CN213088559U - 具有旋转轴线的摩擦离合器、驱动系和机动车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有旋转轴线(2)的摩擦离合器(1)、驱动系和机动车，其中摩擦离合器至少具有以下构件：摩擦片组(4)，包括压板(5)和配对盘(6)，其中，摩擦片组(4)能轴向地压紧，以摩擦接合的方式传递扭矩；输入轴(7)，其与压板(5)持久地以传递扭矩的方式连接；输出轴(8)，其与配对盘(6)持久地以传递扭矩的方式连接；以及离心摆(9)，其具有摆盘件(10)和至少一个在摆盘件(10)中能振动地悬挂的摆质量件(11)，其中，离心摆(9)用于减缓输出轴(8)的扭矩振动。摩擦离合器的特征尤其在于，在离心摆(9)和输出轴(8)之间的扭矩传递能够借助扭矩离合器(12)断开。借助此处提及的摩擦离合器能够在小的结构空间上实现在输出轴侧的离心摆和输出轴之间的分离，其中，在接合的状态下能实现在输出轴和离心摆之间的足够高的扭矩刚度。

Description

具有旋转轴线的摩擦离合器、驱动系和机动车

技术领域

本实用新型涉及一种用于驱动系的具有旋转轴线的摩擦离合器、具有这种摩擦离合器的驱动系以及具有这种驱动系的机动车。

背景技术

由现有技术已知用于分离在机动车的驱动总成、例如内燃机和负载装置、例如驱动轮之间的扭矩传递的摩擦离合器。在此，在若干实施方式中，为了减缓预定频率或预定频率范围的扭矩振动设置呈离心摆形式的扭矩振动缓冲器。离心摆与存在的转速无关地减缓扭矩振动，并且因此在相比于双质量飞轮明显更低的惯性质量的情况下特别有效地用于减缓活塞运行、例如气缸发动机的特性扭矩振动。

在多种应用中，离心摆例如借助与输出轴固定连接的离合器盘的套筒法兰布置在输出轴上、例如连接的变速器的变速器输入轴上。(不可旋转地)固定连接理解为不可借助操作摩擦离合器分离或脱开的连接。在摩擦离合器分开时、即在输入轴、例如内燃机的曲轴和输出轴之间的扭矩传递断开时，离心摆的大的质量惯性矩不利地影响输出轴的不期望的速度变化。因此值得期望的是，离心摆仅在离合器接合的状态下与输出轴连接。但是这两个构件必须为离心摆的正常运转而力矩刚性地彼此连接。因此必须找出如何能够在现有的结构空间中成本有利地且以尽可能低的操作力实现分开的解决方案。

实用新型内容

在此基础上，本实用新型的目的是至少部分地克服现有技术中已知的缺点。由独立权利要求得到根据本实用新型的特征，在从属权利要求中列出了独立权利要求的有利的设计方案。权利要求的特征可以通过任意技术上有意义的方式组合，其中，为此也可参考下面描述中的说明以及附图中的特征，其包括本实用新型的补充设计方案。

本实用新型涉及一种具有旋转轴线的摩擦离合器，摩擦离合器用于驱动系，摩擦离合器至少具有以下构件：

-摩擦片组，包括压板和配对盘，其中，摩擦片组能轴向地压紧，以摩擦接合地传递扭矩；

-输入轴，输入轴与压板持久地以传递扭矩的方式连接；

-输出轴，输出轴与配对盘持久地以传递扭矩的方式连接；以及

-离心摆，离心摆具有摆盘件和至少一个在摆盘件中能振动地悬挂的摆质量件，其中，离心摆用于减缓输出轴的扭矩振动。

摩擦离合器的特征尤其在于，在离心摆和输出轴之间的扭矩传递能够借助扭矩离合器断开。

下面在没有明确相反指示的情况下使用轴向、径向或周向和对应术语时都是参考所述旋转轴线描述。

摩擦离合器用于将扭矩从驱动轴能断开地传递到负载装置上或沿相反的方向传递。负载装置例如是机动车的至少一个驱动轮和/或辅助机组，例如空调压缩机或发电机。能断开的扭矩传递通常经由(至少一个)摩擦片组实现。摩擦离合器例如实施成具有两个分离的摩擦片组的双离合器，其中，优选在保持(近似恒定的)扭矩的情况下，一个输入轴通常借助相应的摩擦片组能与两个输出轴同时地或交替地连接。为此，通常还分别为摩擦片组设置两个单独的操作系统。优选地，为另一摩擦片组的另一输出轴设置另一离心摆、特别优选根据下面描述的另一离心摆。

摩擦片组具有压板和配对盘。压板能轴向移动地与输入轴、例如直接地或间接地与驱动机的驱动轴、例如内燃机的曲轴持久地以传递扭矩的方式、即不可旋转地连接。例如，输入轴和驱动轴是相同的构件。在另一实施方式中，输入轴形成由驱动轴和共同旋转的离合器盖构成的系统，驱动轴和离合器盖彼此例如螺旋连接。压板由于压紧力能以摩擦面压到至少一个配对盘的对应的配对摩擦面上。因此，他们形成摩擦副。在特别简单的实施方式中，配对盘是轴向固定的反压板。在更常见的配置中，例如为了提高摩擦副的数量，配对盘是可沿轴向压紧在压板和反压板之间的摩擦盘。在该配置中，反压板持久地以传递扭矩的方式与压板连接、但是沿轴向固定，以形成用于所需的轴向压紧力的反压支承件。在摩擦片组的另一实施方式中，设有多个摩擦盘，其中，可轴向移动的、与压板持久地以传递扭矩的方式连接的中间板分别布置在两个摩擦盘之间。中间板也是一种压板，其中，在此压紧力大多仅间接地、即非直接地经由压板侧的摩擦盘传递到中间板上。配对盘与输出轴、例如直接地或间接地与例如换挡变速器的变速器输入轴持久地以传递扭矩的方式、即不可相对旋转地连接。由于所述的压紧力，经由至少一个摩擦副获得摩擦力。摩擦力或者说摩擦力的总和与摩擦面的平均半径相乘得到能借助摩擦片组传递的扭矩。

为了使扭矩振动与驱动系其余部分脱耦，有利的是，在摩擦离合器的区域中、即例如在换挡变速器之前已经减弱或抑制扭矩振动。为此设置离心摆，离心摆与存在的转速无关地借助至少一个、通常至少两个至四个能振动地或者说摆动地悬挂的摆质量件的相反振动有针对性地减缓特征谐振频率。离心摆的惯性质量相比于双质量飞轮更小，但是不可忽略。此外可在输出轴侧激励摆质量件的配对摆，配对摆产生相反扭矩。

此时在此提出，通过设置扭矩离合器，离心摆能脱开地与输出轴连接。作为扭矩离合器优选是摩擦接合机构，从而在断开的状态下以及在连接时、即在接合时允许相对旋转运动。但是原则上，牙嵌离合器或花键齿部也是合适的实施方式。在此有利的是，在扭矩离合器的接合状态下，张紧元件、例如以张紧力沿周向或沿轴向接合或跨接接合所需的间隙。

通过在优选的实施方式中借助这种能脱离的具有大的摆质量件的离心摆替换双质量飞轮，由此还可节省轴向的结构空间和制造成本。

根据摩擦离合器的有利的实施方式，扭矩离合器构造成盘毂锥形机构(Nabenkonus)。

特别优选的扭矩离合器是盘毂锥形机构，其中，通过在轴向的接合路径上的相对斜面角的径向倾斜，能够如此提高摩擦力，使得在输出轴和离心摆之间提供充分抗扭转的连接。同时，直至摩擦接合方式的接合都允许在接合副之间的相对转动。张紧元件可简单地实施成轴向弹簧、例如轴向特别节省结构空间地实施成盘形弹簧。在小的斜面角情况下产生高的接合力，从而在该路径上，以在摩擦离合器中通常可提供的轴向结构空间实现的角能够使操作力降低至多80％。

根据摩擦离合器的有利的实施方式，压板具有沿轴向与压板固定连接的板杠杆，并且能借助板杠杆如此操作扭矩离合器，使得扭矩离合器能够借助用于压紧摩擦片组的操作系统操作。

对于大多应用情况，在压紧摩擦片组时为了减缓经由输入轴引入的扭矩振动而接合扭矩离合器，并且在分开摩擦片组时断开扭矩离合器。

在该实施方式中，压板、实施成中间板的压板具有板杠杆。板杠杆优选实施为轴向刚性的，并且在(直接或间接地)操作压板、即压板沿轴向朝配对盘运动以闭合摩擦片组时操作扭矩离合器、优选轴向地操作扭矩离合器。在一种实施方式中，在摩擦片组完全闭合之前，已经借助板杠杆接合离心摆的扭矩离合器。此处称为操作系统的用于压紧摩擦片组的系统设置成被动式或主动式。若该系统是被动式操作系统，则在没有施加主动的反向力时闭合摩擦片组。这种配置称为常闭式的摩擦离合器。而若该系统是主动式的，则摩擦离合器是常开式的，即在该通常状态下不能借助摩擦片组传递最大传递扭矩。常开式的配置例如出现在实施成双离合器的摩擦离合器中和/或在自动化操作的摩擦离合器中。

优选地，摩擦片组借助杠杆弹簧常闭合，并且板杠杆具有如下优点，即可以利用盘形弹簧的杠杆的在现有的径向结构空间上可提供的力传动比来将降低力。此外无需使操作轴承、例如所谓的分离轴承具有用于操作离心摆的扭矩离合器的附加接触部位，接触部位可引起迟滞特性和公差。

根据摩擦离合器的有利的实施方式，扭矩离合器能借助弹簧元件接合，其中，弹簧元件将摆盘件压到压板侧的迟滞摩擦副上，其中优选地，迟滞摩擦副布置在根据上面描述的任一种实施方式所述的板杠杆上。

在该实施方式中，离心摆额外地配备有简单构造的迟滞装置。迟滞装置包括迟滞摩擦副，例如弹性体环或具有弹性体类型的摩擦面的环。优选与摆盘件一件式成型的摩擦环能沿轴向压到该摩擦面上，其中，摩擦环优选具有金属的配对摩擦面。替代地，摩擦环实施成例如弹性体环等，并且摩擦副相应地例如实施成金属环。压紧力借助弹簧元件提供，其中，预紧力具有预定的固定的大小。在压板的接合状态下、即摩擦片组的闭合状态下，迟滞摩擦副和摩擦环彼此沿轴向间隔开。在此没有出现迟滞特性。而是摆盘件仅经由扭矩离合器与输出轴携动并且相对压板轴向脱开，并且因此仅间接地经由摩擦片组以传递扭矩的方式与输入轴连接。在压板的分离状态下、即摩擦片组的分离状态下，此时迟滞摩擦副如此与摩擦环牢固地压紧，使得在此在压板和离心摆的摆盘件之间没有相对运动。只有在接合时以及在分离时，迟滞摩擦副上的压紧力处于在此会出现滑摩式的相对运动的数量级中，并且由此出现迟滞特性。若在中间状态中通过在压板和离心摆之间施加超过预定极限值的相对扭矩，例如扭矩(反向)振动的振幅而克服了压紧力，则迟滞摩擦副彼此抬离并且降低或断开在压紧板和离心板中间的扭矩传递。

因为此处弹簧元件同时使离心摆的扭矩离合器接合，在上述情况下也降低了在输出轴和离心摆之间的扭矩传递刚度或中断了扭矩传递。由此在这种情况下离心摆的运动不再、至少不是全部传递到输出轴上。

特别优选地，迟滞摩擦副布置在压板的板杠杆上。因此，在摩擦片组分离时，同时使离心摆的扭矩离合器接合的弹簧元件经由板杠杆偏转。

根据摩擦离合器的有利的实施方式，弹簧元件支撑在输出轴上，并且优选地实施成盘形弹簧。

在该优选的实施方式中，弹簧元件沿轴向支撑在输出轴上，从而无需为弹簧元件设置附加的支承元件。由此节省了附加的构件并且避免了公差。

根据另一方案，本实用新型涉及一种驱动系，驱动系具有包括驱动轴的驱动总成、至少一个负载装置和根据上面描述的任一实施方式所述的摩擦离合器，其中，驱动轴借助摩擦离合器与至少一个负载装置能脱开地连接以传递扭矩。

驱动系设置成，能脱开地、即能接通且能断开地传递用于至少一个负载装置的由驱动总成、例如能量转换机、优选内燃机或电驱动机提供的且经由其驱动轴输出的扭矩。示例性的负载装置是机动车的至少一个驱动轮和/或用于提供电能的发电机。相反地，也可吸收由例如驱动轮引入的惯性能量。至少一个驱动轮则构成驱动总成，其中，驱动总成的惯性能量能借助摩擦离合器传递到发电机上以通过相应设置的驱动系进行回收、即用于电存储制动能量。此外，在优选的实施方式中，设有多个驱动总成，驱动总成借助摩擦离合器能串联地或并联地或彼此脱耦地运行，或者说能分别断开地提供其扭矩以供使用。示例是由电驱动机和内燃机构成的混合动力驱动装置，也可以是能接通各个缸(组)的多缸发动机。

为了有针对性地和/或借助换挡变速器以不同的传动比传递扭矩或断开传递，使用上述摩擦离合器是特别有利的。在待脱耦的扭矩振动由于摩擦片组和与驱动轴持久地以传递扭矩的方式连接的输入轴分开而不可或仅以显著降低的程度传递到输出轴上的状态下，能脱离的离心摆降低了在负载装置的输出轴上的共同旋转的惯性质量。在若干应用情况下，在输入轴和驱动轴之间连接其他的元件，例如负载装置和/或扭矩缓冲器、例如双质量飞轮，从而使得在压板上的扭矩振动与驱动总成的驱动轴的最初扭矩振动不同。

除了上述优点以外，摩擦离合器可简单地构造并且优选在没有附加的结构空间要求的情况下能够轻松地集成到现有的系统中。此外，通过在优选的实施方式中借助这种能脱离的具有大的摆质量件的离心摆替代双质量飞轮能节省轴向的结构空间和制造成本。

根据另一方案，本实用新型涉及一种机动车，机动车具有至少一个驱动轮，能借助根据上面说明的任一实施方式所述的驱动系驱动至少一个驱动轮。

如今大多的机动车具有前置驱动装置，因此优选驱动总成、例如内燃机或电驱动机布置在驾驶室之前并且横向于主行驶方向布置。在这种布置方式中，结构空间特别小，因此特别有利的是，使用小的结构尺寸的摩擦离合器。在结构空间保持不变而要求显著提高功率的机动两轮车中，摩擦离合器的应用类似地设计。

这种问题在根据欧洲分类的小型车类别的轿车中很严重。相对于大型车类别的轿车，在小型车类别的轿车中使用的功能单元不会显著减小。尽管如此，在小型车中可用的结构空间明显更小。上述驱动系具有结构尺寸小的摩擦离合器。同时，至少在摩擦片组分离时借助离心摆的扭矩离合器消除对从动机构的不利影响。在优选的实施方式中，能借助这种能脱离的具有大的摆质量件的离心摆替代双质量飞轮。

轿车例如根据尺寸、价格、重量和功率进行车辆等级分类，其中，该定义根据市场需求不断的变化。根据欧洲分类方式的小型车和超小型车在美国市场中相应为普通级轿车(Subcompact Car)，而在英国市场中对应于超级迷你车(Supermini Car)类别或城市车(City Car)类别。超小型车等级的示例是大众汽车的up！或雷诺的Twingo。小型车等级的示例是阿尔法罗密欧的Mito，大众汽车的Polo，福特的Fiesta或雷诺的Clio。

附图说明

在相关技术背景下，下面参考示出优选设计方案的附图详细说明上述本实用新型。本实用新型不受纯示意图的限制，其中需要注意，附图不是尺寸精确的并且不适用于定义尺寸比例。附图为：

图1以剖视图示出了接合的摩擦离合器的局部；

图2以剖视图示出了断开的摩擦离合器的局部；

图3示出了在机动车中的具有摩擦离合器的驱动系。

具体实施方式

在图1中以剖视图示意性地示出了具有旋转轴线2的接合的摩擦离合器1的局部，围绕旋转轴线能够可断开地传递扭矩。摩擦离合器1实施成简单的具有唯一的摩擦片组4的摩擦离合器，摩擦片组包括压板5和配对盘6。配对盘6持久地以传递扭矩的方式与输出轴8连接。压板5持久地以传递扭矩的方式与输入轴7连接，其中在此仅示出了离合器盖，离合器盖与输入轴7固定连接，例如螺旋连接。摩擦片组4是常闭合的，其方式是操作系统15在无需从外部操作、例如驾驶员手动接合的情况下在示出的位置中将轴向的预紧力施加到压板5，在此仅示出操作系统15的作为杠杆弹簧16的盘形弹簧。由此，压板5沿轴向压到配对盘6上并且能借助摩擦片组4将扭矩围绕旋转轴线2以摩擦接合的方式从输入轴7传递到输出轴8上。在此，压板5、操作系统15和输入轴7形成输入侧19(在虚线框之内)，经由输入侧能输入叠加有扭矩振动的扭矩。在此，离心摆9或者说其摆盘件10抗扭转地与输出轴8连接，至少一个摆质量件11能够振动地悬挂在摆盘件中。在具体的实施方式中如此实现：板杠杆14轴向地接合、即在示意图中向左移动，并且离心摆9的在此实施成盘毂锥形机构13 的扭矩离合器12沿轴向以如此程度被释放，使得扭矩离合器能借助在此实施成盘形弹簧的弹簧元件17接合。在此，弹簧元件17沿轴向支撑在输出轴8上。在摩擦片组4的闭合状态下，在此可选地布置在板杠杆14上的迟滞摩擦副18相对离心摆9的摆盘件10沿轴向间隔开，并因此断开在压板5和摆盘件10之间的直接扭矩传递。

在图2中示出了在断开状态下的根据1的摩擦离合器1。为此，操作操作系统15或者说使杠杆弹簧16翻倾，并且压板5由于对抗性的轴向力而分离，由此在参考图1的示意图中实施向右的运动。此时，板杠杆14 在此经由迟滞摩擦副18沿轴向带动离心摆9并且由此分离扭矩离合器 12。此时离心摆9也是输入侧19的组成部分(在虚线框之内)。离心摆9 的共同旋转且尤其振动的质量件与输出轴8分开。在此用于接合扭矩离合器12的弹簧元件17同时沿轴向偏转。此时，弹簧元件17借助摆盘件10 作用到迟滞摩擦副18上。但是，在此没有引起相对的转动运动，而是作用到迟滞摩擦副上的压紧力如此大，使得离心摆没有滑动地由板杠杆带动。

在图3中示意性地示出了一种驱动系3，驱动系包括驱动总成20、其在此实现为内燃机；驱动轴21；摩擦离合器1和以传递扭矩的方式连接的左驱动轮23和右驱动轮24。在此，驱动系3布置在机动车22中，其中，驱动总成20以其发动机轴线27横向于纵轴线26地布置在驾驶室25之前。

借助此处提及的摩擦离合器能够基于小的结构空间在输出轴侧实现离心摆和输出轴之间的脱离，其中，在接合状态下能实现在输出轴和离心摆之间的足够高的扭矩刚度。

附图标记列表

1 摩擦离合器

2 旋转轴线

3 驱动系

4 摩擦片组

5 压板

6 配对盘

7 输入轴

8 输出轴

9 离心摆

10 摆盘件

11 摆质量件

12 扭矩离合器

13 盘毂锥形机构

14 板杠杆

15 操作系统

16 杠杆弹簧

17 弹簧元件

18 迟滞摩擦副

19 输入侧

20 驱动总成

21 驱动轴

22 机动车

23 左驱动轮

24 右驱动轮

25 驾驶室

26 纵轴线

27 发动机轴线

Claims (9)

1.具有旋转轴线(2)的摩擦离合器(1)，所述摩擦离合器用于驱动系(3)，所述摩擦离合器至少具有以下构件：

摩擦片组(4)，所述摩擦片组包括压板(5)和配对盘(6)，其中，所述摩擦片组(4)能轴向地压紧，以摩擦接合地传递扭矩；

输入轴(7)，所述输入轴与所述压板(5)持久地以传递扭矩的方式连接；

输出轴(8)，所述输出轴与所述配对盘(6)持久地以传递扭矩的方式连接；以及

离心摆(9)，所述离心摆具有摆盘件(10)和至少一个在所述摆盘件(10)中能振动地悬挂的摆质量件(11)，其中，所述离心摆(9)用于减缓所述输出轴(8)的扭矩振动，

其特征在于，在所述离心摆(9)和所述输出轴(8)之间的扭矩传递能够借助扭矩离合器(12)断开。

2.根据权利要求1所述的摩擦离合器(1)，其中，所述扭矩离合器(12)构造成盘毂锥形机构(13)。

3.根据权利要求1所述的摩擦离合器(1)，其中，所述压板(5)具有沿轴向与所述压板(5)固定连接的板杠杆(14)，并且能借助所述板杠杆(14)如此操作所述扭矩离合器(12)，使得所述扭矩离合器(12)能够借助用于压紧所述摩擦片组(4)的操作系统(15)操作。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的摩擦离合器(1)，其中，所述扭矩离合器(12)能够借助弹簧元件(17)接合，并且其中，所述弹簧元件(17)将所述摆盘件(10)压到压板侧的迟滞摩擦副(18)上。

5.根据权利要求3所述的摩擦离合器(1)，其中，所述扭矩离合器(12)能够借助弹簧元件(17)接合，并且其中，所述弹簧元件(17)将所述摆盘件(10)压到压板侧的迟滞摩擦副(18)上，所述迟滞摩擦副(18)布置在所述的板杠杆(14)上。

6.根据权利要求4所述的摩擦离合器(1)，其中，所述弹簧元件(17)支撑在所述输出轴(8)上。

7.根据权利要求6所述的摩擦离合器(1)，其中，所述弹簧元件(17)实施成盘形弹簧。

8.驱动系(3)，所述驱动系具有包括驱动轴(21)的驱动总成(20)、至少一个负载装置(23、24)和根据权利要求1至7中任一项所述的摩擦离合器(1)，其中，所述驱动轴(21)借助所述摩擦离合器(1)与所述至少一个负载装置(23、24)能脱开地连接以传递扭矩。

9.机动车(22)，所述机动车具有至少一个驱动轮(23、24)，能够借助根据权利要求8所述的驱动系(3)驱动所述至少一个驱动轮。

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