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CN113544400B - 离合器设备、混动模块以及用于机动车的驱动装置 - Google Patents

离合器设备、混动模块以及用于机动车的驱动装置 Download PDF

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CN113544400B
CN113544400B CN202080019579.XA CN202080019579A CN113544400B CN 113544400 B CN113544400 B CN 113544400B CN 202080019579 A CN202080019579 A CN 202080019579A CN 113544400 B CN113544400 B CN 113544400B
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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的动力总成中的离合器设备、一种用于机动车的混动模块以及一种用于机动车的驱动装置。离合器设备(1)包括壳体(10)、第一离合器(20)和第二离合器(40)，其中根据本发明提出，离合器设备(1)包括支撑轴承(30)和支撑轴承系统(50)，其中支撑轴承系统(50)包括第一轴承元件(51)，使得由第二离合器(40)轴向传递到摩擦片承载件(41)上的第二操纵力(47)可从第二离合器(40)的摩擦片承载件(41)经由第一轴承元件(51)传递到离合器输入端(70)上，并且支撑轴承系统(50)包括第二轴承元件(52)，使得第二操纵力(47)可传递到壳体(10)的元件(11)上。借助根据本发明的离合器设备以及配设有该离合器设备的混动模块和根据本发明的驱动装置，能够以小的结构空间需求确保高的可靠性和使用寿命。

Description

离合器设备、混动模块以及用于机动车的驱动装置
技术领域
本发明涉及一种离合器设备、一种用于机动车的混动模块以及一种用于机动车的驱动装置。
背景技术
DE 10 2014 212 805 A1教导了一种在车辆的动力总成中的离合器设备，其中离合器设备是双离合器并且包括固定的壳体、第一离合器和第二离合器，所述第一离合器具有与内燃机的驱动轴连接的第一离合器输入端。为了操纵第一离合器，第一操纵设备给第一离合器加载第一操纵力。为了操纵第二离合器，第二操纵设备给第二离合器加载第二操纵力。第一操纵设备包括在第一操纵壳体中可移动的第一操纵活塞并且第二操纵设备又包括在第二操纵壳体中可移动的第二操纵活塞。
所述操纵活塞分别用于引起作用于相应的第一和第二操纵元件和从那里分别作用于第一和第二离合器的操纵力。
在所述文献中介绍的离合器设备的实施方式中，第一和第二操纵力经由共同的支撑轴承支撑。
在设计用于同时操纵第一和第二离合器的离合器设备中，例如当第一离合器构成为K0离合器并且第二离合器构成为K1离合器时，在共同的支撑轴承上能够出现提高的负荷。为了能够吸收所述负荷，支撑轴承必须适合地设计，然而这通常伴随着提高的制造耗费或制造成本和/或提高的结构空间需求。
发明内容
基于此，本发明的目的是，提供一种离合器设备以及一种配设有该离合器设备的驱动装置和一种混动模块，其以小的结构空间需求确保高的可靠性和使用寿命。
所述目的通过本发明的离合器设备来实现。
权利要求的所述特征能够以任意技术有意义的方式和方法组合，其中对此也能够考虑下面说明书中的阐述以及附图的特征，这包括本发明的补充的设计方案。
术语“轴向”和“径向”在本发明的范围中始终涉及离合器设备的旋转轴线。
本发明涉及一种车辆的动力总成中的离合器设备，具有：壳体；第一离合器，所述第一离合器具有与驱动轴连接的或者由驱动轴构成的离合器输入端；和第二离合器。第一离合器与用于给第一离合器加载第一操纵力的操纵设备相关联，并且第二离合器与用于给第二离合器加载第二操纵力的操纵设备相关联。根据本发明提出，离合器设备为了支撑第一操纵力包括支撑轴承并且为了支撑第二操纵力包括支撑轴承系统，其中支撑轴承轴向支撑在壳体的元件上。支撑轴承系统包括第一轴承元件，所述第一轴承元件沿轴向方向设置在第二离合器的摩擦片承载件以及离合器输入端之间，使得由第二离合器轴向传递到摩擦片承载件上的第二操纵力可从第二离合器的摩擦片承载件经由第一轴承元件传递到离合器输入端上。支撑轴承系统包括第二轴承元件，所述第二轴承元件沿轴向方向设置在离合器输入端以及壳体的元件之间，使得传递到离合器输入端上的第二操纵力可从第二轴承元件传递到壳体的元件上。
相应地提出，第二操纵力间接地通过壳体或壳体的元件支撑，即通过如下方式，在第二离合器的摩擦片承载件之间，支撑轴承系统的第一轴承元件由摩擦片承载件轴向地加载操纵力，在操纵所述第二离合器时所述摩擦片承载件轴向地支撑第二离合器的摩擦片组。所述操纵力又传递到离合器输入端上，所述离合器输入端尤其构成为驱动轴的凸肩。驱动轴的该凸肩又经由支撑轴承系统的第二轴承元件支撑，更确切地说支撑在壳体的如下元件上，在所述元件上也支撑用于支撑第一操纵力的支撑轴承。壳体的元件在此直接地或间接地与壳体组成部分连接，在所述壳体组成部分中设置有相应的操纵设备并且支撑在那里。
离合器设备的壳体在此尤其是固定的壳体。
为了操纵相应的离合器，相应的离合器由分别相关联的操纵设备加载力。相应的操纵设备优选为环形的活塞缸系统，也称作为CSC，其与离合器设备的旋转轴线同轴地设置。
支撑轴承以及支撑轴承系统尤其用于轴向地支撑相应的操纵力。因此，实现支撑力的均匀的分布并且相应地防止仅一个轴承用于支撑总支撑力。
支撑轴承在壳体的元件上的轴向支撑在此尤其在离合器盖上实现，所述离合器盖固定地与其余的壳体组成部分连接。
第二离合器的摩擦片承载件尤其是第二离合器的外摩擦片承载件，其同时是第一离合器的内摩擦片承载件。
离合器输入端能够尤其以驱动轴的凸肩的形式构成。
支撑轴承的轴承外环能够直接容纳在壳体的元件上。支撑轴承的轴承内环能够直接地容纳在离合器输入端和/或与此连接的构件、例如转子承载件上。
支撑轴承能够设置在第一和/或第二离合器的径向内部。
离合器设备能够湿式运行地构成。借助冷却介质的穿流也能够构成为喷射冷却。
壳体能够至少部分地包围冷却设备的内部空间。冷却介质能够存在于内部空间中。
第一离合器能够包括第一离合器输出端以及第一离合器摩擦片，所述第一离合器摩擦片引起在第一离合器输入端和第一离合器输出端之间的扭矩传递。
第二离合器能够包括第二离合器输入端和第二离合器输出端以及第二离合器摩擦片，所述第二离合器摩擦片引起在第二离合器输入端和第二离合器输出端之间的扭矩传递。
离合器设备能够是双离合器。第一离合器输出端能够与变速器的第一变速器输入轴连接，并且第二离合器输出端能够与变速器的第二变速器输入轴连接。第一离合器能够是K0离合器。第二离合器能够是K1离合器。第一离合器和第二离合器能够同时被操纵。
支撑轴承以及支撑轴承系统的两个轴承元件优选地构成为径向推力球轴承。
根据本发明的另一方面，支撑轴承借助其径向内侧贴靠在壳体的元件上，并且借助其径向外侧贴靠在第一离合器的摩擦片承载件上，尤其贴靠在外摩擦片承载件上。
替选地，摩擦片承载件也能够是内摩擦片承载件。
相应地，第一操纵力的轴向支撑经由第一离合器的摩擦片承载件在支撑轴承上进行，并且支撑轴承的轴向支撑在壳体的元件上进行。
在一个补充的实施方式中，第一离合器的摩擦片承载件同时构成为用于可转动地设置电机的转子的转子承载件。
第一离合器的该摩擦片承载件在该实施方式中是外摩擦片承载件。
根据另一实施方式，第一轴承元件借助其径向外侧贴靠在第二离合器的摩擦片承载件上并且借助其径向内侧贴靠在离合器输入端上。
根据离合器设备的另一方面，第二轴承元件借助其径向外侧贴靠在离合器输入端上并且借助其径向内侧贴靠在壳体的元件上。
以构造有利的方式，支撑轴承以及支撑轴承系统的轴承元件沿轴向方向设置在离合器设备的第一轴向侧上的操纵设备和第二轴向侧上的壳体的元件之间。
尤其提出，支撑轴承以及支撑轴承系统的轴承元件沿轴向方向设置在第二离合器的摩擦片承载件和壳体的元件之间。
根据另一有利的实施方式，离合器输入端借助于可轴向移动的扭矩传递装置、尤其轮廓齿部与第一离合器的摩擦片承载件抗扭地耦联，其中所述扭矩传递装置允许在离合器输入端和第一离合器的摩擦片承载件之间的轴向偏移。
构成为轮廓齿部的扭矩传递装置也能够称作为滑动齿部。由此确保，由第一轴承元件轴向地施加到离合器输入端上的操纵力不由离合器输入端传递到第一离合器的摩擦片承载件上，而是传递到轴向地贴靠在离合器输入端的第二轴承元件上，所述第二轴承元件又将操纵力引导到壳体的元件中。
轮廓齿部尤其能够是径向外齿部，所述径向外齿部与第一离合器的摩擦片承载件的径向内齿部接合。
在第二轴承元件和离合器输入端之间有利地存在间隙配合，所述间隙配合防止能够由离合器输入端将轴向力传递到第二轴承元件上。
在所述实施方式中，离合器设备此外有利地构成为，同样能够在第一离合器的摩擦片承载件和第二轴承元件之间执行至少轻微的轴向相对平移运动。
相应地由此防止，引入到第一离合器的摩擦片承载件中的第二操纵力为了操纵第二离合器从所述摩擦片承载件施加到用于支撑第一操纵力的支撑轴承上。
整体上由此实现，由相应的操纵设备施加的操纵力由至少一个与相应的离合器相关联的支撑轴承吸收。
在本发明的另一实施方式中，第一离合器的摩擦片承载件是外摩擦片承载件并且第二离合器的摩擦片承载件同时是第一离合器的内摩擦片承载件。
第二离合器的摩擦片承载件在此自身关于第二离合器构成为外摩擦片承载件从而具有双重功能。第二离合器的内摩擦片承载件形成第二离合器的输出侧。第一离合器的输出侧通过第一离合器的内摩擦片承载件形成。
离合器的两个输出侧设计用于，与彼此同轴伸展的轴抗扭地连接，例如经由相应的轮廓齿部。
根据本发明的离合器设备具有如下优点，以小的结构空间需求确保高的可靠性和长的使用寿命。
通过第二操纵力和第一操纵力在一些单独的轴承上支撑在壳体的元件上，不出现单个轴承的过载。
此外，根据本发明提供一种用于机动车的混动模块，用于耦联内燃机以及变速器，其具有根据本发明的离合器设备以及电机，所述电机具有转子，其中转子与离合器设备的离合器输入端抗扭地连接。
在此，离合器设备的驱动轴设为用于与内燃机机械耦联。
离合器装置的两个离合器的摩擦片承载件设计用于，分别抗扭地与轴之一连接，所述轴建立与变速器的机械连接。
在离合器设备的第一离合器的摩擦片承载件作为转子承载件的优选的设计方案中提出，电机的转子抗扭地与所述转子承载件连接。离合器装置的离合器在此优选地设置在由转子承载件在径向外部限界的空间之内。尤其地，离合器能够在这种设计方案中彼此嵌套，其中第二离合器关于第一离合器设置在径向内部。
第一离合器的轴向延伸和第二离合器的轴向延伸能够相应地轴向重合。
第二离合器输入端能够与第三驱动元件连接。第三驱动元件同样能够是电动机。
第一离合器输出端能够与从动元件连接。第二离合器输出端能够与从动元件连接。从动元件能够是变速器，尤其是DHT变速器(Dedicated Hybrid Transmission，混动专用变速器)。第一和第二离合器输出端能够一件式地构成。
这表示，离合器设备能够在混动动力总成中使用。第二驱动元件能够是P1混动装置的组成部分。第三驱动元件能够是P2或P3混动装置的组成部分。
壳体能够是离合器壳体、变速器壳体或混动模块壳体。在壳体和驱动轴之间能够设置有转动密封环，例如径向轴密封环。
此外根据本发明提供一种用于机动车的驱动装置，所述驱动装置具有根据本发明的混动模块、驱动机组尤其内燃机、以及变速器，其中混动模块与驱动机组经由离合器设备的驱动轴机械连接并且与变速器经由离合器设备的摩擦片承载件机械连接。
连接的变速器尤其能够是行星齿轮变速器，所述行星齿轮变速器与离合器的输出侧经由各一个轴耦联。根据本发明的离合器设备能够实现，经由相应的与离合器耦联的轴驱动行星齿轮变速器的行星轮和太阳轮。
附图说明
在上文中描述的本发明在下文中在涉及的技术背景下参照所附的附图详细阐述，附图示出优选的设计方案。本发明通过纯示意图不以任何方式限制，其中要注意的是，在附图中示出的实施例不限于示出的尺寸。其中示出：
图1示出P1混动模块，其包括根据本发明的离合器设备。
具体实施方式
所述离合器设备1又在壳体10中在共同的旋转轴线2上包括第一离合器20以及第二离合器40。
此外，离合器设备1包括驱动轴60作为离合器输入端70，所述驱动轴构成用于机械耦联到外部驱动机组、例如内燃机上。
驱动轴60经由扭矩传递装置80抗扭地与第一离合器20的外摩擦片承载件21连接。
在所述外摩擦片承载件21上连接有第一离合器20的摩擦片组23的摩擦片。在其径向内侧上，摩擦片组23的摩擦片连接于第一离合器20的内摩擦片承载件22。
第一离合器20的内摩擦片承载件22在此同时是第二离合器40的外摩擦片承载件41。在所述外摩擦片承载件41中设置有第二离合器40的摩擦片组43。在摩擦片组43的径向内侧上，其连接于第一离合器40的内摩擦片承载件42。第一离合器20的内摩擦片承载件22与第一变速器输入轴110耦联。第二离合器40的内摩擦片承载件42与第二变速器输入轴111耦联。变速器输入轴110、111设为和构成用于连接在此未示出的变速器单元，尤其行星齿轮变速器。
在离合器输入端70上或在驱动轴60上施加的扭矩因此能够经由第一离合器20在其闭合时传导到第一变速器输入轴110和第二离合器40上，并且在第二离合器40闭合时传导到第二变速器输入轴111上。
可见的是，在图1中示出的离合器设备是混动模块100的组成部分。所述混动模块100除了离合器设备1之外还包括电机，其中在图1中仅示出转子90。
转子90抗扭地与第一离合器20的外摩擦片承载件21连接，所述外摩擦片承载件因此同时构成转子承载件。
为了操纵第一离合器20，设有第一操纵设备25，其轴向地支撑在壳体10上。所述第一操纵设备25设计用于将第一操纵力27传导到第一操纵轴承26上，由所述第一操纵轴承将第一操纵力27经由第一压力罐24传递到第一离合器20的摩擦片组23上。
为了操纵第二离合器40，设有第二操纵设备45，所述第二操纵设备轴向地支撑在壳体10上。所述第二操纵设备45设计用于将第二操纵力47传导到第二操纵轴承46上，由所述第二操纵轴承将第二操纵力47经由第二压力罐44传递到第二离合器40的摩擦片组43上。
第一操纵设备25包括在第一操纵壳体中可移动的第一操纵活塞，用于引起作用于第一压力罐24的第一操纵力27。第二操纵设备45包括在第二操纵壳体中可移动的第二操纵活塞，用于引起作用于第二压力罐44的第二操纵力47。
第一操纵力27由第一离合器20的外摩擦片承载件21引导到支撑轴承30上，所述外摩擦片承载件也用作为转子承载件，所述支撑轴承又轴向地支撑在壳体10的元件11上。所述元件11例如能够是壳体10的组成部分，或者但是也能够是同样属于壳体的离合器盖。第二操纵力47由第一离合器20的内摩擦片承载件22吸收，所述内摩擦片承载件同时是第二离合器40的外摩擦片承载件41。所述外摩擦片承载件41经由支撑轴承系统50轴向地支撑。所述支撑轴承系统50包括第一轴承元件51以及第二轴承元件52。第一轴承元件51沿轴向方向设置在第二离合器40的外摩擦片承载件41和用作为离合器输入端70的驱动轴60的凸肩61之间并且轴向地支撑在所述凸肩61或离合器输入端70上。凸肩61或离合器输入端70又轴向地支撑在第二轴承元件上，所述第二轴承元件轴向地支撑在壳体10的元件11上。相应地，最终第二操纵力47还有第一操纵力27支撑在壳体10的元件11上，然而操纵力27、47的支撑在一些单独的轴承上进行，使得不出现单个轴承的过载。为了将第二操纵力47传递到壳体10的元件11上，扭矩传递装置80在驱动轴60和第一离合器20的外摩擦片承载件21之间构成为径向轮廓齿部，使得能够在驱动轴60和外摩擦片承载件21之间出现轴向偏移。为了使外摩擦片承载件21的这种轴向运动不能够引起第二轴承元件52的附加的负荷，在第二轴承元件52的径向外侧和外摩擦片承载件21之间预设间隙配合81。
壳体10的元件11与所述壳体10至少在轴向方向上固定连接，使得全部操纵力27、47的支撑从而引起的反作用力最终通过壳体10实现。
此外，示出的离合器设备1或示出的混动模块100包括在壳体10的元件11和驱动轴60之间的第三轴承53，用于径向地支承驱动轴60。
第三轴承53沿轴向方向设置在第二轴承元件52和支撑轴承30之间。
借助根据本发明的离合器设备以及配设有该离合器设备的混动模块和根据本发明的驱动装置，能够以小的结构空间需求确保高的可靠性和使用寿命。
附图标记说明
1离合器设备2旋转轴线10壳体11壳体的元件20第一离合器21第一离合器的外摩擦片承载件22第一离合器的内摩擦片承载件23第一离合器的摩擦片组24第一压力罐25第一操纵设备26第一操纵轴承27第一操纵力30支撑轴承40第二离合器41第二离合器的外摩擦片承载件42第二离合器的内摩擦片承载件43第二离合器的摩擦片组 44 第二压力罐 45第二操纵设备 46 第二操纵轴承 47第二操纵力 50 支撑轴承系统 51 第一轴承元件 52第二轴承元件 53第三轴承60驱动轴61驱动轴的凸肩70离合器输入端80扭矩传递装置81间隙配合90转子100混动模块110第一变速器输入轴111第二变速器输入轴。

Claims (10)

1.一种车辆的动力总成中的离合器设备(1)，具有：壳体(10)；第一离合器(20)，所述第一离合器具有与驱动轴(60)连接的或由所述驱动轴(60)构成的离合器输入端(70)；和第二离合器(40)，其中所述第一离合器(20)与第一操纵设备(25)相关联，所述第一操纵设备用于给所述第一离合器(20)加载第一操纵力(27)，并且所述第二离合器(40)与第二操纵设备(45)相关联，所述第二操纵设备用于给所述第二离合器(40)加载第二操纵力(47)，其特征在于，所述离合器设备(1)为了支撑所述第一操纵力(27)包括支撑轴承(30)并且为了支撑所述第二操纵力(47)包括支撑轴承系统(50)，其中所述支撑轴承(30)轴向地支撑在所述壳体(10)的元件(11)上，并且所述支撑轴承系统(50)包括第一轴承元件(51)，所述第一轴承元件沿轴向方向设置在所述第二离合器(40)的摩擦片承载件(41)以及所述离合器输入端(70)之间，使得由所述第二离合器(40)轴向传递到所述摩擦片承载件(41)上的第二操纵力(47)能够从所述第二离合器(40)的摩擦片承载件(41)经由所述第一轴承元件(51)传递到所述离合器输入端(70)上，并且所述支撑轴承系统(50)包括第二轴承元件(52)，所述第二轴承元件沿轴向方向设置在所述离合器输入端(70)以及所述壳体(10)的元件(11)之间，使得传递到所述离合器输入端(70)上的所述第二操纵力(47)可以从所述第二轴承元件(52)传递到所述壳体(10)的元件(11)上。
2.根据权利要求1所述的离合器设备(1)，
其特征在于，所述支撑轴承(30)借助其径向内侧贴靠在所述壳体(10)的元件(11)上并且借助其径向外侧贴靠在所述第一离合器(20)的摩擦片承载件(21)上。
3.根据权利要求2所述的离合器设备(1)，
其特征在于，所述第一离合器(20)的摩擦片承载件(21)同时构成为用于可转动地设置电机的转子(90)的转子承载件。
4.根据上述权利要求中任一项所述的离合器设备(1)，
其特征在于，所述第一轴承元件(51)借助其径向外侧贴靠在所述第二离合器(40)的摩擦片承载件(41)上并且借助其径向内侧贴靠在所述离合器输入端(70)上。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的离合器设备(1)，
其特征在于，所述第二轴承元件(52)借助其径向外侧贴靠在所述离合器输入端(70)上并且借助其径向内侧贴靠在所述壳体(10)的元件(11)上。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的离合器设备(1)，
其特征在于，所述支撑轴承(30)以及所述支撑轴承系统(50)的轴承元件(51，52)沿轴向方向设置在所述离合器设备(1)的第一轴向侧上的操纵设备(25，45)和第二轴向侧上的壳体(10)的元件(11)之间。
7.根据权利要求6所述的离合器设备(1)，
其特征在于，所述离合器输入端(70)借助于可轴向移动的扭矩传递装置(80)，与所述第一离合器(20)的摩擦片承载件(21)抗扭地耦联，其中所述扭矩传递装置(80)允许在所述离合器输入端(70)和所述第一离合器(20)的摩擦片承载件(21)之间的轴向偏移。
8.根据权利要求7所述的离合器设备(1)，
其特征在于，所述第一离合器(20)的摩擦片承载件(21)是外摩擦片承载件(21)，并且所述第二离合器(40)的摩擦片承载件(41)同时是所述第一离合器(20)的内摩擦片承载件(22)。
9.一种用于机动车的用于耦联内燃机以及变速器的混动模块(100)，包括根据权利要求1至8中任一项所述的离合器设备(1)以及电机，所述电机包括转子(90)，所述转子与所述离合器设备(1)的离合器输入端(70)抗扭地连接。
10.一种用于机动车的驱动装置，包括根据权利要求9所述的混动模块(100)以及驱动机组，以及变速器，其中所述混动模块(100)与所述驱动机组经由所述离合器设备(1)的驱动轴(60)机械连接并且与所述变速器经由所述离合器设备(1)的摩擦片承载件(21，41)机械连接。
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