KR101324927B1

KR101324927B1 - 토크 전달 장치

Info

Publication number: KR101324927B1
Application number: KR1020087001987A
Authority: KR
Inventors: 요하네스 아놀드; 이포 아그너; 볼프강 라익
Original assignee: 섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
Priority date: 2005-07-27
Filing date: 2006-07-25
Publication date: 2013-11-01
Also published as: KR20080030625A; BRPI0614191A2; ATE517269T1; CN101233336B; BRPI0614191B1; WO2007012312A1; DE112006001624A5; EP1910694B1; BRPI0614191A8; CN101233336A; EP1910694A1

Abstract

본 발명은 피동 샤프트, 특히 크랭크 샤프트를 구비한 구동 유닛, 특히 엔진과, 하나 이상의 변속기 입력 샤프트 및 하나 이상의 습식 작동 클러치 장치를 구비한 변속기 사이에 토크를 전달하기 위한 자동차의 구동 트레인 내의 토크 전달 장치에 관한 것이며, 상기 클러치 장치는 냉각기에서 냉각되는 냉각될 매체에 의해서 적어도 부분적으로 둘러싸이는 복수의 클러치 요소, 특히 디스크를 포함한다. 높은 효율을 가지며 비용면에서 유리하게 제조될 수 있는 토크 전달 장치를 제공하기 위해, 냉각기는, 냉각될 매체가 토크 전달 장치의 작동 시 냉각기 벽에 접촉되도록 클러치 요소의 반경 방향 외부에 배치된 냉각기 벽을 포함한다.

변속기, 클러치 장치, 클러치 요소, 디스크, 냉각 매체, 냉각기 벽

Description

토크 전달 장치{TORQUE TRANSMISSION DEVICE}

본 발명은 피동 샤프트, 특히 크랭크 샤프트를 구비한 구동 유닛, 특히 엔진과, 하나 이상의 변속기 입력 샤프트 및 하나 이상의 습식 작동 클러치 장치를 구비한 변속기 사이에 토크를 전달하기 위한 자동차의 구동 트레인 내의 토크 전달 장치에 관한 것이며, 상기 클러치 장치는 냉각기에서 냉각되는 냉각될 매체에 의해서 적어도 부분적으로 둘러싸이는 복수의 클러치 요소, 특히 디스크를 포함한다.

냉각될 매체는 클러치 장치의 작동 시 마찰을 통해서 클러치 요소에서 발생된 열을 방출하기 위해 주로 사용된다. 이를 위해, 클러치는 예컨대 오일에 의해 냉각된다. 오일은 클러치 장치 내에 유입된 다음, 냉각 과정 후 다시 클러치로부터 빼내져야 하는데, 이는 냉각 순환계에 오일이 다시 제공될 수 있음으로써, 냉각기 내에서 자체적으로 다시 냉각되기 위함이다.

본 발명의 목적은 높은 효율을 가지며 비용면에서 유리하게 제조될 수 있는, 청구범위 제1항의 전제부에 따른 토크 전달 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적은, 피동 샤프트, 특히 크랭크 샤프트를 구비한 구동 유닛, 특히 엔진과, 하나 이상의 변속기 입력 샤프트 및 하나 이상의 습식 작동 클러치 장치(이때, 상기 클러치 장치는 냉각기에서 냉각되는 냉각될 매체에 의해서 적어도 부분적으로 둘러싸이는 복수의 클러치 요소, 특히 디스크를 포함한다)를 구비한 변속기 사이에 토크를 전달하기 위한 자동차의 구동 트레인 내의 토크 전달 장치의 경우, 토크 전달 장치의 작동 시 냉각될 매체가 냉각기 벽에 접촉되도록, 냉각기가 클러치 요소의 반경 방향 외부에 배치된 냉각기 벽을 포함함으로써 달성된다. 작동 시 클러치 요소는 회전한다. 냉각될 매체는 클러치 요소를 지나서 흐르며, 원심력에 의해서 야기된 반경 방향 속도 성분 및, 경우에 따라서는 원주 방향으로의 속도 성분에 의해 냉각기 벽에 부딪힌다. 디스크의 큰 원주 속도 및 냉각기 벽에 대한 작은 간격으로 인해, 냉각기 벽에는 열 전달을 개선하는 높은 난류 정도를 갖는 견인 유동이 형성된다.

토크 전달 장치의 바람직한 실시예는, 냉각기가 클러치 요소의 반경 방향 외부에 있는 환형 챔버 내에 배치되는 것을 특징으로 한다. 이는 클러치 요소를 벗어난 냉각될 매체가 직접 냉각기 벽에 부딪히는 장점을 제공한다.

토크 전달 장치의 바람직한 다른 실시예는, 냉각기가 실질적으로 링의 형태를 포함하는 것을 특징으로 한다. 바람직하게, 냉각될 매체로부터 열을 방출하는 냉각 매체가 냉각기를 관류한다. 냉각 매체의 유동 방향은 바람직하게 클러치 요소의 회전 방향에 반대되며, 이는 냉각력을 높이기 위함이다.

토크 전달 장치의 바람직한 다른 실시예는, 냉각기가 실질적으로 환형 튜브의 형태를 포함하는 것을 특징으로 한다. 바람직하게, 냉각기의 하나의 단부에는 냉각 매체를 위한 유입부가, 다른 단부에는 냉각 매체를 위한 배출부가 설치된다.

토크 전달 장치의 바람직한 다른 실시예는, 냉각기가 클러치 장치의 클러치 커버에 통합되는 것을 특징으로 한다. 바람직하게 클러치 커버는 냉각기의 영역에 U-형 횡단면을 갖는다.

토크 전달 장치의 바람직한 다른 실시예는, 냉각기가 클러치 장치의 클러치 하우징에 통합되는 것을 특징으로 한다. 바람직하게 클러치 하우징은, 환형 중공 챔버가 냉각기를 위해, 또는 냉각기로서 매몰 주조된 부품이다.

토크 전달 장치의 바람직한 다른 실시예는, 관통홀을 포함하는 디스크 캐리어에 형성된 디스크를 클러치 요소가 포함하고, 관통홀은 냉각될 매체의 반경 방향 통과를 가능하게 하는 것을 특징으로 한다. 냉각될 매체는 관통홀을 통해서 디스크로부터 직접 냉각기에 이른다.

토크 전달 장치의 바람직한 다른 실시예는 라이닝 디스크가, 냉각될 매체를 위한 그루브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

토크 전달 장치의 바람직한 다른 실시예는 냉각기가, 변속기 측을 향해 안내된 냉각 매체 연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 실시예에서 냉각기의 구성은 구동 측에 의해서 실행된다.

토크 전달 장치의 바람직한 다른 실시예는 냉각기가, 반경 방향으로 연장된 냉각 매체 연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 실시예에서, 냉각 매체 연결부는 바람직하게 클러치 하우징을 통해서 연장된다.

본 발명의 다른 장점들, 특징들 및 세부 사항은, 도면을 참조로 다양한 실시예들이 상세하게 설명된 이하의 상세한 설명으로부터 제시된다. 청구범위와 상세한 설명에 언급된 특징들 각각은 개별적으로 또는, 임의의 통합 형태로 본 발명에서 중요할 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 토크 전달 장치의 제1 실시예의 절반 단면도이다.

도2는 본 발명에 따른 토크 전달 장치의 단순화된 절반 단면도의 개략도이다.

도3은 도2의 선 III-III을 따른 섹션의 도면이다.

도4는 본 발명에 따른 토크 전달 장치의 섹션의 확대된 횡단면도이다.

도5는 도4의 섹션의 확대도이다.

도6은 다른 실시예에 따른 토크 전달 장치의 횡단면도이다.

도7은 다른 실시예에 따른, 도6의 섹션의 확대도이다.

도8은 다른 실시예에 따른, 도6의 섹션의 확대도이다.

도9는 다른 실시예에 따른, 본 발명의 토크 전달 장치의 냉각기의 횡단면도이다.

도10은 다른 실시예에 따른, 본 발명의 토크 전달 장치의 냉각기의 횡단면도이다.

도11은 다른 실시예에 따른, 본 발명의 토크 전달 장치의 간소화된, 절반 단면도이다.

도12는 다른 실시예에 따른, 본 발명의 토크 전달 장치의 간소화된, 절반 단면도이다.

도13은 다른 실시예에 따른, 본 발명의 토크 전달 장치의 간소화된, 절반 단면도이다.

도14는 다른 실시예에 따른 토크 전달 장치의 횡단면도이다.

도15는 정방형 내부 챔버를 갖는 환형 냉각기의 횡단면도이다.

도16은 직사각형 내부 챔버를 갖는 환형 냉각기의 횡단면도이다.

도17은 내부 리브를 갖는, 도15 또는 도16에 따른 횡단면도이다.

도18은 반경 방향 내부 리브를 갖는 횡단면도이다.

도19는 삼각형 내부 리브를 갖는 횡단면도이다.

도20은 클러치 측에 둥근 리브를 갖는 횡단면도이다.

도21은 클러치 측에 삼각형 리브를 갖는 횡단면도이다.

도22는 클러치 측에 직사각형 리브를 갖는 횡단면도이다.

도23은 클러치 측과 냉각 매체 측에 삼각형 리브를 갖는 횡단면도이다.

도24는 파형 프로파일부를 갖는 횡단면도이다.

도25는 도26의 섹션 B-B에 따른 환형 냉각기의 단부 부재의 횡단면도이다.

도26은 도25의 섹션 A-A에 따른 횡단면도이다.

도1에는 자동차의 구동 트레인(1)의 부품이 도시된다. 크랭크 샤프트가 시작되는, 특히 엔진인 구동 유닛(3)과 변속기(5) 사이에 습식 작동 이중 클러치(6) 가 디스크 방식으로 배치된다. 구동 유닛(3)과 이중 클러치(6) 사이에 진동 완충 장치(8)가 연결되며, 이는 도1에만 도시된다. 진동 완충 장치(8)는 바람직하게 이중 질량 플라이 휠이다.

엔진(3)의 크랭크 샤프트는 예컨대 나사 연결부에 의해서, 진동 완충 장치(8)의 입력 부품에 고정 연결된다. 진동 완충 장치(8)의 입력 부품은 에너지 저장 요소에 의해, 공지된 방식으로 진동 완충 장치의 출력 부품에 연결된다. 진동 완충 장치(8)의 출력 부품은 허브 부품(22)에 의해서 이중 클러치(6)의 입력 부품(24)에 회전 불가능하게 연결된다. 클러치 부품(24)은 제1 디스크-클러치 장치(27)의 외부 디스크 캐리어(26)에 일체로 연결된다.

외부 디스크 캐리어(26)의 반경 방향 내부에는, 제1 디스크-클러치 장치(27)의 내부 디스크 캐리어(28)가 배치된다. 내부 디스크 캐리어(28)는, 톱니부에 의해서 제1 변속기 입력 샤프트에 회전 불가능하게 연결된 허브 부품(30)에 반경 방향 내부로 고정된다.

제1 디스크-클러치 장치(27)의 클러치 입력 부품(24) 또는 외부 디스크 캐리어(26)는 커플링 부품에 의해서, 제2 디스크-클러치 장치(38)의 외부 디스크 캐리어(36)에 회전 불가능하게 연결된다. 외부 디스크 캐리어(36)의 반경 방향 내부에는, 제2 디스크-클러치 장치(38)의 내부 디스크 캐리어(40)가 배치되며, 이는 반경 방향 내부로 허브 부품(41)에 연결된다. 허브 부품(41)은 톱니부에 의해서, 중공 샤프트로서 형성된 제2 변속기 입력 샤프트(42)에 회전 불가능하게 연결된다. 제2 변속기 입력 샤프트(42) 내에, 제1 변속기 입력 샤프트가 회전 가능하게 배치된다.

2개의 디스크-클러치 장치(27, 38)는, 그 반경 방향 내부 단부들이 작동 베어링에 지지되는 작동 레버(45, 44)에 의해서 작동된다. 진동 완충 장치(8)와, 제1 디스크-클러치 장치(27)의 외부 디스크 캐리어(26) 사이에, 반경 방향 외부로 변속기 하우징 섹션(58)에 고정된 클러치 커버(55)가 배치된다. 클러치 커버(55)는 2개의 디스크-클러치 장치(27, 38)가 배치된 습식 챔버(56)를, 진동 완충 장치(8)가 배치된 건식 수용 챔버(57)로부터 분리한다. 클러치 커버(55)와 클러치 입력 부품(24) 사이에, 반경 방향 내부로 베어링 장치(70)가 배치된다.

이중 클러치(6)의 작동시, 디스크에서의 마찰에 의해 열이 발생한다. 열을 방출하기 위해, 냉각 순환계에서 냉각되는 냉각 오일이 클러치(6)에 공급된다. 클러치에 공급된 냉각 오일량은 자동차의 주행 상태에 따라 조절되어야 한다. 주행 중, 클러치의 미끄럼 조절에 의해서 발생된 열을 방출하기 위해, 최소 냉각 오일 부피 흐름이 요구된다. 클러치 과정 시 더 큰 부피 흐름이 제공되어야 하는데, 이는 여기에 비교적 큰 열량이 생성되기 때문이다. 동기화의 경우, 클러치 디스크에서의 잔여 견인 토크를 방지하기 위해, 냉각 오일 부피 흐름은 0을 향해 되돌아 가야한다. 가장 큰 부피 흐름은, 엔진 실속(stall)을 일으킬 수 있는 회전수의 경우 요구된다. 실속의 경우, 구동기는 회전하며 피동기는 정지한다. 전체 엔진 출력은 열의 형태로 클러치를 통해서 방출된다.

제1 디스크-클러치 장치(27)의 외부 디스크 캐리어(26)의 반경 방향 외부에는, 냉각기(84)의 수용에 사용되는 환형 챔버(81)가 제공된다. 환형 챔버(81)는 변속기 하우징 섹션(58)에 의해서 반경 방향 외부로 제한된다. 축방향으로, 환형 챔 버(81)는 클러치 커버(55)에 의해 구동 측에 대해 제한된다. 변속기 측에 대해, 환형 챔버(81)는 습식 챔버 시이트(85)에 의해 제한된다.

도2, 도3에는 본 발명에 따른 냉각 오일 시스템을 갖는 토크 전달 장치의 기본 원리가 단순하고 개략적으로, 상이한 도면들로 도시된다. 엔진의 크랭크 샤프트(88)는 제1 디스크 클러치(91) 또는 제2 디스크 클러치(92)에 의해, 제1 변속기 입력 샤프트(101) 또는 제2 변속기 입력 샤프트(102)에 연결될 수 있다. 디스크-클러치 장치(91, 92)는 외부 디스크 캐리어(94, 95) 및 내부 디스크 캐리어(97, 104)를 포함한다. 디스크 클러치(91, 92)의 반경 방향 외부로, 환형 냉각기(106)가 배치된다. 냉각 오일의 유동 경로는 점선 화살표(108)로 도시된다.

냉각 오일은, 상기 오일이 냉각 오일 채널로부터 클러치(91, 92)의 마찰 디스크 내로 벗어난 직후, 환형 냉각기(106)의 반경 방향 내부 냉각기 벽에 부딪혀서 이를 따라 안내됨으로써 냉각된다. 냉각을 위해 요구되는 표면은 본 발명의 개념에 따라, 외부 클러치(91)의 둘레에 반경 방향으로 배치된다. 클러치에서 발생한 미끄럼을 통해 가열된 냉각 오일은 외부 디스크 캐리어(94)를 벗어난 후, 직접 환형 냉각기(106)의 표면에 부딪힌다.

도4에는, 클러치 라이닝 디스크(121)의 부품이 평면도로 도시된다. 클러치 라이닝 디스크(121)가 작동 시 시계 방향으로 회전하는 것이 화살표 122로 도시된다. 클러치 라이닝 디스크(121)는 반경 방향 외부로, 외부 톱니부(124)를 포함하며, 이는 반경 방향 내부로 디스크 캐리어(128)에 제공된 내부 톱니부(125)와 맞물린다. 디스크 캐리어(128)는 반경 방향 외부로, 외부 톱니부(130)를 포함한다. 디스크 캐리어(128)에 대해 반경 방향으로 간격을 두고, 냉각기 벽(138)을 갖는 냉각기(136)가 배치된다. 냉각기(136)는 환형으로 형성된다.

클러치 라이닝 디스크(121)는 냉각 오일 그루브(141, 142)를 포함한다. 냉각 오일 그루브(141, 142)는 디스크 캐리어(128)에 제공된 관통홀(144, 145) 근처에서 반경 방향 외부로 통한다. 냉각될 매체는, 더 작고 검은, 원형의 점(148)으로 도시된다. 냉각될 매체가 반경 방향 속도 성분을 포함하는 것이 화살표 151로 도시된다. 냉각될 매체가 마찬가지로 원주 방향으로의 속도 성분을 포함하는 것이 화살표 152로 도시된다. 냉각기(136) 내에는 냉각 매체, 바람직하게는 물이 수용되며, 이는 더 큰 원형의 점(155)으로 도시된다. 냉각 매체(155)가 반시계 방향으로 환형 냉각기(136)를 통해 이송되는 것이 화살표 158로 도시된다.

디스크 캐리어(128) 및 클러치 라이닝 디스크(121)의 회전으로 인해, 냉각 오일은 클러치를 벗어날 경우, 원심력에 의해서 발생한 반경 방향 속도 성분(151) 및, 냉각 오일 그루브(141, 142)의 견인 작용에 의해서 발생한 원주 방향으로의 속도 성분(152)도 갖는다. 외부 디스크 캐리어(128)의 외부 톱니부(130)는 이동 메카니즘과 마찬가지로 작용하므로, 원주 방향으로의 오일의 속도 성분(153)을 거의 유지한다. 견인 효과에 의해, 뜨거운 오일이 냉각기 벽(138)의 표면에서 체류하는 시간이 확대되므로, 상응하게 큰 열량이 냉각기로 송출되는 것이 가능해진다.

도5에는, 클러치의 작동 시 디스크 캐리어(128)의 비교적 큰 원주 속도 및, 냉각기 벽(138)과 디스크 캐리어(128)의 외부 톱니부(130) 사이의 비교적 작은 간격을 통해, 높은 난류 정도를 갖는 오일 견인 유동이 형성되는 것이 도시된다. 유 동의 난류가 커질수록, 냉각 오일로부터 냉각기로의 열 전달이 개선된다. 원주 방향 뿐만 아니라 유동 방향에 대해 횡으로 운동하는 오일 분자의 심한 난류에 의해, 모든 오일 분자는 적어도 한 번 냉각기의 표면에 도달해서, 저장된 열을 송출시킬 수 있다.

도6에는 외부 디스크 캐리어(242)에 맞물리는 강 디스크(241)가 도시된다. 외부 디스크 캐리어(242)의 반경 방향 외부로, 오일 냉각기(244)가 배치된다. 냉각기(244)는 냉각 매체를 위한 유입부(245)와 배출부(246)를 포함한다. 냉각기(244)를 통해서 흐르는 냉각 매체가 화살표로 도시된다.

냉각기(244)는 환형으로 실시되며, 외부 디스크 캐리어(242)를 벗어난 냉각 오일이 냉각기 벽(249)의 표면에 직접 부딪히도록 배치된다. 냉각 매체의 유동 방향은 엔진 및 클러치의 회전 방향에 대해 항상 반대된다. 유체들 사이의 평균 온도 차가 적기 때문에, 에너지 손실이 적게 야기된다. 본 발명에 따른 원리는 역류 열 교환기의 원리와 유사하다. 그러나, 전체 원주를 통해 뜨거운 냉각 오일이 클러치로부터 냉각기에 제공되는 데에 차이점이 있으며 즉, 오일 유입 온도는 거의 일정하다. 그러나 냉각기 내의 냉각 매체 온도는 유입부(245)로부터 배출부(246)를 향해 상승한다.

외부 디스크 캐리어(242)의 외부 톱니부와 냉각기(244)의 냉각기 벽(249) 사이의 간격은 냉각기의 직경을 통해서 결정된다. 바람직하게 이 간격은, 냉각 오일의 큰 난류 및 큰 열전달 계수로 인해 냉각력이 가능한 크게 되고 냉각 오일의 뉴튼 전단 응력으로 인해 견인 토크가 가능한 낮게 되도록 설계된다. 냉각력과 열전달 계수에 대한 간격의 작용은 반대되므로 즉, 간격이 클 때 견인 토크는 낮으며 냉각력은 작다. 가능한 작은 간격일 때, 냉각력과 견인 토크는 정확히 반대되게 작용한다.

열전달을 상승시키기 위해, 냉각기 벽(249)과 냉각 매체 사이의 열전달 면적이 확대될 수 있다. 이를 위해 다양한 가능성들이 고려될 수 있다.

도7에는 냉각기(244)가, 개방된 다공성의 금속 발포(foam) 구조를 갖는 다수의 구들(251 내지 253)로 채워질 수 있는 것이 도시된다. 구(251 내지 253)는 바람직하게, 냉각기 하우징의 재료에 상응하는 재료로 형성된다. 냉각기는 또한 금속 절삭칩과 같이 벌크 재료의 형태로 제공된 재료로도 채워질 수 있다. 이러한 충전물은, 냉각기 벽으로부터 냉각 매체까지의 면적을 심하게 확대하며 냉각 매체를 위한 냉각기의 유량 저항을 약간만 확대하는 냉각기 벽과 상기 충전물이 접촉하도록 실시된다.

도8에는, 표면 확대를 위해 냉각기(244) 내에 홈이 있는, 천공이 있는 또는, 홈이 있으면서 천공이 있는 환형의 난류 시이트(256)가 구성될 수 있는 점이 도시된다. 이러한 시이트는, 열을 수용하는 냉각기 벽과 접촉해서 열을 냉각기 중심으로 전달할 수 있도록 배치되며, 이는 냉각기 중심에서 열을 냉각 매체에 송출할 수 있기 위함이다. 시이트(256)에 천공 및/또는 홈이 형성됨으로써, 유동하는 냉각 매체는 그 유동 방향으로 편향된다. 이로써 냉각 매체의 분자는 주 유동 방향을 향해 증폭된 횡방향 운동을 실행하며, 난류 시이트 및 냉각기 벽과의 접촉 증가를 통해서 더 큰 열전달 계수 및 더 큰 냉각력을 가능하게 한다. 추가로 냉각력은, 확대된 면적을 통해서 상승된다.

도9에는, 만곡된 튜브(261)를 포함하는 냉각기(260)의 횡단면이 도시된다. 튜브(261)의 개방된 단부는, 튜브(261)에 용접된 커버(263, 264)를 통해서 폐쇄된다. 이로써 냉각기(260)는 개구(266)를 갖는 링의 형태를 갖는다. 작동 시 오일 견인 유동이 누출되는 것을 방지하기 위해, 개구(266)는 (도시되지 않은) 연결 시이트에 의해 폐쇄된다.

도10에는, 밀링을 통해 중실형(solid) 재료 링(271)으로 제조된 냉각기(270)의 횡단면이 도시된다. 냉각 매체를 수용하는 중공 챔버도 밀링을 통해서 제조된다. 이어서, 냉각기(270)는 적합한 커버로 폐쇄된다. 냉각기(270)는 반경 방향 외부로, 냉각 매체를 위한 유입부(276)와 배출부(277)를 포함한다.

도11에는, 디스크 클러치(284, 285)를 통해서 변속기 입력 샤프트(286, 287)에 연결될 수 있는 엔진의 크랭크 샤프트(281)가 도시된다. 클러치 커버(288)는 클러치 하우징으로서 표현된 변속기 하우징 섹션(289)에 지지된다. 클러치 커버(288)는 디스크 클러치(284)와 클러치 하우징(289) 사이에 반경 방향으로 U-형 횡단면(291)을 포함한다. 클러치 커버(288)의 U-형 횡단면(291)은 구동 측을 향해서 환형 디스크(293)를 통해 폐쇄된 환형 챔버(292)를 제한한다. 클러치 커버(288)는 무엇보다도, 디스크 클러치(284, 285)의 결합력을 (도시되지 않은) 베어링을 통해서 지지하기 위해 사용된다. U-형 횡단면(291)을 통해, 클러치 커버(288) 내에 냉각기가 통합될 수 있다.

도12에는 클러치 하우징(289)이 매몰 주조된 부품으로서도 실시될 수 있는 점이 도시된다. 이 경우에는, 환형 중공 챔버(295)를 클러치 하우징(289) 내에 매몰 주조하는 것이 바람직하다. 환형 중공 챔버(295)는 냉각기로서 사용될 수 있으며 커버(296)를 통해서 폐쇄될 수 있다. 냉각기가 추가의 난류 시이트로 채워지지 않아도 될 때, 중공 챔버(295)를 상응하는 연결부로 폐쇄해서 완전히 매몰 주조할 가능성도 있다. 중공 챔버(295)를 갖는 클러치 하우징(289)은 상응하는 밀봉부에 의해 엔진에 직접 플랜지 결합될 수 있다.

도13에는, 반경 방향 내부로 냉각기(302)에 접하는 클러치 하우징(300)이 도시된다. 냉각기(302)는 디스크 클러치(284)와 클러치 하우징(300) 사이에 반경 방향으로 배치된다. 클러치 하우징(300)에는, 반경 방향으로 연장된 물 유입 보어(304)가 제공된다. 물 유입 보어(304)는 연결관(305)에 의해서 냉각기(302)의 내부 챔버에 연결된다. 연결관(305)은 변속기 입력 샤프트(286, 287)에 대해 평행하게 연장된다. 연결관(305)의 자유 단부는 클러치 하우징(300) 내의 축방향 보어(307) 내에 수용되며 O-링(308)을 통해 밀봉된다. 설치 시, 냉각기(302)는 구동 측으로부터 클러치 하우징(300) 내에 삽입된다. 연결관(305)과 다른 연결관들은 클러치 하우징 내의 상응하는 보어들 내에 삽입된다. 클러치 하우징(300)의 외부 영역에는 냉각 매체 유입과 배출을 위한, (도시되지 않은) 연결 라인들이 설치된다.

도14에는 강 디스크(241)를 갖는 외부 디스크 캐리어(242)와 클러치 하우징(312) 사이에 반경 방향으로 배치된 냉각기(310)의 횡단면이 도시된다. 냉각기(310)는 냉각 매체를 위한 유입 보어(314)와 배출 보어(315)를 포함한다. 유입 보어(314)는 클러치 하우징(312) 내에 리세스된 유입 보어(316)와 일직선이다. 냉각기(310)의 배출 보어(315)는 클러치 하우징(312) 내의 배출 보어(317)와 일직선이다. 유입 보어(314, 316)와 배출 보어(315, 317)는 서로 평행하게 수직 방향으로 아래로 연장된다. 냉각기 연결부는 각각 O-링(318, 319)에 의해서 클러치 하우징(312)에 대해 밀봉된다. 클러치 하우징(312)에는 (도시되지 않은)연결 라인들이 연결된다.

도15 내지 도24는 환형 튜브(261)의 횡단면을 도시하며, 횡단면은 링의 반경 방향 벡터와 그 축방향 연장을 통해 고정된다. 도18 내지 도22에서, 클러치 장치(6)를 향한 환형 튜브(261)의 면은 각각 도면의 하부 가장 자리에 있다. 도23의 경우, 이는 상부 가장자리에 있다. 이러한 두드러짐은, 횡단면 형태가 냉각될 매체로부터 냉각 매체로의 열전달에 실질적인 영향을 갖기 때문에 중요하다.

도15 내지 도19의 경우, 횡단면의 표면으로부터 내부로의 신속한 열전달을 보장하는 리브가 횡단면의 내부에 배치되며, 냉각 매체를 위한 더 작은 횡단면이 형성된다. 이로써 뜨거운 물질로부터 냉각 매체의 중심으로의 경로는 더 짧아진다. 따라서 더 신속한 열전달이 실행된다. 도15의 경우, 더 작은 횡단면은 정방형인 반면 이는 도16에서 직사각형 횡단면을 포함한다. 도15에 비해 도17에는, 추가의 리브들이 제공되므로, 냉각 매체까지의 더욱 짧은 열전달 경로가 발생한다.

도15 내지 도19의 리브-또는 웨브-는 추가의 장점들 즉, 하나의 벽이 평행한 다른 벽과 기계적으로 연결됨으로써 환형 튜브(261)의 강도가 증가하는 장점을 포함한다. 이로써 냉각 매체는, 냉각기의 팽창 없이도, 냉각기(84, 106, 244, 260, 270)를 통해서 높은 압력을 받을 수 있다. 따라서 클러치 장치(6)와 냉각기 사이의 적은 공차도 구현될 수 있다.

도18에는, 웨브에 대해 추가로 디스크들도 배치되며 이들은 냉각될 매체를 향해 있는 벽에 연결된다. 여기서 알 수 있는 바와 같이, 열전달 경로는 도17에서보다 실질적으로 더욱 짧으므로, 매우 양호한 열전달이 구현될 수 있다.

횡단면의 다른 구성은, 냉각될 매체로부터 냉각 매체로의 직접적인 경계면에 프로파일부가 제공되는 것을 제시한다. 도19에는 삼각형 횡단면을 갖는 다수의 리브들이 제공되며, 이들은 환형 튜브(261) 내에 배치된다.

도20 내지 도23의 경우, 클러치 장치(6)를 향해 있는 벽의 외부면으로 프로파일부가 옮겨진다. 도20은 파형 프로파일부에 관한 것이다. 이에 반해 도21의 경우 복수의 삼각형 횡단면이 다시 도시된다. 도22에는 직사각형 횡단면을 갖는 프로파일부가 구성된다.

도23은, 환형 튜브(261)의 내부 및, 외부면에도 각각 삼각-프로파일부가 설치되었기 때문에 특수 형태를 나타낸다. 이러한 프로파일부가 표면을 따라 "동위상"으로 연장되기 때문에, 바람직하게 동일하게 얇은 벽 두께가 구현된다.

지금까지 언급한 횡단면들은 압출 성형에 의해서 제조된다. 도24의 경우 내부 리브 또는 웨브가 없어도 되는 프로파일부가 도시된다. 따라서 이러한 횡단면은 내부 고압-성형에 의해서 제조될 수 있다. 열전달 및 열흐름을 위해 확대된 표면을 얻기 위해, 횡단면에는 파형 프로파일부가 제공된다. 이로써, 횡단면을 위한 추가의 강도를 달성하게 되는 장점도 추가로 제공된다.

도25와 도26에 의해, 유입-보어 또는 배출-보어(314, 315)의 실시예에 대한 구성 및, 환형 튜브(261)의 단부에 대한 그 연결이 도시된다. 도25는 도26의 단면 B-B를, 도26은 도25의 단면 A-A를 도시한다. 유입-보어 또는 배출-보어(314, 315)는 금속 외에 플라스틱으로도 제조될 수 있다. 환형 튜브(261)의 단부에 대한 유입-보어 또는 배출-보어(314, 315)의 연결은 압입 끼워맞춤 또는 금속 연결, 접착, 리벳 연결 또는 나사 연결에 의해서 실행될 수 있다.

<도면 부호 리스트>

1 : 구동 트레인

3 : 구동 유닛

5 : 변속기

6 : 이중 클러치

8 : 진동 완충 장치

22 : 허브 부품

24 : 클러치 입력 부품

26 : 외부 디스크 캐리어

27 : 제1 디스크-클러치 장치

28 : 내부 디스크 캐리어

30 : 허브 부품

36 : 외부 디스크 캐리어

38 : 제2 디스크-클러치 장치

40 : 내부 디스크 캐리어

41 : 허브 부품

42 : 제2 변속기 입력 샤프트

44 : 작동 레버

45 : 작동 레버

55 : 클러치 커버

56 : 습식 챔버

57 : 수용 챔버

58 : 변속기 하우징 섹션

70 : 베어링 장치

81 : 환형 챔버

84 : 냉각기

85 : 습식 챔버 시이트

88 : 크랭크 샤프트

91 : 제1 디스크 클러치

92 : 제2 디스크 클러치

94 : 외부 디스크 캐리어

95 : 외부 디스크 캐리어

97 : 내부 디스크 캐리어

101 : 제1 변속기 입력 샤프트

102 : 제2 변속기 입력 샤프트

104 : 내부 디스크 캐리어

106 : 환형 냉각기

108 : 냉각될 매체

121 : 클러치 라이닝 디스크

122 : 화살표

124 : 외부 톱니부

125 : 내부 톱니부

128 : 디스크 캐리어

130 : 외부 톱니부

136 : 냉각기

138 : 냉각기 벽

141 : 냉각 오일 그루브

142 : 냉각 오일 그루브

144 : 관통홀

145 : 관통홀

148 : 냉각될 매체

151 : 반경 방향 속도 성분

152 : 원주 방향으로의 속도 성분

153 : 속도 성분

155 : 냉각 매체

158 : 화살표

241 : 강 디스크

242 : 외부 디스크 캐리어

244 : 냉각기

245 : 유입부

246 : 배출부

249 : 냉각기 벽

251 : 구

252 : 구

253 : 구

256 : 다공성 시이트

260 : 냉각기

261 : 튜브

263 : 커버

264 : 커버

266 : 개구

270 : 냉각기

271 : 중실형 재료 링

276 : 유입부

277 : 배출부

281 : 크랭크 샤프트

284 : 디스크 클러치

285 : 디스크 클러치

286 : 변속기 입력 샤프트

287 : 변속기 입력 샤프트

288 : 클러치 커버

289 : 클러치 하우징

291 : U-형 횡단면

292 : 환형 챔버

293 : 환형 디스크

295 : 중공 챔버

296 : 커버

300 : 클러치 하우징

302 : 냉각기

304 : 물 유입 보어

305 : 연결관

307 : 보어

308 : O-링

310 : 냉각기

312 : 클러치 하우징

314 : 유입 보어

315 : 배출 보어

316 : 유입 보어

317 : 배출 보어

318, 319 : O-링

Claims

피동 샤프트를 구비한 구동 유닛(3)과, 하나 이상의 변속기 입력 샤프트(42) 및 하나 이상의 습식 작동 클러치 장치(6)를 구비한 변속기(5) 사이에 토크를 전달하기 위한 자동차의 구동 트레인(1) 내의 토크 전달 장치이며, 상기 클러치 장치는 냉각기(84; 260; 292; 295; 302; 310)에서 냉각되는 냉각될 매체에 의해서 적어도 부분적으로 둘러싸이는 복수의 클러치 요소(27, 38)를 포함하는 토크 전달 장치에 있어서,

냉각기(84; 260; 292; 295; 302; 310)는, 토크 전달 장치의 작동 시 냉각될 매체가 냉각기 벽에 접촉하도록 클러치 요소(27, 38)의 반경 방향 외부에 배치된 냉각기 벽을 포함하고,

클러치 요소(27, 38)는, 관통홀(144, 145)을 포함하는 디스크 캐리어(26, 28, 36, 40; 128)에 형성된 디스크(121)를 포함하고, 관통홀은 냉각될 매체의 반경 방향 통과를 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
제1항에 있어서, 냉각기(84; 260; 292; 295)는 클러치 요소(27, 38)의 반경 방향 외부에 있는 환형 챔버(81) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 냉각기(84)는 링의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 냉각기(260)는 환형 튜브(261)의 형태를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 냉각기(292)는 클러치 장치의 클러치 커버(288) 내에 통합되는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 냉각기(295)는 클러치 장치의 클러치 하우징(289) 내에 통합되는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
삭제
제1항에 있어서, 디스크(121)는 냉각될 매체를 위한 그루브(141, 142)를 포함하며, 이는 각각 관통홀(144, 145)의 영역으로 합류하는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 냉각기(302)는 축방향(변속기 방향 또는 엔진 방향)으로 안내된 냉각 매체 연결부(305)를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 냉각기(310)는 반경 방향으로 연장된 냉각 매체 연결부(314, 315)를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
제4항에 있어서, 환형 튜브(261)는 압출 성형에 의해서 제조되는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
제4항에 있어서, 환형 튜브(261)는 내부 고압-성형에 의해서 제조되는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
제4항에 있어서, 환형 튜브(261)는 링의 원주 방향으로 연장된 프로파일부를 내부에 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
제4항에 있어서, 클러치 장치(6)를 향해 있는 환형 튜브(261)의 외부면은 프로파일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
제13항에 있어서, 프로파일부는, 환형 튜브(261)의 내벽을 외벽에 연결하는 리브로 구성되는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
제13항에 있어서, 환형 튜브(261)의 내부에 직사각 디스크가 배치되는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
제16항에 있어서, 디스크는, 클러치 장치(6)를 향해 있는 환형 튜브(261)의 측면에 연결되는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
제13항에 있어서, 프로파일부는 삼각 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
제13항에 있어서, 프로파일부는 직사각 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.
제13항에 있어서, 프로파일부는 파형 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는 토크 전달 장치.