KR20190084059A - 클러치 장치 - Google Patents

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KR20190084059A
KR20190084059A KR1020197014537A KR20197014537A KR20190084059A KR 20190084059 A KR20190084059 A KR 20190084059A KR 1020197014537 A KR1020197014537 A KR 1020197014537A KR 20197014537 A KR20197014537 A KR 20197014537A KR 20190084059 A KR20190084059 A KR 20190084059A
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엘마 로렌츠
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섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명은, 전기 기계(2)의 회전자(3)와 결합 가능하거나 결합되어 있고 2개 이상의 제1 외부 디스크들(6)을 갖는 제1 외부 디스크 캐리어(5), 및 이들 2개의 제1 외부 디스크들(6) 사이에 맞물리는 하나 이상의 제1 내부 디스크(8)를 갖는 제1 내부 디스크 캐리어(7)를 포함하는 제1 서브 클러치(4); 그리고 제1 외부 디스크 캐리어에 또는 회전자(3)와 결합 가능하거나 결합되어 있는 제2 외부 디스크 캐리어에 제공된 복수의 제2 외부 디스크들(17) 및 이들 제2 외부 디스크들(17) 사이에 맞물리는 제2 내부 디스크(18)를 갖는 제2 내부 디스크 캐리어(19)를 포함하는 하나 이상의 제2 서브 클러치(16);를 포함하는 클러치 장치에 관한 것이며, 이 경우 제1 및 제2 클러치 장치(4, 16)는 회전자(3) 내부에 배열되어 있으며, 이 경우 회전자(3)는 적어도 축 방향 측에서 캐리어(36, 37)를 통해, 하나 이상의 클러치 장치(4, 16, 21)의 작동을 위해 이용되는 작동 장치(11, 31)의 하우징(40, 41)에 회전 가능하게 장착되어 있다.

Description

클러치 장치
본 발명은, 전기 기계의 회전자와 결합 가능하거나 결합되어 있고 2개 이상의 제1 외부 디스크들을 갖는 제1 외부 디스크 캐리어, 및 이들 2개의 제1 외부 디스크들 사이에 맞물리는 하나 이상의 제1 내부 디스크를 갖는 제1 내부 디스크 캐리어를 포함하는 제1 서브 클러치(sub-clutch); 그리고 제1 외부 디스크 캐리어에 또는 회전자와 결합 가능하거나 결합되어 있는 제2 외부 디스크 캐리어에 제공된 복수의 제2 외부 디스크들 및 이들 제2 외부 디스크들 사이에 맞물리는 제2 내부 디스크를 갖는 제2 내부 디스크 캐리어를 포함하는 하나 이상의 제2 서브 클러치;를 포함하는 클러치 장치에 관한 것이며, 이 경우 제1 및 제2 클러치 장치는 회전자 내부에 배열되어 있다.
이와 같은 클러치 장치는, 예를 들어 내연 기관과 같은 구동 장치를 공지된 방식으로 트랜스미션과 결합하기 위해 이용된다. 하이브리드 구동 장치를 갖는 현대의 자동차에서는, 전기적인 주행 작동을 가능하게 하기 위하여, 마찬가지로 상기와 같은 클러치 장치를 통해 트랜스미션과 결합될 수 있는 전기 모터가 추가로 제공되어 있다. 그러나 더 나아가 전기 모터는 또한, 예를 들어 시동할 때에 내연 기관을 지원하거나 구동시키기 위하여, 자체 출력을 통해 내연 기관과 결합 가능하거나 결합되어 있다.
이와 같은 개별적인 결합을 실현하기 위하여, 상기와 같은 클러치 장치는 2개 이상의 서브 클러치들을 포함한다. 전기 기계의 회전자는 제1 서브 클러치를 통해서, 내연 기관 등을 통해 구동 가능한 구동 허브와 연결 가능하다. 이와 같은 연결은, 구동 허브와 연결되어 있거나 연결 가능한 상기 제1 서브 클러치의 제1 내부 디스크 캐리어를 통해서 이루어진다. 회전자 자체는, 상기 제1 서브 클러치의 제1 외부 디스크 캐리어와 연결되어 있다. 상기 제1 외부 디스크 캐리어에는, 통상적으로 2개 이상의 외부 디스크들, 통상적으로는 강철 디스크들이 배열되어 있으며, 이들 강철 디스크 내부로는 제1 내부 디스크 캐리어에 배열된 내부 디스크, 통상적으로는 마찰 디스크가 캐리어 및 양측의 마찰 라이닝에 의해서 맞물린다. 적합한 작동 요소를 통해서, 상기 3개 이상의 디스크들로 이루어진 상기 디스크 패킷이 함께 압축되어 상호 마찰 결합될 수 있다. 따라서, 전기 기계의 회전자가 구동 허브와 연결됨으로써, 결과적으로 회전자의 회전이 구동 허브로 전달될 수 있다. 구동 허브가 자신의 측에서 내연 기관과 결합되어 있기 때문에, 이를 통해서는 내연 기관이 시동을 위해 구동될 수 있다.
트랜스미션과 내연 기관의 결합뿐만 아니라 트랜스미션과 전기 모터의 결합을 위해, 마찬가지로 외부 디스크 캐리어를 구비하는 하나 이상의 제2 서브 클러치가 제공되어 있으며, 상기 외부 디스크 캐리어에는 복수의 제2 외부 디스크들이 축 방향으로 이동 가능하게 배열되어 있다. 이와 같은 외부 디스크 캐리어로서는, 전기 기계의 회전자와 결합된 제1 외부 디스크 캐리어가 사용될 수 있는데, 다시 말하자면 제1 및 제2 외부 디스크가 동일한 외부 디스크 캐리어에 배열되어 있다. 그러나 대안적으로는, 별도의 제2 외부 디스크 캐리어도 사용될 수 있다.
또한, 복수의 제2 내부 디스크들을 갖는 제2 내부 디스크 캐리어가 제공되어 있으며, 이 경우에도 예를 들어 제2 외부 디스크는 강철 디스크이고, 제2 내부 디스크는 마찰 디스크이다. 제2 외부 디스크 및 내부 디스크는, 마찬가지로 적합한 작동 요소를 통해서 압축될 수 있는, 축 방향으로 압축 가능한 제2 디스크 패킷을 형성한다. 제2 내부 디스크 캐리어는, 트랜스미션과 결합되어 있거나 결합 가능한 구동 허브와 연결되어 있다. 이를 통해서, 내연 기관 또는 전기 기계를 통해 야기되는 제2 서브 클러치의 외부 디스크 캐리어의 회전이, 트랜스미션과 결합된 구동 허브로 전달될 수 있다.
외부 디스크 패킷 및 내부 디스크 패킷과 제3 서브 클러치의 추가 통합이 공지되어 있으며, 이 경우에도 외부 디스크는 공통의 제1 외부 디스크 캐리어에 또는 마찬가지로 회전자와 결합된 별도의 제3 외부 디스크 캐리어에 배열되어 있는 한편, 내부 디스크 캐리어에는 상응하는 내부 디스크가 제공되어 있다. 이와 같은 디스크 패킷도 적합한 작동 장치를 통해서 압축될 수 있다. 제2 및 제3 서브 클러치를 통해서는, 상이한 기어 단 그룹들이 자체적으로 공지된 방식으로 접속될 수 있다. 하지만, 이와 같은 제3 서브 클러치는 선택적이다.
이와 같은 하이브리드 구동 장치의 작동은 상이한 방식으로 이루어질 수 있다.
순전한 전기 구동의 경우에는, 회전자의 회전이 제2 서브 클러치 및 필요에 따라 제3 서브 클러치를 통해서 구동 허브에 그리고 이로써 토크가 트랜스미션에 제공된다. 이 경우에는, 제1 서브 클러치가 개방되어 있기 때문에, 내연 기관에 대한 결합은 이루어지지 않는다. 따라서, 회전자를 통해서는, 제2 및/또는 제3 서브 클러치의 외부 디스크 캐리어가 구동될 수 있다. 외부 디스크 캐리어가 어떠한 경우에도 회전자와 결합되어 있는 제1 외부 디스크 캐리어인 경우에는, 외부 디스크 캐리어의 회전이 반드시 회전자의 회전 중에 이루어진다. 제2 또는 제3 서브 클러치가 별도의 제2 또는 제3 외부 디스크 캐리어를 구비하는 경우에, 외부 디스크 캐리어는 상응하는 방식으로 회전자와 결합되어 있다.
구동이 내연 기관을 통해서 이루어져야만 하는 경우에는, 제1 서브 클러치가 폐쇄되는데, 다시 말하자면 내연 기관 측 구동 허브가 회전자와 결합되어 있다. 제2 서브 클러치에 대한 회전자의 커플링으로 인해, 내연 기관에 의해 발생하는 토크는 제1 및 제2 및/또는 제3 서브 클러치를 통해 구동 허브로 그리고 이로써 트랜스미션으로 전달될 수 있다. 이 경우, 이 경우에 작동되지 않은 전기 기계의 회전자는 함께 회전한다. 제3 서브 클러치가 통합되어 있는 경우에는, 상기 제3 서브 클러치가, 선택된 구동 방식과 무관하게 제2 서브 클러치와 교대로 접속된다.
제공된 서브 클러치의 작동을 위해, 개별 디스크 패킷을 정지부를 향해 이동시키기 위하여 그리고 마찰 결합시키기 위하여, 각각 축 방향으로 외부에 놓여 있는 외부 디스크를 향해 가압 작용하는 예를 들어 압력 포트 형태의 상응하는 작동 요소가 제공되어 있다. 개별 디스크 패킷에 부하가 걸리지 않으면, 디스크 패킷의 "들어 올림" 상태로 언급되는 바와 같이, 압축된 디스크들이 상호 분리되고, 이를 통해 마찰 결합 및 이로써 토크 전달이 해제된다. 이 경우에는, 개별 서브 클러치가 개방되어 있다.
특히 축 방향으로 가급적 적은 설치 공간을 요구하는 가급적 콤팩트한 클러치 장치를 실현하기 위하여, 서브 클러치를 회전자 내부에 배열하는 것이 공지되어 있는데, 다시 말해 서브 클러치는 축 방향으로 연속으로 또는 필요에 따라서는 또한 반경 방향으로 교차된 상태로도 배열되어 있지만, 어떤 경우에도 회전자 내부에 놓여 있다. 이를 통해, 회전자에 의해 둘러싸인 설치 공간이 이용될 수 있다.
회전자 자체는 회전 가능하게 장착되어 있으며, 이 목적을 위해 회전자는 일반적으로 축 방향 양측에 제공된 캐리어 및 상응하는 베어링 장치를 통해서 통상적으로는 하우징 측 베어링 수용부에 지지되어 있거나 장착되어 있다. 하우징이 축 방향 간격을 두고 전기 모터를 감싸기 때문에, 결국에는 상기 장착 지점을 회전자에 대해 축 방향으로 이격된 상태로 제공하는 것이 필요하며, 이 경우에는 추가로 하우징 측에 상응하는 장착 수용부가 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명은, 선행 기술에 대하여 개선되었고 더욱 콤팩트하게 구성된 클러치 장치를 제공하려는 문제점을 토대로 한다.
상기 문제점을 해결하기 위해, 서문에 언급된 유형의 클러치 장치에서 본 발명에 따라, 회전자가 적어도 일 축 방향 측에서는, 하나 이상의 클러치 장치의 작동을 위해 이용되는 작동 장치의 하우징에 캐리어를 통해서 회전 가능하게 장착되어 있는 것이 제안되었다.
본 발명에 따라, 회전자는 자신의 축 방향 측에 제공된 하나 이상의 캐리어를 통해, 클러치 장치를 작동시키기 위해서 이용되는 작동 장치의 하우징에 회전 가능하게 장착된다. 예를 들어 CSC(concentric slave cylinder) 형태의 유압식 작동 장치인 상기 작동 장치는 위치 고정적으로 설치되어 있으며, 이 작동 장치를 통해 서브 클러치의 작동 요소가 구동 제어되기 때문에, 축 방향으로 볼 때에 후속하는 서브 클러치에 대해 좁게 이웃하여 배열되어 있다. 본 발명에 따르면, 이제 회전자는 상기 작동 장치의 하우징에 회전 가능하게 장착되어 있다. 다시 말하자면, 다만 베어링 장치, 예를 들어 롤링 베어링이 배열되어 있는 상응하는 장착용 시트를 회전자에 대해 상대적으로 반경 방향으로 더 내부에 놓여 있는 상기 하우징에 제공하는 것만 필요하다. 이와 같은 위치는, 축 방향으로 볼 때에 다음으로 후속하는 서브 클러치에 좁게 이웃하고, 하우징 외부 직경에 따라 반경 방향으로 더 외부에 또는 더 내부에 놓여 있을 수 있다. 그러나 이 모든 경우에 추가의 콤팩트화가 나타나는데, 그 이유는 마찬가지로 주어진 설치 공간과 관련하여 이미 높은 콤팩트화 정도로 설계되었거나 배열된 부품에 장착 장소가 제공되어 있기 때문이다.
이 경우에는, 회전자가 또한 제2 축 방향 측에서도 제2 캐리어를 통해서, 하나 이상의 서브 클러치를 작동시킬 수 있는 제2 작동 장치의 하우징에 회전 가능하게 장착되어 있는 경우도 특히 바람직하다. 다시 말해, 2개의 별도의 작동 장치들이 제1 및 제2 서브 클러치의 작동을 위해 사용되거나, 제3 서브 클러치가 제공되어 있는 한, 제3 서브 클러치의 작동을 위해 사용되면, 회전자를 양측에서 상응하는 캐리어를 통해 각각 일 작동 장치의 하우징에, 예를 들어 CSC에 또는 전기식 작동 장치에 회전 가능하게 장착하는 것을 생각할 수 있다.
이 경우, 회전자 내부에 놓여 있는 설치 공간이 서브 클러치의 통합을 위해 이미 다 사용됨으로써, 결과적으로 이 경우에 개별 캐리어가 회전자 외부에 회전 가능하게 장착되어 있으면, 일 하우징 또는 2개의 하우징이 축 방향으로 회전자 외부에 배열될 수 있다. 그러나 또한, 설치 공간이 허용하는 한, 일 하우징 또는 2개의 하우징이 축 방향으로 회전자 내부로 돌출하고, 캐리어가 회전자 내부에 회전 가능하게 장착되어 있는 것도 생각할 수 있다. 물론, 반경 방향으로 볼 때에 개별 베어링 어셈블리가 적어도 부분적으로 회전자 내부에 맞물리는 것도 생각할 수 있는데, 그 이유는 베어링 어셈블리도 당연히 소정의 축 방향 연장부를 구비하기 때문이다. 더 나아가서는, 일 장착 지점이 회전자 외부에 배열되어 있고, 다른 장착 지점이 적어도 부분적으로 회전자 내부에 배열되어 있는 것도 생각할 수 있다.
이미 논의된 바와 같은 본 발명의 바람직한 일 개선예에 따라, 제1 외부 디스크 캐리어에, 제2 외부 디스크 캐리어에, 또는 회전자와 결합 가능하거나 결합되어 있는 제3 외부 디스크 캐리어에 제공된 복수의 제3 외부 디스크들; 및 제3 외부 디스크들 사이에 맞물리는 제3 내부 디스크를 갖는 제3 내부 디스크 캐리어;를 포함하고, 마찬가지로 회전자 내부에 배열되어 있는 제3 서브 클러치가 제공되어 있는 것도 생각할 수 있다. 다시 말해, 이 경우에는 3중 클러치가 실현되며, 이 경우 제1 서브 클러치는 내연 기관의 결합을 위해서 이용되는 한편, 제2 및 제3 서브 클러치는 2개의 별도의 기어 단 그룹들에 대한 결합을 위해서 이용되며, 이와 같은 상황은 그 자체로 공지되어 있다. 모든 경우에, 제3 서브 클러치가 형성된 경우에도 제3 서브 클러치가 회전자 내부에 통합되어 있음으로써, 결과적으로는 3개의 서브 클러치들이 실현된 경우에도 더욱 콤팩트한 구조가 나타나게 된다.
일 캐리어 또는 2개의 캐리어를 통한 회전자의 장착을 위해, 외부 링 및 내부 링을 포함하는 일 롤링 베어링 또는 2개의 롤링 베어링이 사용되며, 이 경우 캐리어는 하우징에서의 롤링 베어링의 배열 상태에 따라 외부 링과 결합되어 있거나 내부 링과 결합되어 있다. 2개의 캐리어들이 작동 장치의 하우징에 회전 가능하게 장착되어 있으면, 일 캐리어가, 자체 내부 링에 의해 외측에서 제1 작동 장치의 하우징 상에 안착하는 일 롤링 베어링의 외부 링에 배열되어 있는 한편, 다른 캐리어는, 자체 외부 링에 의해 내측에서 제2 작동 장치의 하우징 내에 안착하는 다른 롤링 베어링의 내부 링에 배열되어 있는 것을 생각할 수 있다. 다시 말해, 외측 베어링 장착부는 일 측에 제공되어 있고, 내측 베어링 장착부는 다른 측에 제공되어 있다. 그러나 물론, 캐리어를 양측에서 추후에 각각 하우징 외측에 안착하는 롤링 베어링의 외부 링에 배열하는 것도 생각할 수 있다.
일 캐리어 또는 복수의 캐리어는 또한 본 발명에 따라 제1 또는 제2 외부 디스크 캐리어와 연결되어 있거나, 필요에 따라 또한 회전자와도 연결된 제3 외부 디스크 캐리어와 연결되어 있다. 바람직하게, 이 경우에는, 제1 및 제2 서브 클러치의 외부 디스크 및 경우에 따라서는 또한 제3 서브 클러치의 외부 디스크도, 회전자 그리고 일 캐리어 또는 복수의 캐리어가 연결되어 있는 공통의 제1 외부 디스크 캐리어에 배열되어 있다. 다시 말하자면, 모든 서브 클러치의 전체 외부 디스크가 배열되어 있는 단 하나의 공통의 제1 외부 디스크 캐리어만 제공되어 있으며, 이와 같은 상황은 추가의 콤팩트화를 허용한다. 일 캐리어 또는 복수의 캐리어가 직접 제1 외부 디스크 캐리어에 배열되어 있음으로써, 결과적으로 이들 캐리어는 각각 이웃하는 서브 클러치에 곧바로 이웃하여 반경 반향 내부로 그리고 개별 베어링 시트로 가이드 될 수 있다.
3개의 서브 클러치들이 제공되어 있으면, 제1 또는 제2 작동 장치는 2개의 서브 클러치들의 작동을 위해 이용될 수 있는데, 다시 말해 일 하우징 내에는, 각각 일 서브 클러치에 할당된 2개의 압력 포트들을 별도로 작동시킬 수 있는 상응하는 작동 장치들이 제공되어 있다. 또한 제2 캐리어도 이와 같은 하우징에 장착되어 있으면, 상기 작동 장치는 단 하나의 서브 클러치만을 위해서 이용된다. 바람직하게, 이 경우 제1 작동 장치는 제1 및 제2 클러치의 작동을 위해서 이용될 수 있고, 제2 작동 장치는 제3 서브 클러치의 작동을 위해서 이용될 수 있다.
이 경우, 상기 본 발명의 실시예에서는, 제1 서브 클러치가 제2 서브 클러치보다 반경 방향으로 더 내부에 놓여 있을 수 있고, 제2 서브 클러치를 작동시킬 수 있는 작동 요소에 의해서 관통될 수 있다. 다시 말해, 제2 서브 클러치의 작동을 위해서 이용되는 압력 포트는 예를 들어 제1 서브 클러치의 외부 디스크를 관통한다. 2개의 서브 클러치들의 외부 디스크들이 동일한 회전 속도에 놓여 있기 때문에, 상기와 같은 관통은 아무런 문제 없이 가능하다.
본 발명은, 도면을 참고하는 실시예들을 참조하여 이하에서 설명된다. 각각의 도면은 개략도로서,
도 1은 본 발명에 따른 클러치 장치의 단면도를 도시하고,
도 2는 회전자가 제1 작동 장치에 장착된 상태를 도시한 상태에서, 도 1에 도시된 클러치 장치의 부분 확대도를 도시하며, 그리고
도 3은 회전자가 제2 작동 장치에 장착된 상태를 도시한 상태에서, 도 1에 도시된 클러치 장치의 부분 확대도를 도시한다.
도 1은, 회전자(3)를 갖는 관련 전기 기계(2)를 갖춘 본 발명에 따른 클러치 장치(1)를 보여준다. 복수의 제1 외부 디스크들(6), 예를 들어 강철 디스크들이 배열되어 있는 제1 외부 디스크 캐리어(5)를 갖는, 통상적으로 K0-클러치로도 언급되는 제1 서브 클러치(4)가 제공되어 있다. 제1 내부 디스크 캐리어(7)에는 복수의 내부 디스크들(8)이, 본 경우에는 마찰 디스크들이 배열되어 있다. 외부 디스크 캐리어(5)는 회전자(3)와 고정 연결되어 있는 한편, 내부 디스크 캐리어(7)는 도면에 상세하게 도시되어 있지 않은 내연 기관과 결합된 구동 허브(9)와 연결되어 있다.
제1 외부 및 내부 디스크(6, 8)는 하나의 디스크 패킷을 형성하며, 이 디스크 패킷은, 외부 디스크가 개별 외부 및 내부 디스크 캐리어(5, 7)에 축 방향으로 이동 가능하게 배열되어 있기 때문에, 카운터 베어링(10)을 향해 축 방향으로 압축될 수 있다. 이 경우에는, 마찰 결합 방식의 연결, 및 이로써 예를 들어 이를 통해 내연 기관을 시동하기 위하여 회전자(3)로부터 외부 디스크 캐리어(5), 디스크 패킷 그리고 내부 디스크 캐리어(7)를 경유하여 구동 허브(9)로의 토크 전달이 이루어진다. 그와 반대로, 이를 통해서는 또한 내연 기관의 토크도 당연히 외부 디스크 캐리어(5)에 제공될 수 있으며, 그 다음에 이 토크는 뒤에 접속된 또 다른 서브 클러치를 경유하여 트랜스미션으로 가이드 될 수 있다.
외부 및 내부 디스크(6, 8)로 이루어진 상기 디스크 패킷의 작동을 위해, 고정식 작동 장치(11)가 제공되어 있으며, 이와 같은 고정식 작동 장치는 유압식으로 작동하는 CSC(concentric slave cylinder) 형태의 작동 장치이다. 압력 챔버(12) 내로는 유압 유체에 의해서 상응하게 높은 압력이 구성될 수 있으며, 이와 같은 높은 압력은, 롤링 베어링(14)을 통해 환상의 작동 요소(15)와 압력 포트의 형태로 결합된 실린더(13)의 축 방향 이동을 유도한다. 실린더의 축 방향 이동으로부터, 외부 및 내부 디스크(6, 8)의 압축 그리고 이로써 토크 전달을 위한 마찰 결합이 결과적으로 나타난다. 압력이 완화되는 경우에는, 작동 요소(15)가 재차 역으로 이동하고, 압축된 디스크들이 상호 분리되어 소위 "들어 올림" 상태로 된다.
또한, 통상적으로 K1-클러치로도 언급되는 제2 서브 클러치(16)도 제공되어 있다. 제2 서브 클러치도, 본 실시예에서도 강철 디스크들인 복수의 외부 디스크들(17) 그리고 마찰 디스크 형태의 복수의 내부 디스크들(18)을 포함한다. 외부 디스크(17)는, 외부 디스크(6)도 배열되어 있는 제1 외부 디스크 캐리어(5)에 축 방향으로 이동 가능하게 수용되어 있는 한편, 내부 디스크(18)는 제2 내부 디스크 캐리어(19)에 축 방향으로 이동 가능하게 배열되어 있다. 내부 디스크 캐리어(19)는, 트랜스미션과 연결된 구동 허브(20)와 일체로 회전하도록 고정 연결되어 있다.
상기 제2 서브 클러치(16)를 통해서는, 외부 디스크 캐리어(5)의 토크 전달 방식의 연결 및 이로써 구동 허브(20)에 대한 회전자의 연결 및 이로써 트랜스미션의 관련 기어 단에 대한 연결이 이루어질 수 있음으로써, 결과적으로 회전자(3)의 회전은 전기식 구동을 위해 전달될 수 있으나, 마찬가지로 또한 이를 통해서는 내연 기관을 통해 구동되는 구동 허브(9)의 회전도 트랜스미션에 제공될 수 있다.
마지막으로, 강철 디스크의 형태로 구현된 복수의 외부 디스크들(22) 그리고 이들 외부 디스크들 사이에 맞물리고 마찰 디스크의 형태로 구현된 복수의 내부 디스크들(23)을 포함하는, 통상적으로 K2-클러치로 언급되는 제3 서브 클러치(21)가 제공되어 있다. 이 경우에도, 외부 디스크(22)는 공통의 제1 외부 디스크 캐리어(5)에 축 방향으로 이동 가능하게 배열되어 있는 한편, 내부 디스크(23)는 제3 내부 디스크 캐리어(24)에 축 방향으로 이동 가능하게 배열되어 있으며, 상기 제3 내부 디스크 캐리어는 중공 샤프트로서 구현된 제2 구동 샤프트(25)와 일체로 회전하도록 고정 연결되어 있고, 상기 구동 샤프트(25)를 통해 트랜스미션의 제2 기어 단 그룹의 기어 단들이 서로 결합되어 있다.
2개의 서브 클러치들(16 및 21)도, 외부 및 내부 디스크들(17, 18 또는 22, 23)로 형성된 자체 개별 디스크 패킷들에 의해서 개방 및 폐쇄될 수 있으며, 이 목적을 위해 재차 상응하는 작동 수단이 제공되어 있다. 제2 서브 클러치(16)도 마찬가지로 제1 작동 장치(11)를 통해서 작동될 수 있다. 이 목적을 위해, 마찬가지로 충분한 압력이 그 내부에서 구성될 수 있는 또 다른 원통형 압력 챔버(26)가 제공되어 있음으로써, 결과적으로 원통형 피스톤(27)이 축 방향으로 이동될 수 있다. 상기 원통형 피스톤에서는, 롤링 베어링(28)을 통해 작동 요소(29)가 이 경우에도 압력 포트의 형태로 배열되어 있고, 축 방향으로 이동 가능하다. 상기 작동 요소(27)가 도면에 도시되어 있는 바와 같이 제1 서브 클러치(4)의 외부 디스크(6)를 관통하고, 제2 서브 클러치(16)의 좌측 제1 외부 디스크(17)로 가압됨으로써, 결과적으로 상기 외부 디스크는 카운터 베어링(30)을 향해 압축될 수 있다. 이를 통해, 제2 서브 클러치(16)는 폐쇄된다. 압력이 완화되면, 제2 서브 클러치가 재차 개방된다.
제3 서브 클러치(21)의 작동을 위해, 마찬가지로 가동적인 원통형 피스톤(33)이 그 내부에 배열되어 있는 원통형 압력 챔버(32)를 포함하는 제2 작동 장치(31)가 제공되어 있으며, 또 다른 작동 요소(35)가 롤링 베어링(34)을 통해 상기 원통형 피스톤과 압력 포트의 형태로 결합되어 있다. 상기 작동 요소가 제3 서브 클러치(21)의, 우측 외부에 놓여 있는 외부 디스크(22)에 작용함으로써, 결과적으로 제3 서브 클러치는 축 방향으로 카운터 베어링(30)을 향해 압축될 수 있다. 이 경우에도, 압력이 완화되면, 제3 서브 클러치(21)의 들어 올림이 이루어진다.
상기 제2 작동 장치(31)도 CSC 형태의 유압식 작동 장치로서 형성되어 있다. 다시 말해, 3개의 모든 서브 클러치들(4, 16 및 21)의 작동이 각각 하나의 CSC를 통해 유압식으로 이루어진다.
회전자(3)와, 그와 함께 본 실시예에서 공통으로 이용되는 자체 외부 디스크 캐리어(5)는, 축 방향 측에 제공된 2개의 캐리어들(36, 37)을 통해서 회전 가능하게 장착되어 있다. 2개의 캐리어들(36, 37)은 반경 방향 내부로 연장된다. 회전 장착은 각각 하나의 롤링 베어링(38, 39)을 통해서 이루어진다. 본 발명에 따라, 상기 2개의 롤링 베어링들(38, 39)은 개별적인 제1 또는 제2 작동 장치(11, 31)의 개별 하우징(40, 41) 상에 안착한다.
도 2 및 도 3은, 상응하는 장착 영역을 갖는 도 1에 도시된 클러치 장치(1)의 단면을 각각 보여준다.
도 2가 보여주는 바와 같이, 제1 작동 장치(11)의 하우징(40)에는 베어링 시트(42)가 형성되어 있으며, 상기 베어링 시트 내에는 제1 롤링 베어링(38)의 외부 링(43)이 수용되어 있고, 고정 링(44) 및 다른 측에 있는 정지부(45)를 통해 고정되어 있다. 캐리어(36)는 외부 링(46)과 연결되어 있으며, 이 목적을 위해 외부 링은 정지부(47)에 인접하고, 다른 한편으로는 고정 링(48)을 통해 축 방향으로 고정되어 있다. 다시 말해, 이 경우에는 캐리어(36)가 하우징(40)의 외측에 회전 가능하게 장착되어 있다.
도 3에 도시된 캐리어(37)의 장착의 실시예는 다르다. 그 밖에 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 서브 클러치(21)의 디스크 패킷의 압축을 위해서 이용되는 작동 요소(35)에 의해 상응하는 관통구 내에서 관통되는 캐리어(37)는, 이 캐리어가 제2 작동 장치(31)의 하우징(41) 아래에 있는 영역 내부로 연장되도록 구부러지게 구현되어 있다. 하우징(41)의 내측에는, 롤링 베어링(39)의 외부 링(51)이 인접하는 정지부(50)를 갖는 상응하는 베어링 시트(49)가 형성되어 있다. 다른 측에는, 외부 링(51)을 축 방향으로 고정시키는 고정 링(52)이 제공되어 있다.
캐리어(37) 자체는 롤링 베어링(39)의 내부 링(53) 내부에 맞물린다. 내부 링(53)은 캐리어(37)의 정지부(54)에 인접하고, 축 방향으로 상기 링은 고정 링(55)을 통해 고정되어 있다. 다시 말해, 이 경우에는 회전자 위치가 하우징 내측에서 이루어진다.
이 경우에도, 2개의 작동 장치들에, 다시 말해 2개의 CSC에 한 가지 2중 기능이 부여된다. 한 편으로는, 이들 작동 장치는 개별 서브 클러치를 제어하기 위한 액추에이터로서 이용된다. 다른 한 편으로, 이들 작동 장치의 2개의 하우징들은 동시에 회전자 장착을 위한 수용부로서 이용된다. CSC-하우징(40, 41)이 반경 방향으로 볼 때에 상대적으로 더 내부에 놓여 있기 때문에, 이와 같은 이유에서 롤링 베어링(38, 39)의 직경을 줄이는 것이 가능하며, 그 밖에 또 다른 하우징 지지부가 베어링 수용부로서 필요치 않다. 더 나아가서는, CSC-하우징을 윤곽 드래그 로직으로서 가공함으로써, 베어링이 가급적 최소의 동축 오프셋을 갖는 것이 보장된다. 그렇기 때문에, 또한 매우 적은 불균형이 발생하게 된다.
1: 클러치 장치
2: 전기 기계
3: 회전자
4: 서브 클러치
5: 외부 디스크 캐리어
6: 외부 디스크
7: 내부 디스크 캐리어
8: 내부 디스크
9: 구동 허브
10: 카운터 베어링
11: 작동 장치
12: 압력 챔버
13: 실린더
14: 롤링 베어링
15: 작동 요소
16: 서브 클러치
17: 외부 디스크
18: 내부 디스크
19: 내부 디스크 캐리어
20: 구동 허브
21: 서브 클러치
22: 외부 디스크
23: 내부 디스크
24: 내부 디스크 캐리어
25: 구동 샤프트
26: 압력 챔버
27: 피스톤
28: 롤링 베어링
29: 작동 요소
30: 카운터 베어링
31: 작동 요소
32: 압력 챔버
33: 피스톤
34: 롤링 베어링
35: 작동 요소
36: 캐리어
37: 캐리어
38: 롤링 베어링
39: 롤링 베어링
40: 하우징
41: 하우징
42: 베어링 시트
43: 외부 링
44: 고정 링
45: 정지부
46: 외부 링
47: 정지부
48: 고정 링
49: 베어링 시트
50: 정지부
51: 외부 링
52: 고정 링
53: 내부 링
54: 정지부
55: 고정 링

Claims (10)

  1. 전기 기계(2)의 회전자(3)와 결합 가능하거나 결합되어 있고 2개 이상의 제1 외부 디스크들(6)을 갖는 제1 외부 디스크 캐리어(5), 및 상기 2개의 제1 외부 디스크들(6) 사이에 맞물리는 하나 이상의 제1 내부 디스크(8)를 갖는 제1 내부 디스크 캐리어(7)를 포함하는 제1 서브 클러치(4); 그리고 제1 외부 디스크 캐리어에 또는 회전자(3)와 결합 가능하거나 결합되어 있는 제2 외부 디스크 캐리어에 제공된 복수의 제2 외부 디스크들(17) 및 상기 제2 외부 디스크들(17) 사이에 맞물리는 제2 내부 디스크(18)를 갖는 제2 내부 디스크 캐리어(19)를 포함하는 하나 이상의 제2 서브 클러치(16);를 포함하는 클러치 장치이며, 상기 제1 및 제2 클러치 장치(4, 16)는 회전자(3) 내부에 배열되어 있는, 클러치 장치에 있어서,
    회전자(3)는 적어도 축 방향 측에서 캐리어(36, 37)를 통해, 하나 이상의 클러치 장치(4, 16, 21)의 작동을 위해 이용되는 작동 장치(11, 31)의 하우징(40, 41)에 회전 가능하게 장착되어 있는 것을 특징으로 하는, 클러치 장치.
  2. 제1항에 있어서, 회전자(3)는 또한 제2 축 방향 측에서도 제2 캐리어(36, 37)를 통해서, 하나 이상의 서브 클러치(4, 16, 21)를 작동시킬 수 있는 제2 작동 장치(11, 31)의 하우징에 회전 가능하게 장착되어 있는 것을 특징으로 하는, 클러치 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 일 하우징 또는 2개의 하우징(40, 41)이 축 방향으로 회전자(3) 외부에 배열되어 있고, 개별 캐리어(36, 37)는 회전자(3) 외부에 회전 가능하게 장착되어 있거나, 일 하우징 또는 2개의 하우징(40, 41)이 축 방향으로 회전자(3) 내부로 돌출하고, 개별 캐리어(36, 37)는 회전자(3) 내부에 회전 가능하게 장착되어 있는 것을 특징으로 하는, 클러치 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 외부 디스크 캐리어에, 제2 외부 디스크 캐리어에, 또는 회전자(3)와 결합 가능하거나 결합되어 있는 제3 외부 디스크 캐리어에 제공된 복수의 제3 외부 디스크(22)들; 및 상기 제3 외부 디스크들(22) 사이에 맞물리는 제3 내부 디스크(23)를 갖는 제3 내부 디스크 캐리어(24);를 포함하고, 마찬가지로 회전자(3) 내부에 배열되어 있는 제3 서브 클러치(21)가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는, 클러치 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 일 캐리어 또는 각각의 캐리어(36, 37)가, 외부 링 및 내부 링(45, 46, 51, 53)을 포함하는 롤링 베어링(38, 39)을 통해 하우징(40, 41)에 회전 가능하게 장착되어 있고, 상기 외부 링(46, 51) 또는 상기 내부 링(45, 53)과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 클러치 장치.
  6. 제5항에 있어서, 일 캐리어(36)는, 자체 내부 링(46)에 의해 외측에서 제1 작동 장치(11)의 하우징(40) 상에 안착하는 일 롤링 베어링(38)의 외부 링(46)에 배열되어 있으며; 다른 캐리어(37)는, 자체 외부 링(51)에 의해 내측에서 제2 작동 장치(31)의 하우징(41) 내에 안착하는 다른 롤링 베어링(39)의 내부 링(53)에 배열되어 있는; 것을 특징으로 하는, 클러치 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 일 캐리어 또는 복수의 캐리어(36, 37)는 제1 또는 제2 외부 디스크 캐리어와 연결되어 있거나, 필요에 따라 또한 회전자(3)와도 연결된 제3 외부 디스크 캐리어(5)와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 클러치 장치.
  8. 제7항에 있어서, 제1 및 제2 서브 클러치 및 경우에 따라서는 또한 제3 서브 클러치(4, 16, 21)의 외부 디스크(6, 17, 22)가, 또한 회전자(3) 그리고 일 캐리어 또는 복수의 캐리어(36, 37)가 연결되어 있는 공통의 제1 외부 디스크 캐리어(5)에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 클러치 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 또는 제2 작동 장치(11, 31)는 2개의 서브 클러치들(4, 16, 21)의 작동을 위해 이용되는 것을 특징으로 하는, 클러치 장치.
  10. 제9항에 있어서, 제1 작동 장치(11)는 제1 및 제2 클러치 장치(4, 16)의 작동을 위해서 이용되고, 제2 작동 장치(31)는 제3 서브 클러치(21)의 작동을 위해서 이용되는 것을 특징으로 하는, 클러치 장치.
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