在压力腔上的压力的压力阀的情况下与压力供给装置、例如优选电气操作的泵连接。
在此，活塞直接地或间接地沿轴向加载压板，使得摩擦离合器与压力相关地根据作为强制性闭合或打开的摩擦离合器的构造闭合或打开。
为了尤其在压力腔被填充以及完全操作摩擦离合器时使得作用到压力介质上的离心力影响最小，以及无需高成本可再次取消操作，压力腔仅沿轴向布置在插接连接部之内，因此布置在小的、通过离心力较小影响的直径上。可以有利的方式使压力腔直接地沿径向布置在轴或轴区段之外、例如沿径向布置在紧固开口之内，紧固开口用于将扭转振动减振器容纳在内燃机的曲轴上。优选由板材变形而成的活塞、例如容纳在环形地围绕转动轴线布置的压力空间中的环形活塞在此可包围压力腔并且具有径向加宽的操作法兰，该操作法兰用于操作摩擦离合器。
因此，为了在压力腔中的压力基本保持不变的情况下施加所需的压力，可借助由活塞轴向加载的杠杆弹簧操作摩擦离合器。为此活塞的构造成径向突出部的操作法兰操作杠杆弹簧，杠杆弹簧支撑在离合器主体上并且在设置所需的杠杆性能的情况下使得摩擦离合器的压板在夹紧摩擦衬片的情况下沿轴向朝反压板移动。在强制性闭合的摩擦离合器中，为此使用单臂的杠杆弹簧，单臂的杠杆弹簧在径向外部支撑在离合器主体上并且沿径向在操作法兰之外操作压板。在强制性打开的摩擦离合器中，杠杆弹簧支撑在离合器主体上并且将压板预紧到反压板上。通过借助操作法兰使径向内部的杠杆尖端轴向移动，使压板相对于反压板预紧并且取消离合器盘的夹紧的摩擦衬片来操作摩擦离合器。根据压板相对于反压板的轴向布置，即在变速器侧或发动机侧布置具有活塞的压力腔，活塞具有朝驱动单元的方向或朝变速器的方向的作用方向并且通过使用强制性闭合或强制性打开的摩擦离合器可通过活塞被牵拉或挤压来操作摩擦离合器。
为了使压板不可相对转动地且沿着其轴向复位运动在未受载荷的状态中弹性地容纳在离合器主体上，可在压板和离合器主体之间设置克服活塞作用起作用的弹簧组件，弹簧组件使得压板和离合器主体不可相对转动地彼此连接。
弹簧组件例如可由沿周向方向布置在压板和离合器主体之间的板簧形成。弹簧组件可沿径向布置在离合器主体的轴向突出部之外，以容纳反压板。
除了设置的扭转振动隔离，还可设置对曲轴的轴向、摆动和/或筛式振动的隔离。为此可在摩擦衬片和离合器盘的形成插接连接部的套筒部件之间设置轴向弹性的区域。例如一个或多个轴向弹性的弹簧板可彼此贴靠。例如摩擦衬片支架可沿径向向内加宽并且与套筒部件连接、例如铆接。
插接连接部及其构件、例如输出侧的法兰部件和输出套筒和套筒部件以及离合器盘可在扭转振动减振器的输入部件上对中和/或支承在其上。例如用于加强紧固开口的加强环可具有轴向突出部，插接啮合部可转动地例如借助滑动轴承支承在轴向突出部上。替代地，销、例如压制的对中凸点在周向上分布地可在输入部件的盘形部件上沿轴向延伸，插接啮合部例如在中间放置滑环的情况下支承在对中凸点上。
附图说明
根据图1至图5中示出的实施例更详细地描述本发明。附图示出：
图1示出了能围绕转动轴线转动地布置的扭矩传递装置的上部的剖视图，
图2在相同类型的示意图中示出了相对于图1的扭矩传递装置有所改变的扭矩传递装置，
图3在相同类型的示意图中示出了相对于图1和图2的扭矩传递装置有所改变的扭矩传递装置，
图4在相同类型的示意图中示出了相对于图1至图3的扭矩传递装置有所改变的扭矩传递装置，以及
图5在相同类型的示意图中示出了相对于图1至图4的扭矩传递装置有所改变的扭矩传递装置。
具体实施方式
图1示出了能围绕转动轴线d转动地布置的扭矩传递装置100的上部的剖视图。扭矩传递装置100由扭转振动减振器101和摩擦离合器102构成，它们借助插接连接部103彼此不可相对转动地连接。
扭转振动减振器101包括输入部件104和克服弹簧装置106的作用沿周向方向相对于输入部件104受限地能围绕转动轴线d转动的输出部件105。输入部件104借助穿过盘形部件108和加强环109的在圆周上分布布置的紧固开口107的固紧螺栓110与未示出的内燃机曲轴固定连接。盘形部件108在径向外部具有轴向突出部，轴向突出部与盖部件111固定连接，例如焊接，从而形成环形腔112，弹簧装置106安装在环形腔中。
弹簧装置106包括在圆周上分布布置、优选构造成弧形弹簧的螺旋压缩弹簧113，螺旋压缩弹簧在此仅暗示地示出克服离心力在径向外部支撑。为了避免摩擦，环形腔112可至少部分地填充润滑剂。
输入部件104在输入侧沿周向方向加载螺旋压力弹簧113，方式是如在此处所示的在盘形部件108上以及在盖部件111上设置凸起114、115，凸起分别接合到螺旋压力弹簧113的沿周向方向相邻的端侧之间并且沿周向方向加载端侧。
输出部件105包括法兰部件116，法兰部件在径向外部具有径向加宽的法兰翼117，法兰翼接合到螺旋压缩弹簧113的沿周向方向相邻的端侧之间并且沿周向方向在输出侧加载端侧且沿轴向穿入凸起114、115之间。
法兰部件116在径向内部借助铆接部118与输出套筒119连接。输出套筒119的轴向构造的突出部120具有外部构型121，例如外啮合部，其与摩擦离合器102的离合器盘122的套筒部件123的与外啮合部互补的内部构型124形成不可相对转动的插接连接部103。
设置在加强环109上的轴向突出部125用于扭转振动减振器101的输出部件105和离合器盘122在输入侧的对中以及支承。在输出套筒119的轴向突出部120和加强环125的轴向突出部之间的低摩擦支承借助滑动轴承126实现。
环形腔112在径向外部沿轴向借助盘形弹簧128和摩擦环127在法兰部件116和盖部件111之间沿轴向预紧并且在径向内部借助支撑预紧力的轴向密封环129在盘形部件108和起动盘130之间相对于输出套筒119密封。
摩擦离合器102具有离合器主体131，离合器主体具有径向外部的突出部132和与其连接的、例如紧密焊接的压力腔壳体133。离合器主体131在压力腔壳体133上与轴区段140借助啮合部134不可相对转动地连接并且沿轴向在两侧借助卡环145、146固定。活塞135借助滑环159、160在压力腔壳体133中能沿轴向移动地被支承。压力腔壳体133和活塞135形成借助密封环136、137相对于外部密封的压力腔138。借助至少一个压力通道139为压力腔138供给以压力供给装置的压力加载的压力介质，使得活塞135根据压力轴向地移动并且进而操作摩擦离合器102。压力腔138紧邻轴区段140并且由此布置在尽可能小的直径上，使得围绕转动轴线d转动的扭矩传递装置100的离心力影响最小。
因此为了能将所需的压紧力施加到离合器盘122相对于反压板142的摩擦衬片141和摩擦离合器102的能轴向移动的压板143之间，在利用借助杠杆弹簧144的杠杆比例的情况下沿轴向加载压板143。
为此，活塞135具有径向加宽的操作法兰158，操作法兰沿径向从后方接合杠杆弹簧144的内圆周并且杠杆弹簧在由于压力提升而轴向移动时移动直至虚线示出的位置。在示出的实施方式中，摩擦离合器102构造成经按紧的、即在未操作的状态中打开的摩擦离合器，使得杠杆弹簧144构造成单臂的杠杆并且在径向外部沿轴向支撑在凸起的支撑轮缘157上。在活塞135以及压板143轴向移动时，杠杆弹簧144使得离合器盘122的摩擦衬片141相对不可相对转动地悬挂在轴向突出部132中且借助卡环148轴向固定的反压板142压紧，由此在离合器盘122和离合器主体131之间建立摩擦接合并且将扭矩从扭转振动减振器101的输出部件105经由插接连接部103、经由离合器盘122和离合器主体131传递到轴区段140上。
为了在压力腔中的压力降低时可靠地打开摩擦离合器102，在离合器主体131和压板143之间布置轴向起作用的弹簧组件147。弹簧组件147布置在离合器主体131的轴向突出部132的径向之外。为此，离合器主体131和压板143具有在圆周上分布并且沿周向方向间隔开的径向加宽的凸耳149、150，在凸耳的端部上分别布置板簧151，板簧与活塞135的移动方向相反地起作用。
摩擦离合器102还用于衰减轴向、摆动和/或筛式振动。为此，离合器盘122沿轴向弹性地构造，其方式是与套筒部件123铆接的、在两侧容纳摩擦衬片以容纳摩擦衬片141的衬片载体152沿径向在摩擦衬片与套筒部件123之间构造为轴向弹性的。
由于压力腔壳体133与离合器主体131固定连接，在摩擦离合器之内形成力路径并且摩擦离合器102的进一步的轴向支撑是必需的。
与图1的扭矩传递装置100不同，在相同类型的示意图中示出的图2的扭矩传递装置200示出了实心制造、例如制成为锻造部件的输出套筒219，而不是由板材制成的输出套筒119。在此，法兰部件216借助输出套筒219被填密。此外，离合器主体231的在变速器侧的止挡借助轴区段240的凸肩246实现，而不是将图1的卡环146设置在轴区段240上。在所有实施方式中都可设置这种凸肩246。
在图3中示出了能围绕转动轴线d转动地布置的扭矩传递装置300的上部的剖视图。与图1、图2的扭矩传递装置100、200不同，输出部件305和离合器盘322在扭转振动减振器301的输入部件304的对中有所变化。为此，在圆周上分布的对中凸点353从输入部件304的盘形部件308将沿轴向压出到环形腔312中，滑环326在径向内部贴靠到环形腔上。输出部件305的输出套筒319的外圆周以及离合器盘322经由插接连接部303可转动地支承在滑环326的内圆周上。作为尤其在安装期间的辅助对中，加强环309可具有径向扩宽的、环绕的或构造在圆弧区段上的对中凸缘354。
图4示出了扭矩传递装置400，相对于图3的扭矩传递装置300，该扭矩传递装置在输出部件405和离合器盘422相对于扭转振动减振器401的输入部件404的支承方面有所改变。在此，在径向内部贴靠到对中凸点453上的滑环426贴靠到铆接部418的铆钉455上以连接输出套筒419与法兰部件416。输出套筒419在此可构造成平的齿盘以形成插接连接部403，齿盘具有例如内啮合部的内部构型421，其中，离合器盘的套筒部件423形成外部构型424，例如插接连接部403的外啮合部。
图5示出了扭矩传递装置500，其输出部件505和离合器盘522在输入部件504上的支承相对于图3和图4的扭矩传递装置300、400的支承有所改变。为此，在一侧在输入部件504的盘形部件508上并且在另一侧在输出部件504的法兰部件514上在不同直径上在圆周上分布地沿轴向相对指向的对中凸点553、556被压开。滑环526沿径向在它们之间分别对其地贴靠。法兰部件516和输出套筒519构造成一件式。为了形成插接连接部503，输出套筒519可形成套筒部件523的在内圆周的区域中平的或相对于外部构型524轴向换位的内部构型521。
附图标记列表
100 扭矩传递装置
101 扭转振动减振器
102 摩擦离合器
103 插接连接部
104 输入部件
105 输出部件
106 弹簧装置
107 紧固开口
108 盘形部件
109 加强环
110 固紧螺栓
111 盖部件
112 环形腔
113 螺旋压缩弹簧
114 凸起
115 凸起
116 法兰部件
117 法兰翼
118 铆接部
119 输出套筒
120 突出部
121 外部构型
122 离合器盘
123 套筒部件
124 内部构型
125 突出部
126 滑动轴承
127 摩擦环
128 盘簧
129 轴向密封环
130 起动盘
131 离合器主体
132 突出部
133 压力腔壳体
134 啮合部
135 活塞
136 密封环
137 密封环
138 压力腔
139 压力通道
140 轴区段
141 摩擦衬片
142 反压板
143 压板
144 杠杆弹簧
145 卡环
146 卡环
147 弹簧组件
148 卡环
149 凸耳
150 凸耳
151 板簧
152 衬片载体
157 卡环
158 操作法兰
159 滑环
160 滑环
200 扭矩传递装置
216 法兰部件
219 输出套筒
231 离合器主体
240 轴区段
246 凸肩
300 扭矩传递装置
301 扭转振动减振器
303 插接连接部
304 输入部件
305 输出部件
308 盘形部件
309 加强环
312 环形腔
319 输出套筒
322 离合器盘
326 滑环
353 对中凸点
354 对中凸缘
400 扭矩传递装置
401 扭转振动减振器
403 插接连接部
404 输入部件
405 输出部件
416 法兰部件
418 铆接部
419 输出套筒
421 内部构型
422 离合器盘
423 套筒部件
424 外部构型
426 滑环
453 对中凸点
455 铆钉
500 扭矩传递装置
503 插接连接部
504 输入部件
505 输出部件
508 盘形部件
516 法兰部件
519 输出套筒
521 内部构型
522 离合器盘
523 套筒部件
524 外部构型
526 滑环
553 对中凸点
556 对中凸点
d 转动轴线

Claims (10)

1.一种扭矩传递装置(100、200、300、400、500)，所述扭矩传递装置具有围绕转动轴线(d)布置的、能容纳在内燃机的曲轴上的扭转振动减振器(101、301、401)和借助插接连接部(103、303、403、503)与其不可相对转动地连接且不可相对转动地支承在轴区段(140、240)上的摩擦离合器(102)，其特征在于，所述摩擦离合器(102)能借助液压致动器自动地操作，所述液压致动器具有能够根据压力在能由压力供给装置经由压力通道(139)在所述轴区段(140、240)中加载压力的压力腔(138)中轴向移动的活塞(135)，并且所述压力腔(138)仅沿径向布置在所述插接连接部(103、303、403、503)之内。
2.根据权利要求1所述的扭矩传递装置(100、200、300、400、500)，其特征在于，所述压力腔(138)沿径向布置在紧固开口(107)之内，以将所述扭矩传递装置(100、200、300、400、500)容纳在内燃机的曲轴上。
3.根据权利要求1或2所述的扭矩传递装置(100、200、300、400、500)，其特征在于，借助由所述活塞(135)沿轴向加载的杠杆弹簧(144)操作所述摩擦离合器(102)。
4.根据权利要求3所述的扭矩传递装置(100、200、300、400、500)，其特征在于，所述活塞具有径向加宽的操作法兰(158)，所述操作法兰跨接所述插接连接部(103、303、403、503)并且在径向外部加载所述杠杆弹簧(144)。
5.根据权利要求3或4所述的扭矩传递装置(100、200、300、400、500)，其特征在于，所述活塞(135)由板材制成。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的扭矩传递装置(100、200、300、400、500)，其特征在于，所述杠杆弹簧(144)构造成单臂杠杆，其在径向外部借助支撑区域支撑在摩擦离合器(102)的轴向固定的离合器主体(131)上并且沿径向在所述活塞(135)和所述支撑区域之间能够将能沿轴向移动的压板(143)在存在借助所述插接连接部(103、303、403、503)与所述扭转振动减振器(101、301、401)的输出部件(105、305、405、505)连接的离合器盘(122、322、422、522)的摩擦衬片(141)的预紧力情况下相对与所述离合器主体(131)连接的反压板(142)沿轴向预紧。
7.根据权利要求6所述的扭矩传递装置(100、200、300、400、500)，其特征在于，在所述压板(143)和所述离合器主体(131)之间设有相对所述活塞(135)的闭合作用反向起作用的弹簧组件(147)，所述弹簧组件使得所述压板(143)和所述离合器主体(131)不可相对转动地且沿轴向弹性地彼此连接。
8.根据权利要求7所述的扭矩传递装置(100、200、300、400、500)，其特征在于，所述弹簧组件(147)沿径向布置在所述离合器主体(131)的轴向突出部(132)之外以容纳所述反压板(142)。
9.根据权利要求7或8所述的扭矩传递装置(100、200、300、400、500)，其特征在于，在所述摩擦衬片(141)和所述离合器盘(122、322、422、522)的形成所述插接连接部(103、303、403、503)的套筒部件(123、423、523)之间设有轴向弹性的区域。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的扭矩传递装置(100、200、300、400、500)，其特征在于，所述摩擦离合器(102)的操作的力路径在所述摩擦离合器(102)内闭合地构造。
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