KR20210149692A

KR20210149692A - 하이브리드 구동 트레인용 다중 디스크 클러치

Info

Publication number: KR20210149692A
Application number: KR1020217027502A
Authority: KR
Inventors: 마티아스 단호이저; 라드미르 이슈무라토프; 플로리안 포겔; 르네 다이켈러
Original assignee: 섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
Priority date: 2019-04-10
Filing date: 2020-03-12
Publication date: 2021-12-09
Also published as: WO2020207527A1; JP7431856B2; CN113677905B; EP3953596A1; CN113677905A; EP3953596B1; DE102019127238A1; US20220176796A1; JP2022526661A; US11590836B2

Abstract

다중 디스크 클러치(10)는, 외부 다중 디스크 캐리어(12), 외부 다중 디스크 캐리어(12)에 축 방향 변위 가능한 방식으로 후크 연결되는 복수의 외부 디스크(16)(여기서, 외부 디스크(16)는 토크 전달 방식으로 외부 다중 디스크 캐리어(12)에 결합하기 위한 외부 결합 요소(24)를 가짐), 내부 다중 디스크 캐리어(14), 내부 다중 디스크 캐리어에 축 방향 변위 가능한 방식으로 후크 연결되는 복수의 내부 디스크(14)(여기서, 내부 디스크(14)는 토크 전달 방식으로 내부 다중 디스크 캐리어(14)에 결합하기 위한 내부 결합 요소(42)를 가짐)를 구비하되, 모든 외부 결합 요소(24)는 원주 방향으로 연속적으로 이어지는 외부 링(20) 외측에 반경 방향으로 돌출하고/돌출하거나 모든 내부 결합 요소(42)는 원주 방향으로 연속적으로 이어지는 내부 링(20) 내측에 반경 방향으로 돌출하고, 제1 마찰 표면(32)이 적어도 하나의 외부 리프 스프링 요소(26)를 통해 외부 링(20)에 연결되고/연결되거나 제2 마찰 표면(34)이 적어도 하나의 내부 리프 스프링 요소(40)를 통해 연결된다. 그 결과, 다중 디스크 클러치(10)에서 디스크(14, 16)의 걸림 및/또는 바람직하지 않은 위치 설정의 위험이 감소된다.

Description

하이브리드 구동 트레인용 다중 디스크 클러치

본 발명은 다중 디스크 클러치에 관한 것으로, 이를 이용해, 특히 내연 모터로 설계된 내연 엔진이 특히 하이브리드 모터 차량의 형태로, 모터 차량의 구동 트레인에 선택적으로 결합될 수 있다.

DE 10 2018 103524 A1은 모터 차량의 하이브리드 구동 트레인용 다중 디스크 클러치를 개시하며, 여기서 각각 할당된 다중 디스크 캐리어에서 마찰 페어링에 사용되는 축 방향 변위 가능한 디스크가, 토크 전달 방식으로 오프셋 치형 플랜지를 통해 할당된 다중 디스크 캐리어에 결합되며, 단일 플랜지 웹을 통해 오프셋된 치형 플랜지는, 디스크의 마찰 표면에 대해 축 방향의 상대 이동을 수행할 수 있다.

다중 디스크 클러치 디스크의 걸림 현상과 바람직하지 않은 위치 설정을 피할 필요가 항상 있다.

본 발명의 목적은, 다중 디스크 클러치에서 디스크의 걸림 및/또는 바람직하지 않은 위치 설정의 위험을 감소시키는 조치를 나타내는 것이다.

상기 목적은 청구범위 제1항의 특징을 갖는 다중 디스크 클러치에 의해 본 발명에 따라 달성된다. 본 발명의 바람직한 구현예는, 개별적으로 또는 조합하여 본 발명의 양태를 나타낼 수 있는, 종속항 및 하기 설명에 구체적으로 제공된다.

모터 차량 구동 트레인용 다중 디스크 클러치가 제공되고, 토크를 전달하기 위한 외부 다중 디스크 캐리어, 제1 마찰 표면을 각각 제공하기 위해, 외부 다중 디스크 캐리어에 축 방향 변위 가능한 방식으로 후크 연결되는 복수의 외부 디스크(여기서, 외부 디스크 중 적어도 하나는, 바람직하게는 외부 디스크 각각은 토크 전달 방식으로 외부 다중 디스크 캐리어에 결합하기 위한, 특히 치형의 외부 결합 요소를 가짐), 토크를 전달하기 위한 내부 다중 디스크 캐리어, 축 방향으로 인접한 외부 디스크의 제1 마찰 표면과 페어링하는 마찰에 대한 제2 마찰 표면을 각각 제공하기 위해, 내부 다중 디스크 캐리어에 축 방향 변위 가능한 방식으로 후크 연결되는 복수의 내부 디스크(여기서, 내부 디스크 중 적어도 하나, 바람직하게는 내부 디스크 각각은 토크 전달 방식으로 내부 다중 디스크 캐리어에 결합하기 위한, 특히 치형의 내부 결합 요소를 가짐)를 포함하되, 모든 외부 결합 요소는 원주 방향으로 연속적으로 이어지는 외부 링 외측에 반경 방향으로 돌출하고/돌출하거나 모든 내부 결합 요소는 원주 방향으로 연속적으로 이어지는 내부 링 내측에 반경 방향으로 돌출하고, 제1 마찰 표면으로 외부 결합 요소의 탄성 축 방향 상대 이동을 제공하도록, 제1 마찰 표면이 적어도 하나의 외부 리프 스프링 요소를 통해 외부 링에 연결되고/연결되거나 제2 마찰 표면으로 내부 결합 요소의 탄성 축 방향 상대 이동을 제공하도록, 제2 마찰 표면이 적어도 하나의 내부 리프 스프링 요소를 통해 내부 링에 연결된다.

각각의 디스크는, 각각의 결합 요소에 의해 형성된 2차원 윤곽선을 통해, 축 방향 변위 가능한 방식으로 관련 다중 디스크 캐리어의 해당 윤곽선에 삽입될, 즉 후크 연결될 수 있다. 외부 디스크와 내부 디스크는 축 방향으로 앞뒤 교대로 배열될 수 있다. 디스크는, 축 방향으로 고정된 카운터 플레이트와 상기 카운터 플레이트에 대해 작동 시스템이 축 방향으로 변위시킬 수 있는 압력 플레이트 사이에서, 축 방향으로 배열될 수 있고, 다중 디스크 클러치가 폐쇄되는 경우에, 카운터 플레이트와 압력 플레이트 사이에서 마찰로 가압되며, 이러한 경우에 연속적인 디스크의 제1 마찰면과 제2 마찰면은 서로 체결되어 마찰 페어링을 형성한다. 압력 플레이트 및/또는 카운터 플레이트는 또한 외부 디스크 및/또는 내부 디스크로 설계될 수 있다. 다중 디스크 클러치의 폐쇄 상태에서, 토크는, 마찰 잠금 디스크와 형성된 마찰 페어링을 통해 외부 다중 디스크 캐리어와 내부 다중 디스크 캐리어 사이에 전달될 수 있다. 특히, 외부 디스크는 스틸 디스크로 설계되고, 내부 디스크는, 양쪽에 마찰 라이닝이 각각 구비된 라이닝 디스크로 설계되거나, 내부 디스크는 스틸 디스크로 설계되고, 외부 디스크는, 양쪽에 마찰 라이닝이 각각 구비된 라이닝 디스크로 설계된다. 다중 디스크 클러치는, 냉각수 또는 윤활제가 사용되지 않는 건식 다중 디스크 클러치로 설계되거나, 디스크가 냉각수 및/또는 윤활제와 접촉하는 습식 다중 디스크 클러치로서 설계될 수 있다.

결합 요소를 형성하는 각각의 디스크 구성 요소는 특히, 펀칭에 의해 금속판으로부터 생산될 수 있다. 그 결과, 얇은 금속판을 사용하여 디스크를 저렴하게 생산할 수 있다. 토크 전달 동안에, 각각의 결합 요소는, 특히 치형부로 설계된 관련 다중 디스크 캐리어의 윤곽선 상에 접선 방향으로 대면하는 좁은 측면과 함께 형태 잠금 방식으로 체결할 수 있다. 특히, 각각의 디스크는, 반경 방향으로 내측에 또는 반경 방향으로 외측에 대면하는 좁은 측면을 통해, 관련 다중 디스크 캐리어 상에 반경 방향으로 중심에 위치한다. 이는 연결 다중 디스크 캐리어에 디스크의 복잡한 장착을 초래할 수 있으며, 이는 특히 바람직하지 않은 공차 조건에서 관련 다중 디스크 캐리어에서 디스크의 정렬 불량 및/또는 걸림으로 이어질 수 있다. 그러나, 리프 스프링 요소를 이용한 마찰 표면의 축 방향 탄성 연결로 인해, 축 보정이 이러한 상황에서 발생할 수 있으므로, 본질적으로 유사한 마찰 조건이 다중 디스크 클러치의 모든 마찰 페어링에 존재할 수 있고, 개별 마찰 페어링의 힘 피크로 인한 불필요한 마모가 방지된다. 각각의 리프 스프링 요소는 특히 본질적으로 접선 방향 및/또는 원주 방향으로 이어지는 금속판 스트립으로 설계될 수 있으며, 이는 다중 디스크 클러치의 축 방향으로 수직인 표면 방향에서 탄성적으로 구부러질 수 있다. 리프 스프링 요소는, 일 말단에서 관련 링에 연결되고 다른 말단에서 관련 마찰 표면에 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 링에서 등지는 각각의 리프 스프링 요소의 말단은 고정 영역에 연결될 수 있고, 여기에 제1 마찰 표면 또는 제2 마찰 표면을 형성한 금속판 또는 마찰 라이닝이 고정된다.

결합 요소가 공통 링에서 돌출하기 때문에, 링을 통해 추가적인 강화를 얻을 수 있다. 따라서 반경 방향으로 연장된 굽힘 축을 중심으로 결합 요소의 비틀림 또는 굽힘이 방지되거나 적어도 감소될 수 있다. 또한, 접선 방향으로 이어지는 틸팅 축을 중심으로 결합 요소의 틸팅 또는 굽힘을 방지하거나 적어도 감소시킬 수 있다. 디스크의 원주 방향에서 여러 결합 요소의 상대적인 위치는, 하중을 받는 경우에도 상당하게 본질적으로 일정하게 유지될 수 있다. 따라서, 결합 요소의 걸림 및 마모 증가가 방지될 수 있으며, 토크 전달의 손상 또는 불필요한 마모의 위험없이 각각의 디스크를 통해 특히 높은 토크가 전달될 수 있다. 결합 요소를 형성하는 연속 링에서 축 방향으로 튀어 나온 디스크의 마찰 표면에 의해, 다중 디스크 클러치에서 디스크의 걸림 및/또는 바람직하지 않은 위치 설정의 위험이 감소된다.

따라서 다중 디스크 클러치는, 내연 엔진의 구동 샤프트를 전기 기계의 회전자에 결합된 중간 샤프트와 결합하기 위해, 하이브리드 모터 차량용 구동 트레인의 하이브리드 모듈에서 소위 "K0 클러치"로 사용하기에 특히 적합하고, 회전자를 통해 내연 엔진에서 생성된 엔진 토크 및/또는 전기 기계에서 생성된 전기 토크가 모터 차량 변속기에 전달될 수 있다. 각각의 강화 링을 이용해, 다중 디스크 클러치의 개방 및 폐쇄 위치 사이에서 디스크의 상대적인 축 방향 이동은, 마찰을 줄이거나 가능한 한 마찰없이 일어날 수 있다. 그 결과, 다중 디스크 클러치는 특히, 건식 다중 디스크 클러치로 윤활되지 않은 상태로 사용될 수 있다. 다중 디스크 클러치가 거의 완전히 폐쇄되는 경우에 발생하는 토크 전달 중에, 슬라이딩 마찰은 리프 스프링 요소의 축 방향 스프링 힘보다 크고, 결합 요소의 마찰이 발생하기 쉬운 슬라이딩은 다중 디스크 캐리어 상에서 일어나지 않는다. 리프 스프링 요소의 스프링 편향으로 인해 마찰 표면의 축 방향 상대 이동은 여전히 가능하므로, 마찰이 감소하고 따라서 마모가 감소하여, 다양한 마찰 페어링에서 유사한 토크 전달이 달성될 수 있다. 결합 요소의 수를 증가시킴으로써, 전달될 토크가 더 많은 해당 결합 요소에 분산될 수 있으며, 이에 따라 결합 요소의 접선 방향으로 좁은 측면의 표면 압력이 감소될 수 있다. 이 경우, 다중 디스크 클러치의 축 방향으로 리프 스프링 요소의 최소 가능한 스프링 강성을 목표로 할 수 있으며, 동시에 인가된 토크의 충분한 전달 신뢰성을 보장할 수 있다.

특히, 외부 결합 요소와 제1 마찰 표면이 상이하게 상호 연결된 구성 요소 사이에서 분할되어 외부 디스크를 형성하고/형성하거나 내부 결합 요소와 제2 마찰 표면이 상이하게 상호 연결된 구성 요소 사이에서 분할되어 내부 디스크를 형성하는 것이 제공된다. 각각의 디스크는, 결합 요소와 리프 스프링 요소를 갖는 캐리어 플레이트, 및 각각의 적어도 하나의 마찰 표면을 갖는 디스크, 특히 스틸 디스크를 형성하기 위한 스틸 디스크 또는 라이닝 디스크를 형성하기 위한 마찰 라이닝으로 구성될 수 있다. 캐리어 플레이트는, 적어도 하나의 리프 스프링 요소를 통해 결합 요소를 형성하는 링에 축 방향 탄성 방식으로 연결될 수 있는 고정 영역을 가질 수 있되, 별도의 디스크는 적어도 하나의 고정 영역, 바람직하게는 복수의 고정 영역을 통해, 예를 들어 리벳팅에 의해 캐리어 플레이트에 독점적으로 연결될 수 있다. 캐리어 플레이트는 특히 일체형으로 제작되어, 금속판을 펀칭함으로써 효율적인 비용으로 결합 요소, 링, 리프 스프링 요소 및 고정 영역을 통해 일체형 구성 요소로서 제조할 수 있다. 대안적으로, 캐리어 플레이트를 여러 부분, 예를 들어 두 부분으로 설계하는 것이 가능하고, 예를 들어 캐리어 플레이트의 제1 별도 부분으로서 링을 결합 요소와 함께 설계하고, 제2 별도 부분으로서 고정 영역을 리프 스프링 요소와 함께 설계하고, 이들은 특히 리벳에 의해 서로 연결된다. 두 부분 설계로 인해, 더 두꺼운 재료를 치형부에 사용할 수 있으므로 토크가 전달되는 경우에 표면 압력은 감소된다.

외부 리프 스프링 요소 및/또는 내부 스프링 요소는 원주 방향 및/또는 접선 방향으로 본질적으로 이어지는 것이 바람직하게 제공된다. 반경 방향으로 각각의 리프 스프링 요소의 길이 방향 연장이 방지되어, 접선 방향으로 이어지는 틸팅 축 중심으로의 결합 요소의 틸팅을 방지할 수 있다. 또한, 리프 스프링 요소의 최장 가능한 길이 방향 확장을 달성하기 위해, 리프 스프링 요소용 충분한 공간이 원주 방향에 쉽게 생성될 수 있으며, 이에 따라 스프링 강성이 작아진다. 리프 스프링 요소는, 본질적으로 선형 길이 방향 연장부 및/또는 본질적으로 반경을 따르는 만곡형 길이 방향 연장부를 가질 수 있다.

외부 결합 요소는 적어도 두 개, 특히 정확히 두 개의 외부 리프 스프링 요소를 통해 제1 마찰 표면에 연결되고/연결되거나 내부 결합 요소는 적어도 두 개, 특히 정확히 두 개의 내부 리프 스프링 요소를 통해 제2 마찰 표면(34)에 연결되는 것이 특히 바람직하다. 하나 이상의 리프 스프링을 사용하면, 디스크의 관련 링에 대한 마찰 표면의 틸팅, 피봇 또는 반경 방향 변위를 방지하거나 적어도 줄일 수 있다. 특히, 각각의 마찰 표면이 연결된 고정 영역은 링에 연결되어 서로 멀리 연장된 두 개의 리프 스프링 요소를 통해 결합 요소를 형성해서, 고정 영역의 틸팅, 피봇 또는 반경 방향 변위를 크게 차단할 수 있다.

특히, 외부 디스크는, 외부 결합 요소와 외부 리프 스프링 요소의 일체식 형성을 위해 본질적으로 원주 방향으로 이어지는 완전 폐쇄형 슬롯을 갖고/갖거나, 내부 디스크는, 내부 결합 요소와 내부 리프 스프링 요소의 일체식 형성을 위해 본질적으로 원주 방향으로 이어지는 완전 폐쇄형 슬롯을 갖는 것을 제공한다. 적어도 하나의 리프 스프링 요소 및 선택적으로 마찰 표면을 고정하기 위한 고정 영역은, 링으로부터 반경 방향 거리에서 슬롯을 통해 분리될 수 있으며, 여기서 일체형 연결부가 동시에 유지된다. 슬롯이 한쪽에서 개방되지 않고 완전히 폐쇄되도록 설계되었기 때문에, 리프 스프링 요소에 대해 자유롭게 돌출한 말단을 방지하고, 이에 의해 하중이 인가되는 경우에 리프 스프링 요소의 이동 방향이 상당히 제한된다. 이는 리프 스프링 요소가 본질적으로 오직 축 방향에서 탄성적으로 구부러질 수 있음을 보장할 수 있다. 관련 다중 디스크 캐리어의 치형부에서 결합 요소의 걸림이 방지될 수 있다.

원주 방향으로의 외부 리프 스프링 요소의 연장부는, 적어도 외부 결합 요소의 연장부에, 특히 외부 결합 요소의 연장부의 적어도 2배에 대응하고/대응하거나, 원주 방향으로의 내부 리프 스프링 요소의 연장부는, 적어도 내부 결합 요소의 연장부에, 특히 내부 결합 요소의 연장부의 적어도 2배에 대응하는 것이 바람직하다. 결합 요소에 비해 리프 스프링 요소가 크게 확장하기 때문에, 리프 스프링 요소는 축 방향에서 낮은 스프링 강성을 달성할 수 있다. 리프 스프링 요소의 연장부는, 특히 관련 결합 요소의 연장부의 6배, 5배 또는 4배 미만일 수 있어, 링에 대한 마찰 라이닝의 틸팅을 피하기 위해 대응하는 수의 리프 스프링 요소가 원주 방향으로 동일한 반경에 분포될 수 있다.

특히, 외부 다중 디스크 캐리어는, 외부 결합 요소의 토크 전달 및 축 방향으로 변위 가능하게 유지하도록 규칙적이거나 불규칙한 내부 치형부를 갖고/갖거나, 내부 다중 디스크 캐리어는, 내부 결합 요소를 토크 전달 및 축 방향으로 변위 가능한 방식으로 유지시키기 위해 규칙적이거나 불규칙한 외부 치형부를 갖는 것이 바람직하다. 각각의 결합 요소는, 토크 전달 폼 피트를 생성하기 위해 할당된 다중 디스크 캐리어, 특히 느슨한 피트의 치형부에 체결할 수 있다. 동시에, 결합 요소는 복수의 디스크 클러치의 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 축 방향 오프셋을 쉽게 따를 수 있도록 치형부 내에서 축 방향으로 슬라이딩 및/또는 변위될 수 있다. 복수의 디스크 캐리어의 치형부의 치형과 오목부는 규칙적으로, 즉 원주 방향으로 간격과 연장부가 동일하도록 배열되어, 여러 상이한 상대 회전 위치에서 디스크 캐리어에 각각의 디스크가 후크 연결될 수 있다. 각각의 디스크와 관련 다중 디스크 캐리어 사이의 특정 상대 각도 위치가 필요한 경우에, 다중 디스크 캐리어의 치형부의 치형과 함몰부는 불규칙하게 배열될 수 있고, 즉 원주 방향으로 적어도 부분적으로 상이한 간격 및/또는 연장부를 갖는다.

특히, 제1 마찰 표면 또는 제2 마찰 표면은 별도의 마찰 라이닝에 의해 형성된다. 결과적으로, 복수의 외부 디스크 또는 복수의 내부 디스크는 라이닝 디스크로 구성될 수 있는 반면에, 대응하는 다른 디스크는 마찰 라이닝이 없는 스틸 디스크로 구성될 수 있다. 라이닝 디스크의 경우에, 캐리어 디스크가 제공되는 것이 바람직하며, 이의 두 축 방향 측면에 마찰 라이닝이, 예를 들어 접착에 의해 고정된다.

외부 리프 스프링 요소의 최소 축 방향 스프링 힘을 갖는 시작 위치에 기초한, 외부 결합 요소에 대한 제1 마찰 표면의 축 방향 상대 이동 및/또는 내부 리프 스프링 요소의 최소 축 방향 스프링 힘을 갖는 시작 위치에 관해, 내부 결합 요소에 대한 제2 마찰 표면의 축 방향 상대 이동은, 양쪽 축 방향 또는 한쪽 축 방향으로만 허용되는 것이 바람직하게 제공된다. 무부하 시작 위치와 관련하여, 마찰 표면의 축 방향 상대 이동은 양쪽 축 방향 또는 한쪽 축 방향으로만 허용될 수 있다. 상대 이동이 한쪽 축 방향으로만 허용되어야 하는 경우에, 예를 들어 마찰 라이닝의 후방 측면 또는 반경 방향 바깥으로 돌출된 돌출부에 의해 형성될 수 있는, 마찰 표면에 연결된 축 정지부가 특히 결합 요소를 지지하는 링에 대해 축 방향으로 접경한다. 이러한 방식으로, 예를 들어 마찰 라이닝이, 다중 디스크 클러치가 개방되는 경우에, 이전에 가압된 인접 디스크에 달라 붙는 것을 방지할 수 있으므로, 접착된 디스크의 불필요하고 마모되기 쉬운 끌기(dragging)가 방지될 수 있다.

본 발명은 또한, 전기 기계의 회전자에 결합되고 특히 전기 기계의 회전자를 형성하는 중간 샤프트에, 내연 기관의 구동 샤프트를 선택적으로 결합하기 위해, 전술한 바와 같이 설계되고 추가 개발될 수 있는 다중 디스크 클러치, 하이브리드 모터 차량 구동용 전기 기계, 및 하이브리드 모터 차량 구동용 내연 기관을 갖는 하이브리드 모터 차량용 구동 트레인에 관한 것이다. 예를 들어, 외부 다중 디스크 캐리어는 회전자 컵에 의해 형성되고, 이는 특히, 고정자의 전자석과 상호 작용하는 전기 기계의 회전자를 형성하기 위해 반경 방향 외부로 대면하는 횡방향 표면 상의 영구 자석을 갖는다. 내부 다중 디스크 캐리어는 내연 엔진의 구동 샤프트에 직접 또는 간접으로 연결된 구동 림에 의해 형성될 수 있고, 이는 바람직하게는 내연 엔진으로 구성될 수 있다. 전기 기계는 바람직하게는 전동기 방식 또는 발전기 방식으로 작동할 수 있다. 결합 요소를 형성하는 연속 링에 대해 축 방향으로 튀어나온 다중 디스크 클러치 디스크의 마찰 표면에 의해 다중 디스크 클러치에서 디스크의 걸림 및/또는 바람직하지 않은 위치 설정의 위험이 감소되어, 구동 트레인이 내마모성과 내구성을 향상시키도록 설계된다.

이하에서, 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예를 첨부 도면을 참조하여 예로서 설명하며, 아래에 도시된 특징은 개별적으로 그리고 조합되어 본 발명의 양태를 나타낼 수 있다. 도면에서:
도 1은 다중 디스크 클러치의 개략적인 사시 단면도를 나타낸다.
도 2는 도 1로부터의 다중 디스크 클러치의 개략적인 사시 분해도를 나타낸다.
도 3은 도 1로부터의 다중 디스크 클러치의 내부 디스크의 개략적인 평면도를 나타낸다.
도 4는 도 3으로부터의 내부 디스크의 캐리어 플레이트의 개략적인 상세도를 나타낸다.
도 5는 도 1로부터의 다중 디스크 클러치의 외부 디스크의 개략적인 평면도를 나타낸다.
도 6은 도 5로부터의 외부 디스크의 캐리어 플레이트의 개략적인 상세도를 나타낸다.
도 7은 도 1로부터의 다중 디스크 클러치의 내부 디스크를 위한 대안적인 구현예의 개략적인 평면도를 나타낸다.
도 8은 도 1로부터의 다중 디스크 클러치의 외부 디스크를 위한 대안적인 구현예의 개략적인 평면도를 나타낸다.

도 1 및 2에 나타낸 다중 디스크 클러치(10)는 특히 건식 다중 디스크 클러치로서 설계되며, 이는 하이브리드 모터 차량의 구동 트레인에서 내연 엔진 및/또는 전기 기계에서 생성된 토크를 모터 차량 변속기로 선택적으로 전달하도록 의도된다. 다중 디스크 클러치(10)는, 회전자 컵으로 설계된 외부 다중 디스크 캐리어(12)와 드라이버 링으로 설계된 내부 다중 디스크 캐리어(14)를 갖는다. 스틸 디스크로 설계된 외부 디스크(16)는, 토크를 전달하지만 축 방향으로 변위 가능한 방식으로, 외부 다중 디스크 캐리어(12)에 후크 연결된다. 라이닝 디스크로 설계된 내부 디스크(18)는, 토크를 전달하지만 축 방향으로 변위 가능한 방식으로 내부 다중 디스크 캐리어(14)에 후크 연결된다. 서로를 향한 외부 디스크(16)와 내부 디스크(18)의 축 방향 변위로 인해, 특히 축 방향으로 고정된 카운터 플레이트에 대해 축 방향으로 변위 가능한 압력 플레이트를 이동시키는 작동 시스템의 도움으로, 디스크(16, 18)는 마찰 페어링을 형성할 수 있고, 이를 통해 외부 다중 디스크 캐리어(12)와 내부 다중 디스크 캐리어(14) 사이에 마찰 결합된 토크가 교환될 수 있다.

스틸 및 라이닝 디스크의 배열은 원칙적으로 양쪽 방향(내측 및 외측)에서 발생할 수 있다. 원칙적으로 별도의 치형부 링(20)은 두 종류의 디스크에 모두 부착될 수 있다. 여기서, 예로서, 추가적인 치형부 링이 없는 외부 스틸 디스크와 결합된 치형부 링(20)이 있는 내부 마찰판의 경우만 논의된다.

외부 다중 디스크 캐리어(12)를 통해 전기 기계의 회전자에 의해 도입된 토크는, 외부 디스크(16)의 별도의 캐리어 플레이트(22)를 통해 도입된다. 이 캐리어 플레이트(22)는 외부 직경 상에 복수의 사다리꼴 또는 치형 외부 결합 요소(24)를 가지며, 이는 치형부를 형성하고 형태 잠금 방식으로 외부 다중 디스크 캐리어(12)의 대응 치형부에 체결한다. 외부 디스크(16)의 치형부 링(20)은, 도 5 및 6에 나타낸 바와 같이 반경 방향 바깥으로 돌출하는 외부 결합 요소(24)를 갖는 외부 링에 의해 설계된다. 또한, 캐리어 플레이트(22)는 본질적으로 접선 방향으로 및/또는 원주 방향으로 이어지는 외부 리프 스프링 요소(26)를 가지며, 이들 중 두 개의 외부 리프 스프링 요소(26)는 각각 고정 영역(28)을 연결한다. 스틸 디스크(30)는 고정 영역(28)에 리벳팅된다. 이것은 내부 디스크(18)의 축 방향 반대편인 제2 마찰 표면(34)과 마찰 페어링을 형성하기 위해 그 축 방향 측면 각각에 제1 마찰 표면(32)을 형성한다. 치형부 링(20), 외부 결합 요소(24), 외부 리프 스프링 요소(26) 및 고정 영역(28)은 한 피스로 만들어지고 캐리어 플레이트(22)를 형성하므로, 나타낸 구현예의 외부 디스크(16)는 본질적으로 캐리어 플레이트(22), 및 적절한 결합 기술에 의해 캐리어 플레이트(22)에 고정된 스틸 디스크(30)를 포함한다. 외부 리프 스프링 요소(26) 및 고정 영역(28)은, 원주방향으로 폐쇄된 슬롯(36)에 의해, 캐리어 플레이트(22)의 나머지 부분, 즉 외부 결합 요소(24)가 있는 치형부 링(20)으로부터 분리될 수 있으므로, 개별 고정 영역(28)으로부터 등지는 외부 리프 스프링 요소(26)의 말단과 치형부 링(20) 사이에 하나의 얇은 피스 연결이 유지된다.

다중 디스크 클러치(10)가 폐쇄되는 경우에, 제1 마찰 표면(32)을 갖는 스틸 디스크(30)는, 축 방향 탄성 외부 리프 스프링 요소(26)로 인해 치형부 링(20)에 대해 축 방향 운동을 실행할 수 있어서, 외부 다중 디스크 캐리어(12)의 치형부의 외부 결합 요소(24)의 마모 관련 슬라이딩 및/또는 걸림 및/또는 과도한 위치가 방지되거나 적어도 감소될 수 있다. 외부 리프 스프링 요소(26)의 강성은 특히, 가능한 한 낮게 유지되어야 하기 때문에, 낮은 토크에서도 치형부에 더 이상 상대 이동/슬라이딩 마찰이 존재하지 않는다.

내부 디스크(18)는 외부 디스크(16)와 본질적으로 유사하게 설계될 수 있다. 내부 디스크(18)는, 외부 디스크(16)로부터 내부 다중 디스크 캐리어(14)로 토크를 전달한다. 라이닝 디스크로 설계된 내부 디스크(18)는, 서로 다른 축 방향으로 대면하는 제2 마찰 표면(34)을 각각 형성하는 마찰 라이닝(38)을 갖는다. 마찰 라이닝(38)은 또한, 마찰 라이닝(38)이 내부 리프 스프링 요소(40)를 통해 연결된 고정 영역(28)에 연결, 예를 들어 리벳 및/또는 접착되는 식으로 캐리어 플레이트(22)에 연결된다. 축 방향 변위 방식으로 내부 다중 디스크 캐리어(14)에 후크 연결된 내부 디스크(18)의 내부 결합 요소(42)의 예상 표면 압력에 따라, 치형부를 형성한 내부 결합 요소(42)는 캐리어 플레이트(22)에서 직접 하나의 조각으로 형성될 수 있거나, 특히 큰 결합 토크의 경우에 또한 별도의 구성 요소에 형성될 수 있고, 이는 원주 방향으로 폐쇄된 치형부 링(20), 및 캐리어 플레이트(22)의 나머지 부분에 특히 리벳 결합되어 별도 고정된 내부 결합 요소(42)를 갖는다. 내부 디스크(18)의 치형부 링(20)은, 반경 방향으로 내측에 돌출한 내부 결합 요소(42)를 갖는 내부 링에 의해 설계된다.

내부 디스크(18)의 캐리어 플레이트(22)는 또한 도 3 및 4에 나타낸 바와 같이, 내부 리프 스프링 요소(40) 및 이에 부착된 고정 영역(24)을 형성하기 위해, 완전히 폐쇄된 슬롯(36)을 갖는다. 내부 리프 스프링 요소(40)에 의해, 제2 마찰 표면(34)과 함께 마찰 라이닝(38)은, 내부 다중 디스크 캐리어(14) 및 내부 결합 요소(42)를 갖는 치형부 링(20)에 대해 축 방향으로 변위될 수 있다. 기능적인 원리는 본질적으로 외부 디스크(16)의 원리와 동일하다.

다중 디스크 클러치(10)를 가능한 한 공간 효율적이 되도록 하기 위해, 도 7 및 8에 나타낸 바와 같이, 한쪽 방향으로만 가능한 스프링이 되도록, 캐리어 플레이트(22)에서 리프 스프링 요소(26, 40)의 도움으로 제공되는 축 방향 스프링을 설계할 가능성이 있다. 이것은 결합 요소(24, 42)의 치형부 피치 원이 마찰 표면(32, 34)에 더 가까울 수 있다는 이점을 갖는다. 그러나, 다중 디스크 클러치(10)를 개방하는 경우, 이 변형에서 발생하는 슬라이딩 마찰은, 선행 기술에서 이전에 알려진 다중 디스크 클러치와 비교하여 감소될 수 있다.

(한쪽 또는 양쪽에 탄성이 있는 캐리어 플레이트(22)를 갖는) 설치 공간을 확보할 수 있는 또 다른 가능성은, 결합 요소(24, 42)에 의해 형성된 치형부를 완전히 원주 방향으로 설계하지 않고, 도 7 및 8에 나타낸 바와 같이, 리벳팅 위치에서 차단하고 불균일하게 설계하는 것이다. 결과적으로, 리벳, 및 따라서 또한 마찰 표면(32, 34)은 결합 요소(24, 42)의 치형부 피치 원에 더 가깝다. 접촉 표면의 손실은 표면 압력 설계에서 고려될 수 있다. 리벳은 타원형 샤프트 단면으로 설계할 수도 있다. 반경 방향으로 토크가 전달되지 않으므로, 여기에서 단면은 원주 방향보다 작을 수 있다. 이는 반경 방향의 설치 공간 측면에서 이점이 된다.

라이닝 디스크로 설계된 내부 디스크(18)에 대해, 캐리어 플레이트(22)의 내부 리프 스프링 요소(40)를 제2 마찰 표면(34)과 만날 가능성이 있다. 내부 리프 스프링 요소(40)와 제2 마찰 표면(34) 사이의 전이 반경은, 최대 응력 임계점을 나타내고, 따라서 가능한 크게 만들 수 있다. 이것이 너무 많은 설치 공간을 필요로 하지 않도록, 이러한 오목부는 제2 마찰 표면(34)과 만날 수 있고, 예를 들어 마찰 라이닝(38)에 의해 덮일 수 있거나 또는 이것이 대응하는 지점에서 약간 절취될 수 있다.

하이브리드 모터 차량용 구동 트레인에서, 내연 모터로 설계된 내연 엔진은, 크랭크 샤프트로 설계된 내연 엔진의 구동 샤프트를 통해 다중 디스크 클러치(10)에 연결될 수 있고, 이는 특히 내연 엔진을 구동 트레인에 연결 또는 이로부터 분리하기 위한 분리 클러치 및/또는 K0 클러치로서 형성된다. 토크는, 다중 디스크 클러치(10)에 연결될 수 있는 출력 샤프트를 통해 모터 차량의 바퀴에 전달될 수 있다. 특히, 다중 디스크 클러치(10)는 전동기 모드 및/또는 발전기 모드에서 작동될 수 있는 전기 기계의 회전자에 공간 절약형 방식으로 통합된다.

10 다중 디스크 클러치
12 외부 다중 디스크 캐리어
14 내부 다중 디스크 캐리어
16 외부 디스크
18 내부 디스크
20 치형부 링
22 캐리어 플레이트
24 외부 결합 요소
26 외부 리프 스프링 요소
28 고정 영역
30 스틸 디스크
32 제1 마찰 표면
34 제2 마찰 표면
36 슬롯
38 마찰 라이닝
40 내부 리프 스프링 요소
42 내부 결합 요소

Claims

모터 차량 구동 트레인용 다중 디스크 클러치로서,
토크를 전달하기 위한 외부 다중 디스크 캐리어(12),
제1 마찰 표면(32)을 제공하기 위해, 외부 다중 디스크 캐리어(12)에 축 방향 변위 가능한 방식으로 후크 연결되는 복수의 외부 디스크(16)(여기서, 외부 디스크(16) 중 적어도 하나는 토크 전달 방식으로 외부 다중 디스크 캐리어(12)에 결합하기 위한, 특히 치형의 외부 결합 요소(24)를 가짐),
토크를 전달하기 위한 내부 다중 디스크 캐리어(14),
축 방향으로 인접한 외부 디스크(16)의 제1 마찰 표면(32)과 페어링하는 마찰에 대한 제2 마찰 표면(34)을 제공하기 위해, 내부 다중 디스크 캐리어(14)에 축 방향 변위 가능한 방식으로 후크 연결되는 복수의 내부 디스크(14)(여기서, 내부 디스크(14) 중 적어도 하나는 토크 전달 방식으로 내부 다중 디스크 캐리어(14)에 결합하기 위한, 특히 치형의 내부 결합 요소(42)를 가짐)를 포함하되,
모든 외부 결합 요소(24)는 원주 방향으로 연속적으로 이어지는 외부 링(20) 외측에 반경 방향으로 돌출하고/돌출하거나 모든 내부 결합 요소(42)는 원주 방향으로 연속적으로 이어지는 내부 링(20) 내측에 반경 방향으로 돌출하고,
제1 마찰 표면(32)으로 외부 결합 요소(24)의 탄성 축 방향 상대 이동을 제공하도록, 제1 마찰 표면(32)이 적어도 하나의 외부 리프 스프링 요소(26)를 통해 외부 링(20)에 연결되고/연결되거나 제2 마찰 표면(34)으로 내부 결합 요소(42)의 탄성 축 방향 상대 이동을 제공하도록, 제2 마찰 표면(34)이 적어도 하나의 내부 리프 스프링 요소(40)를 통해 내부 링(20)에 연결되는, 다중 디스크 클러치
제1항에 따라, 외부 결합 요소(24)와 제1 마찰 표면(32)이 외부 디스크(16)를 형성하기 위해 상호 연결된 상이한 구성 요소 사이에서 분할되고/분할되거나, 내부 결합 요소(42)와 제2 마찰 표면(34)이 내부 디스크(18)를 형성하기 위해 상호 연결된 상이한 구성 요소 사이에서 분할되는 것을 특징으로 하는, 다중 디스크 클러치.
제1항 또는 제2항에 따라, 외부 리프 스프링 요소(26) 및/또는 내부 스프링 요소(40)는 원주 방향 및/또는 접선 방향으로 본질적으로 이어지는 것을 특징으로 하는, 다중 디스크 클러치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 외부 결합 요소(24)는 적어도 두 개, 특히 정확히 두 개의 외부 리프 스프링 요소(26)를 통해 제1 마찰 표면(32)에 연결되고/연결되거나 내부 결합 요소(42)는 적어도 두 개, 특히 정확히 두 개의 내부 리프 스프링 요소(40)를 통해 제2 마찰 표면(34)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 다중 디스크 클러치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 외부 디스크(16)는, 외부 결합 요소(24)와 외부 리프 스프링 요소(26)의 일체식 형성을 위해 원주 방향으로 본질적으로 이어지는 완전 폐쇄형 슬롯(36)을 갖고/갖거나, 내부 디스크(18)는, 내부 결합 요소(42)와 내부 리프 스프링 요소(40)의 일체식 형성을 위해 원주 방향으로 본질적으로 이어지는 완전 폐쇄형 슬롯(36)을 갖는 것을 특징으로 하는, 다중 디스크 클러치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 원주 방향으로의 외부 리프 스프링 요소(26)의 연장부는, 적어도 외부 결합 요소(24)의 연장부에, 특히 외부 결합 요소(24)의 연장부의 적어도 2배에 대응하고/대응하거나, 원주 방향으로의 내부 리프 스프링 요소(40)의 연장부는, 적어도 내부 결합 요소(42)의 연장부에, 특히 내부 결합 요소(42)의 연장부의 적어도 2배에 대응하는 것을 특징으로 하는, 다중 디스크 클러치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 외부 다중 디스크 캐리어(12)는 토크 전달 및 축 방향 변위 방식으로 외부 결합 요소(24)를 유지하기 위한 규칙적 또는 불규칙적인 내부 치형부를 갖고/갖거나 내부 다중 디스크 캐리어(14)는 토크 전달 및 축 방향 변위 방식으로 내부 결합 요소(42)를 유지하기 위한 규칙적 또는 불규칙적인 외부 치형부를 갖는 것을 특징으로 하는, 다중 디스크 클러치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 마찰 표면(32) 및/또는 제2 마찰 표면(34)은 별도의 마찰 라이닝(38)에 의해 형성되는, 다중 디스크 클러치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 외부 리프 스프링 요소(26)의 최소 축 방향 스프링 힘을 갖는 시작 위치에 기초한, 외부 결합 요소(24)에 대한 제1 마찰 표면(32)의 축 방향 상대 이동 및/또는 내부 리프 스프링 요소(40)의 최소 축 방향 스프링 힘을 갖는 시작 위치에 관해, 내부 결합 요소(42)에 대한 제2 마찰 표면(34)의 축 방향 상대 이동은, 양쪽 축 방향 또는 한쪽 축 방향으로만 허용되는 것을 특징으로 하는, 다중 디스크 클러치.
전기 기계의 회전자에 결합되고 특히 전기 기계의 회전자를 형성하는 중간 샤프트에, 내연 기관의 구동 샤프트를 선택적으로 결합하기 위해, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 다중 디스크 클러치(10), 하이브리드 모터 차량 구동용 전기 기계, 및 하이브리드 모터 차량 구동용 내연 기관을 갖는 하이브리드 모터 차량용 구동 트레인.