CN216158157U - 可拆式耦合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种可拆式耦合装置。该可拆式耦合装置可绕轴线旋转并且设置有：具有端部和形成在该端部上的毂盘的第一轴，该毂盘包括在径向上从所述端部伸出的凸缘以及在轴向上从凸缘突出并限定中空部的圆形壁；与第一轴对齐并与第一轴的所述端部相对的第二轴，该第二轴具有悬在毂盘上方的鼓状件；被保持在毂盘与鼓状件之间的用于将毂盘与鼓状件可分离地连接的多片离合器；与毂盘固定在一起从而在第一轴周围限定槽的杯状件；以及在轴向上穿过凸缘从而在槽与中空部之间建立流体连通的一个或多个穿孔。

Description

可拆式耦合装置

技术领域

本实用新型涉及一种可拆式耦合装置。该可拆式耦合装置具有润滑控制，适用于AWD车辆中的主减速器单元。

背景技术

在全轮驱动(AWD)车辆中，发动机和/或电动马达产生的扭矩通过变速箱被传输到主驱动轮，并且通过动力传递单元(PTU)被部分地提取且传输到其他驱动轮。主减速器单元(FDU)接收所提取的扭矩并将其分配给左车轮和右车轮。离合器系统可作为FDU的一部分被包括在内或者被设置为用于切断扭矩传输的外部装置，从而形成分时或适时AWD系统。湿式多片离合器适用于这种离合器系统并且可以是优选的，因为其在驱动模式改变时允许进行可用于吸收冲击的有限滑动。PCT公开WO2018/031016和WO2017/141829公开了相关技术。

实用新型内容

湿式多片离合器需要适度润滑，否则相邻的片之间会发生粘合或粘连。发明人发现，在公共外壳容纳差速器和多片离合器并且差速器的旋转用于向被容纳的所有元件供应润滑剂的系统中，润滑通常存在一定的困难。已经发现，差速器的旋转确实扩散了润滑剂，但不足以产生对抗诸如外壳中的隔板的干涉障碍物的驱动力。下面描述的装置解决了这个问题。

根据一个方面，一种可绕轴线旋转的可拆式耦合装置设置有：第一轴，其具有端部和形成在该端部上的毂盘，该毂盘包括在径向上从所述端部伸出的凸缘以及在轴向上从所述凸缘突出并限定中空部的圆形壁；第二轴，其与第一轴对齐并与第一轴的所述端部相对，该第二轴具有悬在毂盘上方的鼓状件；多片离合器，其被保持在毂盘与鼓状件之间从而将毂盘和鼓状件可分离地连接；杯状件，其与毂盘固定在一起，从而在第一轴周围限定槽；以及一个或多个穿孔，其在轴向上穿过凸缘，从而槽与中空部之间建立流体连通。

根据一个实施方式，杯状件可包括在径向上的外壁以及在径向上从外壁向内突出并留有使得第一轴穿过的开口的底部，从而使得毂盘的凸缘、外壁和底部一起限定槽。

根据另一个实施方式，穿孔可被设置为至少部分地在径向上向外超过开口的边缘。

根据另一个实施方式，可拆式耦合装置还可包括：一个或多个通孔，其在径向上穿过毂盘，从而在中空部与多片离合器之间建立流体连通。

根据另一个实施方式，毂盘可在轴向上朝向第二轴突出到第一轴的端部之外。

根据另一个实施方式，杯状件可装配在毂盘的外周上。

根据另一个实施方式，可拆式耦合装置还可包括：穿过外壳并通向槽的流体通道。

附图说明

图1是具有主减速器单元的AWD车辆的示意图。

图2是适用于主减速器单元的根据一个实施方式的可拆式耦合装置的剖视图。

图3是可拆式耦合装置中的组件的分解立体图。

图4是示意性表示出润滑剂流动的可拆式耦合装置的放大剖视图。

图5是第一轴和与其固定在一起的杯状件的侧视图。

图6是根据另一个实施方式的可拆式耦合装置的放大剖视图。

具体实施方式

下文将参照图1至图5描述示例性实施方式。

在这些附图中，附图标记F表示向前，A表示向后，R表示向右，并且L 表示向左。然而，这样的区分仅仅是为了便于说明，进行左右互换或前后互换的任何变型实施方式都是可行的。

下文公开的任何可拆式耦合装置都可包括但不限于车辆传动系，特别是图 1中示例性示出的全轮驱动(AWD)车辆中的主减速器单元(FDU)。AWD 车辆设置有诸如内燃机1E和/或电动马达1M的用于产生扭矩的马达、用于将扭矩传输至车轮的变速箱3、用于部分地提取扭矩的动力传递单元(PTU)5、与其耦合的传动轴7以及用于接收所提取的扭矩并将其分配到其他车轮的 FDU9。变速箱3和FDU9通常都设置有差速器3D、9D，以用于将扭矩均分给左车轮和右车轮并同时允许它们之间的差速运动。

本实施方式的可拆式耦合装置11安装在FDU9中并与差速器9D结合使用。当然，装置11可以安装在任何位置并与车辆中的任何装置结合使用。结合图1参照图2，装置11的第一轴13与差速器9D的一个侧齿轮耦合，并且第二轴15与一个轮轴耦合。装置11通常用于可控地切断第一轴13与第二轴 15之间的扭矩传输。当扭矩传输被切断时，与第一轴13耦合的侧齿轮与另一个侧齿轮分离。因此，差速器9D不输出任一个侧齿轮的扭矩。因此，车辆以2WD模式形式，否则其就会以AWD模式形式。车辆可以在PTU5中设置有另一个切断装置，以在2WD模式下停止传动轴7。

可拆式耦合装置11通常设置有带有毂盘31的第一轴13、第二轴15、用于将第一轴13与第二轴15可分离地连接的多片离合器17、与毂盘31固定在一起的杯状件19以及用于在离合器17上施加压力的致动器25。这些元件由通常但非必须地通过第一部分41和第二部分43组成的外壳承载，它们还可以构成FDU9的外壳的一部分。

因此，第一部分41部分地但不完全地阻碍差速器9D与装置11之间的流体连通。通过差速器9D扩散的润滑剂主要通过环绕第一轴13的有限空间流入装置11。杯状件19自身或与毂盘31结合地限定槽21，其用于收集大量润滑剂并引导其从第一轴13穿过毂盘31的内部到达多片离合器17。稍后将描述杯状件19和槽21的细节。

第一轴13是可绕旋转轴线C旋转的轴。第一轴13通过第一部分41中的开口朝向差速器9D引出(即，延伸)，并且在其引出端部周围可以形成用于与差速器9D连接的任何结构，例如花键。如已经描述的那样，在第一轴13 与第一部分41上的开口之间可以存在一些空间。

结合图2参照图3和图4，用作离合器17的内部结构的毂盘31形成在第一轴13的另一个端部13E上。尽管可应用各种形式，但是毂盘31例如可以形成为汤锅状形状。毂盘31在轴向上朝向第二轴15突出到第一轴13的端部 13E之外。更具体地说，进一步参照图5，毂盘31设置有在径向上从端部13E 伸出的凸缘31F和在轴向上从凸缘31F突出的圆形壁31W，使得壁31W和凸缘31F限定中空部33。壁31W的外周具有用于与多片离合器17的内片接合的任何结构，例如键或凸耳。

如上所述的结构有利于通过铸造、锻造、从块状锭切下或任何合适的成形方法将第一轴13和毂盘31形成为整体。尽管如此，第一轴13和毂盘31可以形成为分离的主体，然后通过接合、压配合、焊接或任何组合方法组合在一起。

毂盘31可以具有用于允许润滑剂从第一轴13的周围流入到多片离合器 17中的任何结构，例如开口。图3和图4示出了其例子，其中一个或多个穿孔23在轴向上穿透凸缘31F，它们建立了从第一轴13的周围到毂盘31所限定的中空部33的流体连通。在同一个例子中，一个或多个通孔在径向上穿透壁31W，它们在中空部33与多片离合器17之间建立了流体连通。

再次参照图2和图3，第二轴15也可绕轴线C旋转并且在轴向上与第一轴13对齐且与其相对。第二轴15可以通过第二部分43经由滚珠轴承被旋转地支撑。此外，在第一轴13与第二轴15之间可以插入滚珠轴承39，从而旋转地支撑第一轴13。

第二轴15可以形成为管状结构，并且其内部可以具有用于与轮轴连接或将轴连接至轮轴的任何结构，例如花键。凸缘在径向上从轴15向外部突出，并且鼓状件37与凸缘固定或形成为整体，即单个部件。鼓状件37悬在毂盘 31上方，并由此形成离合器17的外部结构。鼓状件37的内周具有用于与多片离合器17的外片接合的任何结构，例如键或凸耳。

离合器17的内片和外片交替地设置并且分别与毂盘31和鼓状件37的凸耳接合。多片离合器17由此被保持在毂盘31与鼓状件37之间。当向其施加足够的推力时，离合器17将毂盘31与鼓状件37相连接，然后将扭矩从第一轴13传输到第二轴15。

致动器25是用于在多片离合器17上施加推力的装置。适用的装置包括但不限于液压致动器、气动致动器、电磁致动器以及图2和图3所示的凸轮机构 25。

凸轮机构25是用于将扭矩转换为推力的装置。从图2和图3中可以最好地理解，凸轮机构25可以设置有可相对旋转的板25A、25B、置于它们之间的凸轮件(例如凸轮球)以及用于使板25A旋转的电动马达27。凸轮机构25 可包括用于通过马达27使力倍增的减速齿轮25C。板25A、25B中的一者或两者具有在周向上延伸的斜面，并且凸轮球能够在这些斜面上滚动。当通过马达27使板25A旋转时，凸轮球在斜面上滚动并上升，从而将板25A压向离合器17。

杯状件19可以形成为具有开口的底部19B的相对较宽且较浅的杯状或平底锅状形状，最佳地如图2和图5所示。更具体地说，杯状件19可具有径向上的外壁以及在径向上从该外壁向内突出并留有开口的底部19B。这种简单的结构有利于实现经济有效的生产，而杯状件19还可以包括一些其他结构，例如用于限定槽21或帮助润滑剂流入和流出槽21的内部肋。

杯状件19的外壁装配或固定在毂盘31上、特别是例如装配或固定在凸缘 31F的外周和/或其壁31W上。该外壁相对于凸缘31F在与壁31W相对的方向上延伸，并且第一轴13穿过底部19B的开口。所述的装配或固定可以通过压配合来产生，并且如图4所示，壁31W可以对应地包括用于接收所装配的杯状件19的逐步变窄的部分。这些结构措施有利于生产的成本效率并且还允许足够的设计自由度，特别是在毂盘31和穿孔23的布置和尺寸方面。杯状件 19单独地或与毂盘31的凸缘组合地限定环绕第一轴13的槽21。

图4通过一系列白色箭头示意性表示出润滑剂在装置11中、特别是在槽 21和中空部33的周围的流动。当装置11旋转时，通过旋转的差速器9D扩散的润滑剂沿着第一轴13流动，并且可穿过第一部分41的开口。由旋转的第一轴13施加的离心力使润滑剂在径向上向外偏转，并且环绕第一轴13的槽21 可以收集大量的润滑剂。

装置11可以但非必须地具有另一条润滑剂路径。其中一个例子是图6所示的通道45，其穿过第一部分41，以在差速器9D的腔体与装置11的腔体之间建立流体连通。通道45的入口可暴露于差速器9D的外周或与其油槽连通，以收集通过差速器9D扩散的润滑剂。替代地或补充地，通道45可以连接至马达27或减速齿轮25C，以使用其驱动力来供应润滑剂。通道45的出口可通向槽21。通过差速器9D供应的润滑剂主要地或与沿着第一轴13的流平行地流过通道45并在槽21中流动，如图6中的白色箭头所示。

在这些情况中的任何一种情况下，槽21在其中汇集大量的润滑剂，并且旋转的杯状件19又对所汇集的润滑剂施加离心力但在径向上对其进行阻挡，从而产生推动润滑剂流过相邻的穿孔23进入到中空部33中的轴向驱动力。

为了汇集足量的润滑剂和/或促进朝向穿孔23的轴向流动，如图5所示, 与穿孔23的底部相比，开口的底部19B的边缘19R相对于外壁的高度优选足够高。或者，穿孔23优选设置为至少部分地在径向上向外超过边缘19R。

再次参照图4，只要装置11保持旋转，中空部33中的润滑剂就再次受到离心力，从而流过通孔35和/或毂盘31与鼓状件37之间的任何间隙进入到多片离合器17中。因此，润滑剂为离合器17提供了足够的润滑。

相对，当装置11、特别是第一轴13停止旋转时，润滑剂供应会由于离心力不再作用于其上而同时停止。这有利于对离合器17进行连接，因为不会有过多的润滑剂侵入到相互分开的离合器片中。另外要注意的是，特别是在PTU5 包括如前所述的用于停止传动轴7的切断装置的情况下，离合器17的断开和第一轴13的旋转暂停将同时发生。因此，本文公开的装置自动地提供了必要且充分的润滑控制。

另外要注意的是，在没有上述结构的情况下，中空部33可能因为中空部 33被隐藏在毂盘31和鼓状件37后方而难以用作润滑剂的主要路线，但上述实施方式可以推动足量的润滑剂穿过穿孔23并利用中空部33中的离心力将润滑剂送到离合器17处。

尽管上面描述了某些示例性实施方式，但是本领域技术人员根据以上教导将会想到这些实施方式的修改和变型。

Claims (7)

1.一种可绕轴线旋转的可拆式耦合装置，其特征在于，所述可拆式耦合装置包括：

第一轴，其具有端部和形成在所述端部上的毂盘，所述毂盘包括在径向上从所述端部伸出的凸缘以及在轴线上从所述凸缘突出并限定中空部的圆形壁；

第二轴，其与所述第一轴对齐并与所述第一轴的所述端部相对，所述第二轴具有悬在所述毂盘上方的鼓状件；

多片离合器，其被保持在所述毂盘与所述鼓状件之间，从而将所述毂盘和所述鼓状件可分离地连接；

杯状件，其与所述毂盘固定在一起，从而在所述第一轴周围限定槽；以及

一个或多个穿孔，其在轴向上穿过所述凸缘，从而在所述槽与所述中空部之间建立流体连通。

2.根据权利要求1所述的可拆式耦合装置，其特征在于，所述杯状件包括在径向上的外壁以及在径向上从所述外壁向内突出并留有使得所述第一轴穿过的开口的底部，从而使得所述毂盘的所述凸缘、所述外壁和所述底部一起限定所述槽。

3.根据权利要求2所述的可拆式耦合装置，其特征在于，所述穿孔被设置为至少部分地在径向上向外超过所述开口的边缘。

4.根据权利要求1所述的可拆式耦合装置，其特征在于，其还包括：

一个或多个通孔，其在径向上穿过所述毂盘，从而在所述中空部与所述多片离合器之间建立流体连通。

5.根据权利要求1所述的可拆式耦合装置，其特征在于，所述毂盘在轴向上朝向所述第二轴突出到所述第一轴的所述端部之外。

6.根据权利要求1所述的可拆式耦合装置，其特征在于，所述杯状件装配在所述毂盘的外周上。

7.根据权利要求1所述的可拆式耦合装置，其特征在于，其还包括：

穿过外壳并通向所述槽的流体通道。

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