CN204300177U - 摩擦式切换元件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种摩擦式切换元件，该摩擦式切换元件包括具有内摩擦片和外摩擦片(5，6)的摩擦片组(4)、具有外带动齿部(2a)的内摩擦片载体(2)、具有内带动齿部(3a)的外摩擦片载体(3)，其中，所述内摩擦片(5)具有与所述外带动齿部(2a)相对应的带动齿部(5a)，并且所述内摩擦片(6)具有与所述内带动齿部(3a)相对应的外带动齿部(6a)。提出：在所述外摩擦片载体或内摩擦片载体(2)的内带动齿部或外带动齿部(2a)的区域内沿轴向并排设置有环绕的径向槽(9)，这些径向槽在其数量方面与内摩擦片(5)或外摩擦片的数量相当，并且在横截面方面与内摩擦片(5)或外摩擦片的带动齿部(5a)的横截面相当。

Description

摩擦式切换元件

技术领域

本实用新型涉及一种摩擦式切换元件。

背景技术

摩擦式切换元件例如已知作为在自动变速器中的切换元件，也就是说作为可液压操纵的离合器或制动器。摩擦式切换元件包括具有内摩擦片和外摩擦片的摩擦片组，这些内摩擦片和外摩擦片通过带动齿部与内摩擦片载体或外摩擦片载体相连接。通常由钢制成并且具有双面衬片的摩擦片尤其出于冷却的原因而在油中运行。在摩擦式切换元件的闭合状态中，所述摩擦片在轴向方向上被挤压在一起，并且在内摩擦片载体和外摩擦片载体之间的转矩通过内摩擦片和外摩擦片之间的摩擦来传递。在摩擦式切换元件打开中，轴向力消失，并且各摩擦片不再被挤压在一起，然而它们或多或少地、尤其通过油互相处于摩擦接触中。因此在摩擦式切换元件的打开状态时产生拖曳力矩，该拖曳力矩尤其在用于机动车的自动变速器中导致损耗。此外，在具有电动机式和内燃机式驱动装置的混合动力传动系时，由于位于电动机和传动系之间的分离离合器构造成摩擦式切换元件而出现这样的损耗。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，避免或最小化在摩擦式切换元件中的这样的损耗。

本实用新型的目的通过如下所述的特征来实现。按照本实用新型的摩擦式切换元件包括具有内摩擦片和外摩擦片的摩擦片组、具有外带动齿部的内摩擦片载体、具有内带动齿部的外摩擦片载体，其中，所述内摩擦片具有与所述外带动齿部相对应的带动齿部，并且所述外 摩擦片具有与所述内带动齿部相对应的外带动齿部，其特征在于，在所述外摩擦片载体或内摩擦片载体的内带动齿部或外带动齿部的区域中轴向并排地设置有环绕的径向槽，这些径向槽在其数量方面相当于内摩擦片或外摩擦片的数量，并且在横截面方面相当于内摩擦片或外摩擦片的带动齿部的横截面。

根据本实用新型，在开头提到类型的摩擦式切换元件中规定，在带动齿部的区域中，在内摩擦片载体或外摩擦片载体上并排设置有环形槽、也就是说环绕的径向槽，带动齿部在周向方向上穿过这些环形槽。并排设置的径向槽的数量相当于内摩擦片或外摩擦片的数量。径向槽的横截面相当于带动齿部的齿的横截面，也就是说基本上相当于摩擦片的宽度。因而可能的是，在摩擦片与径向槽对准时实现了内摩擦片载体或外摩擦片载体的空转，而摩擦片在摩擦式切换元件的打开状态中还相互处于摩擦接触中。由此得到以下优点，即与损耗关联的拖曳力矩消失。尤其在自动变速器中，大量这样的摩擦式切换元件位于该自动变速器中，这导致明显减小变速器损耗。

根据本实用新型的一种优选实施方式，在内摩擦片和外摩擦片之间，也就是说在相邻的摩擦片之间设置有第一弹性元件，这些第一弹性元件在摩擦式切换元件被打开时起间隔保持件的作用，并且因此促使摩擦片的轴向分离以及相对于径向槽的定位。如果径向槽位于内摩擦片载体中，则内摩擦片与径向槽对准，使得内摩擦片载体可以在外摩擦片载体静止时自由地、也就是说无摩擦损耗地转动。备选地规定，第二和第三弹性元件分别成对地设置在相邻的外摩擦片和相邻的内摩擦片之间。由此得到以下优点，即所有的摩擦片可更简单地定位并且在摩擦片与弹性元件之间的相对转速得以避免。

根据另一种优选实施方式，弹性元件构造成碟形弹簧，所述碟形弹簧这样定位摩擦片，使得摩擦片与径向槽对准。

根据另一种优选实施方式，弹性元件可以与摩擦片构造成一件式的，例如以环绕的波纹部的形式构造或者构造成伸出的弹性元件、例如构造成舌状片或凸片。

根据另一种优选实施方式，外摩擦片载体构造成操纵元件，该操纵元件可轴向移动地设置在壳体中，但是相对于该壳体是不可转动的。优选地，紧固元件和壳体通过带动齿部互相连接。摩擦片组位于壳体和操纵元件或者外摩擦片载体之间，使得在摩擦式切换元件的闭合状态时得到封闭的力流。径向槽位于操纵元件的内带动齿部的区域中，使得与径向槽对准的外摩擦片可以在壳体静止和操纵元件静止时自由地旋转。

根据另一种优选实施方式，操纵元件通过第四弹性元件、优选碟形弹簧在操纵元件和壳体之间保持就位。

根据另一种优选实施方式，操纵元件的轴向移动通过调整驱动装置实现，该调整驱动装置优选构造成自锁的。

根据另一种优选实施方式，调整驱动装置包括调整环，该调整环可转动地设置在壳体中并且通过传动螺纹与操纵元件相连接。因此，通过调整环的转动可以实现操纵元件的轴向移动。如果传动螺纹设计成自锁的，则操纵元件的被驱控的终端位置可以对于调整驱动装置无能量消耗地被保持。

根据另一种优选实施方式，调整驱动装置包括电动机和蜗轮蜗杆传动装置，该蜗轮蜗杆传动装置驱动调整环。据此实现从电动机到调整环的高的减速和变速器的自锁。

根据另一种优选实施方式，调整环可以被电磁或液压式调整，其中，优选在调整环的圆周上设置有带动元件，通过该带动元件，调整运动借助电磁或液压式操纵被开启。

附图说明

在附图中示出并且在下文详细描述本实用新型的实施例，其中，由说明书和/或附图可以得出其它的特征和/或优点。其中：

图1示出摩擦式切换元件在摩擦片分离的打开状态中的本实用新型的第一实施例，

图2示出根据图1的在被捕捉的、打开的状态中的摩擦式切换元 件，

图3示出根据图1和2的在闭合状态中的摩擦式切换元件，

图4示出在打开状态中的摩擦式切换元件的本实用新型的第二实施例，

图5示出在打开状态中的具有操纵元件的摩擦式切换元件的本实用新型的第三实施例，

图6示出根据图5的在被捕捉的、打开的状态中的摩擦式切换元件，

图7示出根据图6的在闭合状态中的摩擦式切换元件，

图8和图8a示出根据图7的具有调整驱动装置的摩擦式切换元件，

图9示出调整驱动装置的一种备选形式，和

图10示出调整驱动装置的另一备选方案。

具体实施方式

图1作为本实用新型的第一实施例示出一个摩擦式切换元件1，该摩擦式切换元件包括一个内摩擦片载体2、一个外摩擦片载体3——也称为壳体3——以及一个摩擦片组4，并且该摩擦式切换元件绕轴线a旋转。所述摩擦片组4包括多个具有带动齿部5a的内摩擦片5以及多个具有带动齿部6a的外摩擦片6。内摩擦片载体2具有外带动齿部2a(简称带动齿部2a)，并且外摩擦片载体3具有内带动齿部3a(简称带动齿部3a)。内摩擦片5以其带动齿部5a啮合到内摩擦片载体2的带动齿部2a中，并且外摩擦片6以其带动齿部6a啮合到外摩擦片载体3的带动齿部3a中。内摩擦片5和外摩擦片6相对于内摩擦片载体2和外摩擦片载体3可轴向移动；相对于外摩擦片载体3，摩擦片组4通过挡圈7被固定。在内摩擦片5和外摩擦片6之间以及在摩擦片组4和外摩擦片载体3之间设置有构造成碟形弹簧8的第一弹性元件8。在内摩擦片载体2的外带动齿部2a中，在圆周上设置有连续的径向槽9，也称为环形槽或圆周槽。径向槽9的数量相当于内摩擦片5 的数量；在示出的实施例中，这个数量为3。在相邻摩擦片之间、也就是说分别在一个内摩擦片5和一个外摩擦片6之间设置的第一弹性元件8有间隔保持件的功能并且用于分离摩擦片5、6。碟形弹簧8使内摩擦片5这样定向在其轴向位置中，使得内摩擦片与径向槽9对准。

摩擦式切换元件1在示出的位置中处于打开状态，其中，摩擦片5、6正如提到的那样已经由碟形弹簧8分离。在外摩擦片载体3静止时，内摩擦片载体2可以基于径向槽9自由地转动，而不带动内摩擦片5，这些内摩擦片尽管分离还是与外摩擦片6处于摩擦接触中。由此实现，在摩擦式切换元件1打开时，没有拖曳力矩施加到旋转的内摩擦片载体2上，所述内摩擦片载体例如设置在变速器轴上。

图2示出根据图1的摩擦式切换元件1，其中，对于相同的部件使用相同的附图标记。内摩擦片载体2相对于它在图1中的位置相对静止的壳体3在图中向右移动了，使得内摩擦片5不再与径向槽9对准，而是与内摩擦片载体2的带动齿部2a处于齿啮合。通过内摩擦片载体2的该轴向移动，碟形弹簧8被压缩。内摩擦片5和外摩擦片6处于摩擦接触中，使得内摩擦片载体2平衡外摩擦片载体3的转速。然而摩擦式切换元件1还是打开的。与在图1中的位置不同，内摩擦片载体2在图2中“被捕捉”。

图3示出摩擦式切换元件1处于如下的位置中，在该位置中，内摩擦片载体2在图中已继续向右、也就是说已朝向壳体3运动。摩擦片5、6和碟形弹簧8紧密地互相挤压，使得形成紧凑的摩擦片组4，该摩擦片组传递摩擦力矩。这导致内摩擦片载体2和外摩擦片载体3的转速靠近。在此，壳体3可以旋转或者不旋转——在这种情况下摩擦式切换元件1起离合器的作用。摩擦式切换元件1现在闭合。

图4作为本实用新型的第二实施例示出一个摩擦式切换元件11，该摩擦式切换元件具有一个内摩擦片载体12、一个外摩擦片载体13以及一个具有内摩擦片15和外摩擦片16的摩擦片组14，该摩擦片组通过挡圈17相对于壳体13轴向固定。与本实用新型的第一实施例不同，在本实用新型的第二实施例中构造成第二碟形弹簧18的第二弹性 元件18分别设置在两个内摩擦片15之间，并且构造成第三碟形弹簧20的第三弹性元件20分别设置在两个外摩擦片16之间。第二和第三碟形弹簧18、20在摩擦式切换元件11打开时促使摩擦片15、16分离并且使其在轴向方向上定位。由于这种布置，在碟形弹簧18、20和内、外摩擦片15、16之间没有产生相对运动。在所示的位置中，内摩擦片15与径向槽19对准，也就是说内摩擦片载体12可以自由地转动，而没有被拖曳力矩制动。就这点而言，图4与图1相当，也就是说摩擦式切换元件1、11是“在内部被捕捉”。

图5作为本实用新型的另一个实施例示出一个摩擦式切换元件21，也就是说，“在外部被捕捉”的摩擦式切换元件。与在先的实施例不同，外摩擦片载体23构造成操纵元件23，该操纵元件相对于壳体24轴向滑动地被引导。对此，操纵元件23具有外带动齿部23b，并且壳体24具有内带动齿部24a。此外，外摩擦片载体23具有内带动齿部23a，在该内带动齿部中设置有环绕的径向槽29，这些径向槽在所示的位置中与外摩擦片26对准。内摩擦片载体22具有外带动齿部22a，内摩擦片25与该外带动齿部啮合。操纵元件23相对于壳体24通过构造成碟形弹簧27的第四弹性元件27保持就位。其它的碟形弹簧28设置在相邻的摩擦片25、26之间，用于其分离和保持间隔。摩擦式切换元件21被示出在打开状态中。从壳体24连同操纵元件23静止出发，内摩擦片载体22可以连同内摩擦片25和外摩擦片26一起自由地绕着轴线a旋转，而没有被加载拖曳力矩。

图6示出摩擦式切换元件21同样在打开的、但“被捕捉的”状态中，也就是说外摩擦片26处于与操纵元件23的带动齿部23a的啮合之中。操纵元件23——相对于在图5中的位置——在图中已向右移动，其中，碟形弹簧27已被张紧。在摩擦片25、26之间的碟形弹簧28已被压缩，使得在摩擦片25、26之间存在摩擦接触。

图7示出在闭合状态中的摩擦式切换元件21，也就是说操纵元件23在图中已进一步向右移动，使得内摩擦片25和外摩擦片26被挤压在一起，并且在内摩擦片载体22和外摩擦片载体23或者壳体24之间 可以传递额定转矩。壳体24在此可以固定——那么存在制动器，或者壳体24可以和内摩擦片载体22一起旋转——那么存在离合器。摩擦式切换元件21的打开以相反的顺序实现。

图8示出摩擦式切换元件21，如在图5至6中所示，但是扩充了一个调整驱动装置30，该调整驱动装置在轴向方向上调整操纵元件23。所述调整驱动装置30包括一个电动机31、一个蜗轮蜗杆传动装置32以及一个调整环33，该调整环可转动地设置在壳体24中。调整环33通过传动螺纹34与操纵元件23相连接。因此，电动机31的转动运动可以转化成操纵元件23的轴向运动。蜗轮蜗杆传动装置32包括一个与电动机轴相连接的蜗杆32a和一个设置在调整环33上的蜗轮32b，如在图8a的局部剖视图中所示。蜗轮蜗杆传动装置32是自锁的，使得操纵元件23的或调整环33的各被驱控的位置可以被保持，无须由电动机31消耗能量。另外，传动螺纹34也可以设计成自锁的。

图9示出调整环35的驱动装置的一种备选方案，所述调整环具有构造成凸起部的、设置在圆周上的带动元件35a。在带动元件35a的两侧设置有电磁铁36、37，这些电磁铁允许带动元件35a和因此调整环35偏转。与在图8中的实施例相似，调整环35通过传动螺纹与这里没有示出的操纵元件23相连接。

图10示出用于调整环38的驱动装置的另一个备选方案，该调整环具有转动活塞38a作为带动件，该转动活塞可枢转地设置在压力室39中。转动活塞38a可以在两侧被加载压力介质，使得产生调整环38的枢转运动，该枢转运动通过没有示出的传动螺纹传递到操纵元件上。

附图标记

1   摩擦式切换元件

2   内摩擦片载体

2a  带动齿部

3   外摩擦片载体/壳体

3a  带动齿部

4   摩擦片组

5   内摩擦片

5a  带动齿部

6   外摩擦片

6a  带动齿部

7   挡圈

8   第一弹性元件/碟形弹簧

9   径向槽

11  摩擦式切换元件

12  内摩擦片载体

12a 带动齿部

13  外摩擦片载体

13a 带动齿部

14  摩擦片组

15  内摩擦片

16  外摩擦片

17  挡圈

18  第二弹性元件/碟形弹簧

19  径向槽

20  第三弹性元件/碟形弹簧

21  摩擦式切换元件

22  内摩擦片载体

22a 带动齿部

23  外摩擦片载体/操纵元件

23a 带动齿部

23b 带动齿部

24  壳体

24a 带动齿部

25  内摩擦片

26  外摩擦片

27  第四弹性元件/碟形弹簧

28  碟形弹簧

29  径向槽

30  调整驱动装置

31  电动机

32  蜗轮蜗杆传动装置

32a 蜗杆

32b 蜗轮

33  调整环

34  传动螺纹

35  调整环

35a 带动元件

36  电磁铁

37  电磁铁

38  调整环

38a 转动活塞

39  压力室

a   旋转轴线

Claims (11)

1.摩擦式切换元件，包括具有内摩擦片和外摩擦片(5、6；15、16；25、26)的摩擦片组(4、14)、具有外带动齿部(2a、12a、22a)的内摩擦片载体(2、12、22)、具有内带动齿部(3a、13a、23a)的外摩擦片载体(3、13、23)，其中，所述内摩擦片(5、15、25)具有与所述外带动齿部(2a、12a、22a)相对应的带动齿部(5a)，并且所述外摩擦片(6、16、26)具有与所述内带动齿部(3a、13a、23a)相对应的外带动齿部(6a)，其特征在于，在所述外摩擦片载体或内摩擦片载体(2、12、23)的内带动齿部或外带动齿部(2a、12a、23a)的区域中轴向并排地设置有环绕的径向槽(9、19、29)，这些径向槽在其数量方面相当于内摩擦片(5、15)或外摩擦片(26)的数量，并且在横截面方面相当于内摩擦片(5、15)或外摩擦片(26)的带动齿部(5a)的横截面。

2.按照权利要求1所述的摩擦式切换元件，其特征在于，在所述内摩擦片(5、25)和外摩擦片(6、26)之间设置有第一弹性元件(8、28)。

3.按照权利要求1所述的摩擦式切换元件，其特征在于，在所述内摩擦片(15)之间成对地设置有第二弹性元件(18)，并且在所述外摩擦片(16)之间成对地设置有第三弹性元件(20)。

4.按照权利要求2所述的摩擦式切换元件，其特征在于，在所述内摩擦片(15)之间成对地设置有第二弹性元件(18)，并且在所述外摩擦片(16)之间成对地设置有第三弹性元件(20)，所述第一、第二和第三弹性元件构造成碟形弹簧(8、18、20、28)。

5.按照权利要求2或3所述的摩擦式切换元件，其特征在于，所述弹性元件与内摩擦片和/或外摩擦片构造成一件式的。

6.按照权利要求1至4之一所述的摩擦式切换元件，其特征在于， 所述外摩擦片载体构造成操纵元件(23)，该操纵元件设置成在壳体(24)中可轴向移动的、但相对于壳体(24)不可相对转动的。

7.按照权利要求6所述的摩擦式切换元件，其特征在于，在所述操纵元件(23)和壳体(24)之间设置有用于定位操纵元件(23)的第四弹性元件(27)。

8.按照权利要求6所述的摩擦式切换元件，其特征在于，所述操纵元件(23)借助调整驱动装置(30)是可轴向移动的。

9.按照权利要求8所述的摩擦式切换元件，其特征在于，所述调整驱动装置(30)包括调整环(33、35、38)，该调整环可转动地设置在壳体(24)中并且通过传动螺纹(34)与操纵元件(23)相连接。

10.按照权利要求9所述的摩擦式切换元件，其特征在于，所述调整驱动装置(30)包括电动机(31)以及蜗轮蜗杆传动装置(32)，通过该蜗轮蜗杆传动装置可驱动调整环(33)。

11.按照权利要求9所述的摩擦式切换元件，其特征在于，所述调整环(35、38)是可电磁或液压式调整的。