用于机动车辆动力传动系的摩擦离合器、动力传动系单元、变速器单元和动力传动系的制作方法
本发明涉及用于诸如汽车、卡车、公共汽车或其他商用车辆的机动车辆的动力传动系的摩擦离合器。另外,本发明涉及具有所述摩擦离合器的动力传动系单元,涉及具有动力传动系单元的变速器单元,以及动力传动系。
背景技术:
通常从现有技术中已知用于机动车辆的自动变速器。已知除了与前桥的轮联接之外,还可以将变速器的输出端选择性地与后桥的轮联接以实现全轮驱动的离合器。
然而,从现有技术中得知的设计的缺点在于,这些离合器必须设计得相对较大以传递高扭矩。
技术实现要素:
因此,本发明的目的是消除现有技术中已知的缺点,并且具体地是提供一种摩擦离合器,该摩擦离合器设计成传递较高的扭矩并且在所需的安装空间方面进一步得到优化。
根据本发明,这通过权利要求1的主题来实现。因此,实现了一种用于机动车辆动力传动系的摩擦离合器,其中该摩擦离合器设置有两个离合器部件,每个离合器部件具有至少一个摩擦元件。此外,优选地,各种离合器部件的摩擦元件均沿(摩擦离合器的)中心旋转轴线的轴向方向彼此相邻地交替布置,并且在(摩擦离合器的)闭合位置以摩擦锁定的方式彼此抵靠,而在(摩擦离合器的)打开位置彼此轴向间隔开,其中第一离合器部件另外具有第一支撑部和第二支撑部,该第一支撑部接纳至少一个第一摩擦元件,该第二支撑部借助于至少一个板弹簧单元旋转固定至第一支撑部,并且其中至少一个板弹簧单元的板弹簧在闭合位置以设定角度相对于垂直于旋转轴线对准的参考平面设计和定位,使得在第一离合器部件的驱动旋转方向上向不同离合器部件的摩擦元件施加附加的轴向力。
摩擦离合器的这种自增强设计使得能够传递特别高的驱动扭矩。同时,可减少相应摩擦元件的数量和减小其尺寸。这样既节省了安装空间又降低了组装成本。为了使用能耗低的致动器(致动单元),也可将致动部分的所谓“角能量”(接合力乘以致动行程)保持较小。
另外的有利实施例通过从属权利要求来要求保护并且在下面更详细地解释。
如果至少一个板弹簧单元具有布置成形成板弹簧组件的多个板弹簧,则其设计为生成特别高的轴向力。板弹簧单元的板弹簧以典型的方式平放在彼此的顶部上并且彼此平行地延伸。每个板弹簧的第一端部固定至第一支撑部,第二端部固定至第二支撑部。
如果若干个板弹簧单元沿着支撑部的圆周/沿支撑部的周向方向分布,则轴向力的传递特别均匀。
如果至少一个板弹簧单元径向地布置在摩擦元件内侧,则可实现摩擦离合器的特别紧凑的设计。
此外,有利的是,致动力引入机构接纳在第二支撑部上,该致动力引入机构具有至少一个杠杆元件和/或压力罐且可操作地连接至轴向力致动器,优选地为杠杆致动器的形式。因此,可以稳定的方式接纳负责引入轴向力/致动力的部件。
此外,在此上下文中,有利的是,致动力引入机构具有压板,该压板连接至第一支撑部并且以可移位的方式作用于摩擦元件的组件。
本发明还涉及一种用于混合动力车辆的动力传动系单元,该动力传动系单元具有输入轴,该输入轴经配备用于旋转固定地附接至根据前述实施例中的至少一个实施例的根据本发明的摩擦离合器的变速器的输出端,该摩擦离合器在输入轴和输出轴之间可操作地使用。该动力传动系单元进一步优选地还具有电机和在电机的转子与输入轴之间可操作地使用的分离离合器。
本发明还涉及一种用于混合动力车辆的变速器单元,该变速器单元具有所述动力传动系单元和连接至动力传动系单元的输入轴的变速器。
本发明进一步涉及一种用于混合动力车辆的动力传动系,该动力传动系具有变速器单元和差速齿轮,该差速齿轮以旋转固定的方式联接至动力传动系单元的输出轴。
换言之,根据本发明,提供了一种混合动力变速器(变速器单元),该混合动力变速器具有(自动)变速器和与其轴向偏离并且布置在变速器的输出端处的电机。可使用分离离合器将电机联接至动力传动系/从动力传动系脱离。此外,可任选地设置另一个(第二)离合器,该离合器设计用于联接/脱离连接至差速齿轮的驱动轴(输出轴)。电机和至少一个离合器或两个离合器一起形成模块。由此,(另一个离合器的)盘形弹簧/板弹簧在(另一个离合器的)闭合状态下具有设定角度。
附图说明
现在将参考附图解释本发明,附图中还示出各种示例性实施例。
在附图中:
图1示出了根据第一示例性实施例的集成在变速器单元中的根据本发明的动力传动系单元的纵向剖视图,其中动力传动系单元具有两个不同的离合器,并且为了清楚起见,省略了电机的视图,
图2示出了根据第二示例性实施例的设计用于机动车辆的前轮驱动的根据本发明的动力传动系单元的纵向剖视图,其中动力传动系单元仅设置有单一分离离合器,
图3示出了根据图1的动力传动系单元的详细纵向剖视图,在自增强的区域中,除了分离离合器之外还设置有另一个离合器,
图4示出了根据图3的另一个离合器的外围区域的示意图,在该区域中可以看到板弹簧单元,该板弹簧单元在另一个离合器的闭合状态下具有一定的设定角度,
图5示出了用于示出增益系数与根据图3的另一个离合器的板弹簧单元(板弹簧角度)的板弹簧的设定角度之间的关系的图表,
图6示出了在机动车辆中使用的动力传动系的示意图,其中使用了根据图1的动力传动系单元,
图7示出了可用于控制分离离合器的控制系统的示意图,
图8示出了可用于控制根据图1的动力传动系单元的两个离合器的控制系统的示意图,
图9示出了处于直立状态的根据另一个第三示例性实施例的根据本发明的动力传动系的透视纵向剖视图,其中动力传动系单元在湿运行时实现并且具有冷却剂递送装置,
图10示出了根据图9的动力传动系单元的透视纵向剖视图,其中输入轴现在以一定速度运动,使得一定量的冷却剂已经在动力传动系单元的旋转区域中,
图11示出了根据图9的动力传动系单元的透视纵向剖视图,其中用于使液压介质转向的板现在略微打开,使得在动力传动系单元的旋转部中积聚与图10相比更高比例的冷却剂,
图12示出了挡板完全打开的根据图9的动力传动系单元的透视纵向剖视图,以便与图11相比,另外的液压介质被输送到动力传动系单元的旋转部中,
图13示出了在图9至图12的冷却剂递送装置中使用的喷射泵的纵向剖视的透视图,其中液压介质具有最低液位,
图14示出了图13的喷射泵区域的纵向剖视图的透视图,其中现在达到了用于输送液压介质的最大液位,
图15示出了第四示例性实施例的根据本发明的动力传动系单元的纵向剖视图,其中还设置了冷却剂递送装置并且示出了由分离离合器积聚的液压介质流,
图16示出了根据图15的动力传动系单元的纵向剖视图,其中现在标记出在操作期间由另一个离合器积聚的液压介质流,并且
图17示出了用于示出根据图1的动力传动系单元的组装方法的示意图。
具体实施方式
附图在本质上仅是示意性的并且仅用于理解本发明。相同元件具有相同参考符号。各种示例性实施例的不同特征也可彼此自由组合。
图1示出了根据第一示例性实施例构造的根据本发明的动力传动系单元15。动力传动系单元15已可操作地连接至变速器17,该变速器仅参照其在图1中的位置示出并且在图6中进一步示出。动力传动系单元15与该变速器17一起形成变速器单元30。变速器17实现为自动变速器。变速器17的输出端16(为变速器输出轴的形式)以旋转固定的方式连接至动力传动系单元15的输入轴18。优选地,输出端16经由齿以旋转固定的方式连接至输入轴18。如在图6中可以看出,变速器单元30优选地用于混合动力全轮驱动车辆的动力传动系31中。变速器17在输入侧上以典型的方式可操作地连接至内燃机33。动力传动系单元15插入在变速器17与万向轴25之间,该万向轴进一步连接至机动车辆的后桥上的差速齿轮32。万向轴25以旋转固定的方式连接至动力传动系单元15的输出轴22。动力传动系单元15具有:离合器装置54,该离合器装置具有两个离合器1、21;以及电机19,该电机原则上参照其位置示出。
返回图1,还可以看出,动力传动系单元15具有壳体27,该壳体基本上形成两个壳体区域28a、28b,该两个壳体区域通过壳体壁29/分隔壁彼此分开。在壳体27的第一壳体区域28a中,第一离合器21(在下文称为分离离合器21)径向地容纳在居中布置的输入轴18的外侧,该输入轴的旋转轴线/纵向轴线设置有参考符号6。分离离合器21实现为摩擦片式离合器。输入轴18通过支撑轴承46支撑在壳体壁29的径向内侧上,该支撑轴承在此设计为双球轴承/双排沟球轴承。分离离合器21与其第一离合器部件48一起可旋转地联接至电机19的转子20。第一离合器部件48具有多个第二摩擦片51a,该多个第二摩擦片通常以旋转固定的方式连接至分离离合器21的第二离合器部件49的多个第二摩擦片51b(闭合位置)或者从该多个第二摩擦片旋转地脱离(对于作为摩擦片式离合器的实施例)。第一摩擦片51a和第二摩擦片51b沿轴向方向交替地布置。分离离合器21通过第一致动单元42a在其闭合位置与其打开位置之间来回移动。摩擦片51a、51b应被理解为是在一侧或两侧在支撑元件上具有摩擦衬片的单元。
如下面更详细说明的,第一致动单元42a配备有第一杠杆致动器12a形式的(第一)轴向力致动器,该(第一)轴向力致动器对第一致动轴承55a具有调节作用。第一致动轴承55a继而用于使第一摩擦片51a和第二摩擦片51b偏移。下面描述的第一杠杆致动器12a和第二杠杆致动器12b各自以已知方式实现。就这一点而言,以举例的方式参考de102004009832a1的剥离系统,对于相应的杠杆致动器12a、12b,该剥离系统的结构和功能被认为集成在其中。因此,相应的杠杆致动器12a、12b始终具有电动机58,该电动机例如与斜坡元件相互作用以经由主轴驱动对其进行调节。斜坡元件可借助于枢轴点进行轴向调节,该枢轴点可沿着其径向斜坡轮廓移动并且可通过主轴驱动进行调节。由于斜坡元件轴向联接至致动轴承55a、55b,因此相应的致动轴承55a、55b被移位并且对应的离合器被致动。在根据本发明的另一个实施例中,相应的轴向力致动器替代地实现为铰链致动器。就这一点而言,参照de102012211487a1,其描述了这种铰链致动器,对于相应的轴向力致动器,该铰链致动器的设计被认为集成在其中。因此,在另一个实施例中,第一轴向力致动器实现为第一铰链致动器和/或第二轴向力致动器实现为第二铰链致动器。
第一离合器部件48还具有(第一)支撑件50a,该(第一)支撑件相对于壳体27可旋转地安装,即安装至轴承凸缘单元65,该轴承凸缘单元连接至壳体27并与其一起形成壳体27,该壳体在以下简称为轴承凸缘65。为此,第一支撑件50a在其径向内侧具有轴承座36,该轴承座经由多个滚柱轴承37a、37b、37c沿轴向方向和径向方向支撑在轴承凸缘65上。第一支撑件50a从该轴承座36相对于旋转轴线6以大致盘形的方式径向向外延伸。第一支撑件50a在径向外侧上形成齿56(外部齿),该齿以旋转固定的方式联接至转子20,如下面更详细地描述的。
在第一支撑件50a上的齿56的径向内侧设置有沿轴向方向突出的(第一)接纳区域38,该(第一)接纳区域38直接用于以旋转固定的方式接纳第一摩擦片51a。接纳区域38也为第一离合器部件48的一部分。另外,第一摩擦片51a接纳在第一接纳区域38上,使得它们可以沿轴向方向相对于彼此移位。第一摩擦片51a朝向第一接纳区域38的径向内侧布置,使得第一支撑件50a形成分离离合器21的外板支撑件。第一支撑件50a以这样的方式延伸,使得第一摩擦片51a沿径向方向布置在轴承座36的外侧,并且在径向上布置在齿56的内侧。
第二离合器部件49以旋转固定的方式永久地联接至输入轴18。为此,第二离合器部件49具有(第二)支撑件50b。第二支撑件50b经由锯齿40以旋转固定的方式连接至输入轴18。第二支撑件50b具有沿轴向方向延伸的第一套筒区域41,并且第二摩擦片51b以旋转固定的方式布置在该第一套筒区域的径向外侧并且可沿轴向方向相对于彼此移位。因此,第二支撑件50b形成分离离合器21的内板支撑件。
在该实施例中,电机19与其转子20布置在输入轴18的径向外侧,该转子继而可以围绕转子旋转轴线24旋转。转子20的转子轴43(图6)径向偏移地布置,在此基本上平行于旋转轴线6。为了将转子20联接至第一支撑件50a,设置有齿轮级26。在图1中以虚线示出的大齿轮57与齿56永久地啮合接合。大齿轮57以旋转固定的方式直接连接至转子轴43(图6),并因此与转子20同轴地布置。如果分离离合器21处于打开位置,则可以使电机19/转子20保持静止。在分离离合器21的闭合位置中,通常可以操作电机19。在另外的实施例中,代替齿轮级26,经由诸如皮带或链条的连续牵引机构的转子20的联接件设置有齿56,该齿随后对应地适合于连续牵引机构。
参照支撑第一支撑件50a的轴承凸缘65,还可以看出,其该轴承凸缘基本上以两部分实现,其中根据本发明的另外的实施例的单件式设计也是可能的。轴承凸缘65的盘形基体76进一步连接至形成壳体壁29的壳体27的主壳体部件44。在该实施例中,基体76像主壳体部件44一样由铝材料(铸铝材料)制成并且本身形成曲柄。
轴承凸缘65的支撑元件77连接至基体76。支撑元件77经由多个紧固构件63(在此为螺钉)紧固至基体76(在其曲柄的区域中),该多个紧固部件沿周向方向分布。为了更易于附接紧固构件63,在第一支撑件50a中在紧固构件63的径向高度处形成轴向通孔62。这些通孔62中的每一个都在初始位置/组装位置中与紧固构件63轴向对准。支撑元件77优选地由型钢材料制成。支撑元件77具有形成曲柄的轴承区域78。
轴承区域78构成轴向突起,第一支撑件50a从外侧径向支撑在该轴向突起上。第一支撑件50a经由用作径向轴承的第一滚柱轴承37a安装在轴承区域78上。在第一支撑件50a的沿轴向方向面向基体76的侧上,第二滚柱轴承37b布置在支撑元件77和第一支撑件50a之间,从而形成轴向轴承。在第一支撑件50a的轴向背向基体76的侧上布置有第三滚柱轴承37c,该第三滚柱轴承也构成轴向轴承。该第三滚柱轴承37c沿轴向方向布置在第一支撑件50a与呈垫片盘形式的垫片23之间,该垫片以轴向固定的方式接纳在支撑元件77上。垫片23借助于保持环45直接固定至轴承区域78。输入轴18相对于壳体27经由第四滚柱轴承37d从内侧径向地支撑在轴承区域78上。参照第一滚柱轴承37a至第四滚柱轴承至37d,应当指出的是,尽管这些滚柱轴承在本实施例中实现为滚针轴承,但在更多的优选实施例中,它们也可以以其他方式实现,例如实现为球轴承。
壳体壁29将壳体27分成第一壳体区域28a和第二壳体区域28b。第二壳体区域28b由二次壳体部件47界定,该二次壳体部件形成顶部空腔并且紧固至主壳体部件44。另一个第二离合器1布置在第二壳体区域28b中。第二离合器1(以下简称为离合器)也实现为摩擦离合器,即摩擦片式离合器。具体地,如下面更详细地解释的,该离合器1实现为自增强离合器1。离合器1的第一离合器部件4以旋转固定的方式连接至输入轴18。离合器1的第二离合器部件5以非旋转固定的方式连接至输出轴22,该输出轴22如已经描述的那样进一步连接至万向轴25。
离合器1的第一离合器部件4具有(离合器1的)第一支撑件35以及(离合器1的)多个第一摩擦元件2,该多个第一摩擦元件可相对于彼此轴向移位并以旋转固定的方式接纳在第一支撑件35上。第一摩擦元件2实现为摩擦片。第一摩擦元件2沿轴向方向与离合器1的第二离合器部件5的第二摩擦元件3交替,这些第二摩擦元件也实现为摩擦片。第二摩擦元件3继而以旋转固定的方式安装在(离合器1的)第二支撑件39上并且可相对于彼此轴向移位。第二支撑件39直接连接至输出轴22(在此经由焊接)。为了在离合器1的打开位置与闭合位置之间调节离合器,在第二壳体区域28b中设置有第二致动单元42b。
如下面更详细地说明的那样,第二致动单元42b配备有第二杠杆致动器12b形式的(第二)轴向力致动器,该(第二)轴向力致动器对第二致动轴承55b具有调节作用。第二致动轴承55b继而用于移动第一摩擦元件2和第二摩擦元件3。
结合图1和图17,还应当参照组装动力传动系单元15或变速器单元30的优选方法。在第一步骤a)中,将轴承凸缘65附接至变速器壳体,即拧紧至该变速器壳体79。在该第一步骤a)中,也将电机19附接至变速器壳体。
在另一个第二步骤b)中,设置第一模块34。轴承凸缘65与安装在其上的分离离合器21的第一支撑件50a一起形成共同的第一模块34。第一支撑件50a连同第一至第三滚动轴承37a、37b、37c一起安装在紧固至基体76的支撑元件77上。另外,在第二步骤b)中,电机19的转子20经由齿轮级26连接至分离离合器21的第一支撑件50a。齿轮级26(即包括其轴承的大齿轮57)和电机19已经在步骤a)中进行了预组装。另外,借助于垫片23来调节分离离合器21的第一支撑件50a的轴向间隙。应当注意,根据特别优选的另一个实施例,首先分开安装第一模块34(根据步骤b)),然后通过紧固轴承凸缘65将该第一模块附接至变速器壳体79(根据步骤a))。
在第三步骤c)中,中央输入轴18经由支撑轴承46支撑在径向向内突出的壳体壁29上。因此,支撑轴承46预加载在主壳体部件44与输入轴18之间。因此,支撑轴承46牢固地固定在壳体27与输入轴18之间。在该第三步骤c)中,主壳体部件44仍与轴承凸缘65和壳体27的其他部件间隔开/拆开。输入轴18也与分离离合器21分开布置。
在第四步骤d)中,将设置用于致动分离离合器21的第一致动单元42a的第一杠杆致动器12a(第一轴向力致动器)安装在主壳体部件44中,即第一壳体区域28a中。在该第四步骤d)中,也将设置用于致动第二离合器1的第二杠杆致动器12b(第二轴向力致动器)安装在主壳体部件44中,即第二壳体区域28b中。这形成其中第二杠杆致动器12b安装在壳体壁29的背向第一杠杆致动器12a的轴向侧上的组件。
在第五步骤e)中,分离离合器21的第二离合器部件49以旋转固定的方式附接至输入轴18。由此形成第二模块53。
此外,第二离合器1的第一离合器部件48以旋转固定的方式连接至输入轴18。优选地,这也在步骤e)中完成。为了实现第三模块85,还设置有连接至第二离合器1的第二离合器部件49的一部分的二次壳体部件47。第三模块85可操作紧固至主壳体部件44,其中第二离合器1与其两个离合器部件48、49(它们可彼此联接)完全组装在一起,并且第二杠杆致动器12b与该第二离合器1地连接。在该步骤中,输出轴22已经以旋转固定的方式与第二离合器1的第二离合器部件49连接。
在第六步骤f)中,由步骤c)至e)设置的第二模块53最终整体上连接至第一模块34,使得主壳体部件44连接至轴承凸缘65,分离离合器21与其两个离合器部件48、49(它们可彼此联接)完全组装在一起,并且第一杠杆致动器12a与分离离合器21可操作地连接。最后,动力传动系单元15安装在变速器壳体79上。各个方法步骤a)至f)优选按字母顺序一个接一个地执行。在步骤f)之后,随后优选地将第三模块85附接至第二模块53。
就这一点而言,应当指出的是,各种模块22、53、85可以任何顺序彼此独立地安装。也可以仅提供三个模块22、53、85中的两个并将它们彼此连接。
图3至图5进一步描述了第二离合器1的自增强结构,这将在下面详细描述。图7和图8还示出了控制系统52,该控制系统原则上可实现并且设计为控制动力传动系单元15。图7仅在与分离离合器21相互作用的区域的侧上示出了控制系统52。在图8中,整个控制系统52还示出为具有某个区域,该控制系统控制第二离合器1和设计为后桥齿轮的差速齿轮32。
结合图2,示出了动力传动系单元15的另一个第二示例性实施例,其中这在结构和功能上对应于第一示例性实施例。关于第一壳体区域28a和由该第一壳体区域28a容纳的部件,该第二示例性实施例的动力传动系单元15类似于第一示例性实施例来实现。就这一点而言,尤其应当指出的是,原则上也省掉了另一个任选的第二离合器1,以便提供优选仅用于前轮驱动的混合动力变速器单元30。因此,在该实施例中,动力传动系单元15仅具有将电机19与机动车辆的前轮联接和脱离的功能。根据上述方法进行组装,其中省略了与第二离合器1有关的部分步骤。
关于本发明的另一个方面,回到图1。如在图1可以看出,第一离合器21和第二离合器1两者均具有分配给其的致动单元42a、42b。作用于第一离合器21的第一致动单元42a与第一离合器21一起容纳在第一壳体区域28a中。第一致动单元42a和第一离合器21布置在中央壳体壁29的第一轴向侧上。第二离合器1和作用于其的第二致动单元42b布置在壳体壁29的背向该第一轴向侧的第二轴向侧上。应当指出的是,两个致动单元42a、42b原则上以镜面倒置的方式布置在壳体壁29上,但基本上以相同的方式构造并以相同的方式起作用。因此,以下以第一致动单元42a为例描述两个致动单元42a、42b的功能,其中该功能当然也适用于第二致动单元42b。
第一致动单元11a具有第一杠杆致动器12a,该第一杠杆致动器在图1中部分地示出。如已经提及的,第一杠杆致动器12a根据de102004009832a1的剥离系统来构造。还可以看出,第一致动轴承55a(其在此实现为球轴承)也作用于第一致动力引入机构13a,该第一致动力引入机构也接纳在第一离合器21的第一支撑件50a上并以调节方式作用于第一摩擦片51a、51b。以此方式,可沿轴向方向向整个摩擦片51a、51b施加致动力/轴向力,并且可使第一离合器21进入其闭合位置。
为了支撑致动力,第一致动力引入机构13a直接接纳在第一支撑件50a上,该第一支撑件也以这样的方式直接连接至输入轴18,使得致动力经由第一支撑件50a直接引入输入轴18中并且从那里经由中央支撑轴承46传递到壳体壁29/相对于该壳体壁被支撑。
第一致动力引入机构13a具有杠杆元件11,该杠杆元件由参考符号33表示。杠杆元件11例如实现为板弹簧。杠杆元件11可枢转地接纳在枢轴承60上,该枢轴承固定地连接至第一支撑件50a。杠杆元件11径向地在枢轴承60内作用于构成压力罐的致动构件61,该致动构件继而以移位的方式直接作用于整个摩擦片51a、51b。替代地,第一致动力引入机构13a也可仅利用致动构件61来实现,因此第一致动轴承55a可以调节的方式直接作用于致动器61。在该组摩擦片51a、51b的轴向背向致动构件61的侧上布置有反向支撑区域64,该反向支撑区域64也直接连接至第一支撑件50a,以便在第一支撑件50a中获得闭合力曲线,并且将致动力经由第一支撑件50a尽可能完全引入输入轴18中。
如已经提及的,第二致动单元42b根据第一操作单元42a来构造并起作用。因此,第二致动单元42b继而用于借助于第二致动力引入机构13b向第二离合器1的摩擦元件2、3整体施加力。在此可以看出,由于第二离合器1的自增强设计,第二离合器1的第一支撑件35的第一支撑部7(其容纳第二致动力引入机构13b)与第二支撑部8经由由多个板弹簧10组成的若干个板弹簧单元9直接附接至输入轴18。第二离合器1的反向支撑区域64直接联接至第二支撑部8。
本发明的另一方面在图9至图16中示出。图9至图16示出了动力传动系单元15的另外两个示例性实施例,然而,这些示例性实施例原则上根据第一示例性实施例和第二示例性实施例来构造并起作用。为了简洁起见,下面仅说明这些示例性实施例之间的差异。
根据图9至图14的动力传动系单元15基本上根据图2中的第二示例性实施例来构造。现在,第三示例性实施例的动力传动系单元15另外还具有冷却剂递送装置66,该冷却剂递送装置以其基本结构示出。在图15和图16的第四示例性实施例中,对于两个离合器1、21,冷却剂递送装置66仅示出一次,因为冷却剂递送装置66的功能相同。因此,以下针对图9至图14的冷却剂递送装置66说明了图15和图16的冷却剂递送装置66的功能和结构。
冷却剂递送装置66具有喷射泵73,该喷射泵在图9至图14中很容易看到并且部分地布置在液压流体槽中,该液压流体槽在安装位置中位于壳体27的下半部中。冷却剂递送装置66整体设计为使得当输入轴18在第一壳体区域28a中旋转时,该冷却剂递送装置借助于喷射泵73生成或支撑第一冷却剂回路67a。在操作期间,第一冷却剂回路67a作用于容纳分离离合器21和第一致动单元42a的第一壳体区域28a。第一隔板元件68以这样的方式突出到第一壳体区域28a中,使得该第一隔板元件将该第一壳体区域分成两个子空间69a、69b。第一隔板元件68(其实现为隔板)生成流过容纳在容纳第一致动单元42a的第二子空间69b中的液压介质的流。因此,第一冷却剂回路67a被引导至接纳分离离合器21的第一子空间69a。
此外,如图10至图12所示,在冷却剂递送装置66中另外还布置有阀元件74,该阀元件允许在输入轴18旋转的情况下调节第一冷却剂回路67a中的冷却剂的流量。
图15和图16的冷却剂递送装置66整体设计为使得在输入轴18旋转以及因此离合器1、21旋转的情况下,这些冷却剂递送装置各自在第一壳体区域28a和第二壳体区域28b中均生成冷却剂回路67a、67b。喷射泵73至少部分地集成在壳体壁29上。
同样,如图15和图16所示,相应的冷却剂递送装置66具有示意性示出的排出元件86a、86b。排出元件86a、86b以如下方式设计:该排出元件使得沿周向方向流动的冷却剂能够沿径向向内方向偏转到通道中。排出元件86a具有例如叶片轮廓。该通道例如由孔实现,并且首先轴向延伸至壳体壁29,并且从那里沿径向方向向内延伸至输入轴18。第一排出元件86a容纳在第一子空间69a中。
第二壳体区域28b以与第一壳体区域28a相同的方式进行划分。为此,设置第二隔板元件70(其也设计为隔板),该第二隔板元件将第二壳体区域28b划分成两个子空间71a、71b。根据图16,这还使得流体能够从容纳第二致动单元11b的第二子空间71b流入第一子空间71a。在第一子空间71a中出现第二冷却剂回路67b,该第二冷却剂回路沿径向方向围绕第二离合器1的摩擦元件2、3流动并且因此在操作期间冷却。对于每个离合器1、21,布置有阀元件74,该阀元件使得能够调节冷却剂回路67a,67b中的冷却剂的流量。第二排出元件86b容纳在第一子空间71a中。
因此,提供了总共两个独立可控的液压子系统72a、72b,每个子系统具有冷却剂递送装置66,或者替代地,提供了冷却剂递送装置66,每个子系统均使对应的冷却剂回路67a、67b可由相应的离合器1、21控制。这允许相应的离合器1、21的有效冷却。
根据本发明的本方面,如图1和图3所示并且结合图4和图5,实现为摩擦离合器的第二离合器1实现为自增强离合器,该摩擦离合器在其他实施例中也被视为从第一离合器21和电机19脱离的单元。根据本发明的第二离合器1具有第一离合器部件4,该第一离合器部件配备有两部分式(第一)支撑件35。该第一支撑件35的第一支撑部7是这样的部件,其以旋转固定的方式直接接纳多个第一摩擦元件2并且该多个第一摩擦元件相对于彼此轴向移位。为此,第一支撑部7通常具有套筒状(第二)接纳区域83,在该套筒状(第二)接纳区域的径向外侧上附接有第一摩擦元件2。第一支撑部7还具有压板14,该压板可沿轴向方向移位并且在端部处对第二离合器1的整体摩擦元件2、3具有调节作用。压板14在此由板元件形成,该板元件单独地接纳在第二接纳区域83上,但在其他实施例中,原则上也可形成为摩擦元件2、3之一。
第二支撑部8连接至第一支撑部7,该第二支撑部8为第一支撑将35的直接(借助于锯齿)附接至输入轴18的部分。第二支撑部8在整体摩擦元件2、3的背向压板14的轴向侧上形成反向支撑区域64。反向支撑区域64用于直接支撑轴向力/致动力,该轴向力/致动力在第二离合器1的闭合位置中压缩摩擦元件2、3。在闭合位置中,通常经由第二致动力引入机构13b将致动力引入整个摩擦元件2、3(经由压板14)。
第二致动力引入机构13b固定至第二支撑部8。沿周向方向分布的多个双头螺栓80用于将由单独的金属片形成的第二致动力引入机构13b的轴承部分81固定至第二支撑部8或将其设计为该第二支撑部8的部件。杠杆元件11可枢转地安装在轴承部分81上。杠杆元件11例如实现为板弹簧。第二致动轴承55b作用于杠杆元件11,并且第二致动单元42b的第二杠杆致动器12b继而作用于该第二致动轴承55b。
设置有多个板弹簧单元9,该多个板弹簧单元沿着围绕中心旋转轴6延伸的假想圆线的圆周分布在两个支撑部7、8之间。每个板弹簧单元9具有多个板弹簧10(在此以举例的方式为五个),该多个板弹簧经布置以形成板弹簧组件。因此,板弹簧单元9内的板弹簧10基本上相同地形成并且彼此平放。结合图4可以特别清楚地看到,板弹簧单元9的每个板弹簧10都设置有设定角度α。选择设定角度α,使得在第二离合器1的闭合位置,由离合器1沿驱动旋转方向传递的扭矩(拉力)使第二离合器1的轴向力/致动力以自增强的方式增大。因此,也施加力fz以便增大现有的轴向致动力f。然而,在与该驱动旋转方向相反的驱动旋转方向(推力)的情况下,轴向力减小了对应的量。结合图5也可以看出,增益系数原则上随着相应的板弹簧10的设定角度α的增大而增大。在此清楚的是,设定角度α优选地在6°至10°之间选择,特别优选地在6.5°至9.5°之间选择。这代表了轴向力的增大与板弹簧10的稳定性之间的特别合适的折衷。
在图3中,可以看到两个板弹簧单元9的剖视图,其中可以看到,第一板弹簧单元9在其第一端部的侧上固定至第一支撑部7(经由铆钉82),第二板弹簧单元9在其第二端部的侧上固定在第二支撑部8上(经由铆钉82)。
第二支撑件39还具有第二套筒区域75,在该第二套筒区域的径向内侧以旋转固定的方式接纳有多个第二摩擦片51b并且该多个第二摩擦片可相对于彼此轴向移位。
换言之,根据本发明,自动变速器30在变速器输出端16处设置有p3电机19,该p3电机可借助于分离离合器21以及任选地借助于全轮离合器1(所谓的quattro离合器)来连接和断开,以用于连接和断开通向分配齿轮32的万向轴25。因此,该系统由变速器17的混合动力机构组成,该混合动力机构可实现经典的混合动力功能(电动驱动、制动和推力能量回收、航行、升压),其由具有分离离合器21和全轮驱动离合器1的电机19组成,如果需要,万向轴25可对该全轮驱动离合器换挡。该系统以模块化方式布置成使得可在前轮驱动和全轮驱动(具有或不具有quattro单元)中均安装有混合动力机构,即也可在前轮驱动应用中省去全轮驱动离合器。由于安装空间的原因,电机19可经由齿轮级26轴向平行于动力传动系31和分离离合器21连接。分离离合器21位于齿轮级26之后以及动力传动系31之前的动力流中。因此,当分离离合器21打开时,避免了齿轮损失和轴承阻力矩损失。集成式被动传递机构66(包括隔板元件68、70)防止离合器1、21飞溅到油槽中并实现离合器冷却。这两个离合器1、21均由安装在中央壳体壁29上的机械致动器12a、12b致动。因此,分离离合器21从后方操作,而quattro离合器1从前方操作。这使得能够以简单的方式进行模块化。
原则上,在旨在传递非常高的扭矩的全轮离合器/全轮分离离合器(第二离合器1)的情况下,可经由大的杠杆变速器或大量的板2、3来传递扭矩。然而,在前轮驱动模式(即,全轮离合器打开)中,对低阻力矩有很高的要求,这需要少量的板和高的接触压力。此外,角能量(接合力乘以接合行程)应保持较小,以便使用低能耗的致动器。在此设置有杠杆致动器。因此,根据本发明的实施例,使用了所谓的集成式自增强机构。
将内板支撑件(第一支撑件35)分开并经由板弹簧10连接至毂。板弹簧10沿周向方向安装,并传递全部扭矩。此外,这些板弹簧使得内板支撑件35(包括压板14)能够轴向移位,并且能够为致动器12b生成必要的恢复力。板弹簧10以这样的方式安装,使得它们在离合器1闭合时具有一定的布置。离合器1闭合时所传递的扭矩(其完全经由板弹簧10来输送),导致产生附加的轴向力,该附加的轴向力作用于板组2、3。在此,由于板弹簧10的轴向定位(图4),施加到板弹簧10的周向力转换为附加的轴向力。板弹簧10以这样的方式安装,使得牵引扭矩增大。增力在内部得到支撑。沿相反的扭矩方向(推力方向),静态按压力减小,因此可传递的扭矩减小。可以通过改变安装角度来改变板弹簧10的增强效果。影响增力的其他参数是摩擦系数、板数、板弹簧10的平均摩擦半径和有效直径。然而,这些参数在很大程度上取决于安装空间的尺寸,只能在有限的范围内变化。具有自增力的杠杆操作式离合器1的这种解决方案通常可用在离合器1中,并且不必局限于分离离合器区域。致动器力经由杠杆机构59来引入。杠杆机构59本身由双头螺栓80支撑并传递到毂,毂继而安装在轴18上。因此,不直接致动离合器1。
附图标记说明
1摩擦离合器/第二离合器
2摩擦离合器的第一摩擦元件
3摩擦离合器的第二摩擦元件
4摩擦离合器的第一离合器部件
5摩擦离合器的第二离合器部件
6旋转轴线
7第一支撑部
8第二支撑部
9板弹簧单元
10板弹簧
11杠杆元件
12a第一杠杆致动器
12b第二杠杆致动器
13a第一致动力引入机构
13b第二致动力引入机构
14压板
15动力传动系单元
16输出端
17变速器
18输入轴
19电机
20转子
21分离离合器/第一离合器
22输出轴
23垫片
24转子旋转轴线
25万向轴
26齿轮级
27壳体
28a第一壳体区域
28b第二壳体区域
29壳体壁
30变速器单元
31动力传动系
32差速齿轮
33内燃机
34第一模块
35摩擦离合器的第一支撑件
36轴承座
37a第一滚柱轴承
37b第二滚柱轴承
37c第三滚柱轴承
37d第四滚柱轴承
38第一接纳区
39摩擦离合器的第二支撑件
40锯齿
41第一套筒区域
42a第一致动单元
42b第二致动单元
43转子轴
44主壳体部件
45固定环
46支撑轴承
47二次壳体部件
48分离离合器的第一离合器部件
49分离离合器的第二离合器部件
50a分离离合器的第一支撑件
50b分离离合器的第二支撑件
51a分离离合器的第一摩擦片
51b分离离合器的第二摩擦片
52控制系统
53第二模块
54离合器装置
55a第一致动轴承
55b第二致动轴承
56齿
57大齿轮
58电动机
59杠杆机构
60枢轴承
61致动构件
62通孔
63紧固构件
64反向支撑区域
65轴承凸缘
66冷却剂递送装置
67a第一冷却剂回路
67b第二冷却剂回路
68第一隔板元件
69a第一壳体区域的第一子空间
69b第一壳体区域的第二子空间
70第二隔板元件
71a第二壳体区域的第一子空间
71b第二壳体区域的第二子空间
72a第一子系统
72b第二子系统
73喷射泵
74阀元件
75第二套筒区域
76基体
77支撑元件
78轴承区域
79变速器壳体
80双头螺栓
81轴承部分
82铆钉
83第二接纳区域
84开口
85第三模块
86a第一排出元件
86b第二排出元件
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