CN102007279B - 摩擦切换接合装置以及带摩擦切换接合装置的用于冷却车辆内燃机的驱动*** - Google Patents

摩擦切换接合装置以及带摩擦切换接合装置的用于冷却车辆内燃机的驱动*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有一驱动侧和一输出侧的摩擦切换接合装置(5)，该摩擦切换接合装置(5)可用来驱动一风扇叶轮(2)，并包括一可切换的摩擦片式接合装置(13)和一用来在输出侧提供一牵引转速的第一涡流接合装置(15)，该摩擦片式接合装置(13)处于接合状态时使输出侧与驱动侧连接，该第一涡流接合装置(15)具有一形成在冷却环(11)上的涡流区，其特征在于：在其上形成有用于第一涡流接合装置(15)的涡流区的同一冷却环(11)上设置有一用于第二涡流接合装置(18)的涡流区。

Description

摩擦切换接合装置以及带摩擦切换接合装置的用于冷却车辆内燃机的驱动***
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的摩擦切换接合装置/摩擦离合器(Reibschaltkupplung)以及具有这种摩擦切换接合装置的驱动***。
背景技术
已知各种结构的上述类型的摩擦切换接合装置。
由德国公开文本4207710A1已知一种可电磁操纵的摩擦切换接合装置，它用来驱动用于风扇的叶轮。叶轮可以被以驱动单元的直接转速和两种不同的牵引转速(Schleppdrehzahl)驱动。第一电磁摩擦片式接合装置用来产生直接转速，第二电磁摩擦片式接合装置与第一涡流接合装置结合，用来产生第一牵引转速。另一涡流接合装置用来产生第二牵引转速。
发明内容
本发明的目的是，提供一种具有紧凑、通用的结构的摩擦切换接合装置。
这个目的通过权利要求1、4、7和8的特征实现。
在从属权利要求中给出了本发明的有利且适宜的改进结构。
本发明首先涉及一种具有一驱动侧和一输出侧的摩擦切换接合装置，它可用来驱动风扇叶轮。该摩擦切换接合装置包括一可切换的摩擦片式接合装置，该摩擦片式接合装置在接合状态时使输出侧与驱动侧连接。此外，设置有一用来在输出侧提供一牵引转速的第一涡流接合装置，该第一涡流接合装置具有一形成在冷却环上的涡流区。当摩擦片式接合装置不接合时，则建立牵引转速。
本发明的核心在于，在其上形成有用于第一涡流接合装置的涡流区的同一冷却环上设置有用于第二涡流接合装置的涡流区。
因此，由涡流接合装置产生的热量可以通过一个构件有效地排出。冷却环例如是一铝环，可能带冷却片，在冷却环内在相应的涡流区后面例如安装一镶嵌钢圈，该镶嵌钢圈对在涡流区内产生的涡流形成希望的场引导。
在相应的涡流区对面，优选设置一配备有永久磁铁的可旋转元件，例如一配备有永久磁铁的支承环，该永久磁铁在涡流区内感应出相应的涡流。
摩擦切换接合装置优选设计成，尽管在冷却环上存在用于两个涡流接合装置的涡流区，但是仅有一个有效的涡流接合装置就能提供全部功能。在这种情况下可以提供两个转速。
对于第二涡流接合装置完全由一相应的永久磁铁托架形成的情况，该接合装置优选可以通过例如一摩擦切换接合装置接合，使得总共可以获得三个转速。在第一牵引转速时，摩擦切换接合装置和第二可切换的涡流接合装置脱开，从而驱动侧与输出侧的连接仅仅通过第一涡流接合装置实现。高于第一牵引转速的另一牵引转速可以通过附加地接合第二涡流接合装置实现。
最后，驱动侧与输出侧通过接合摩擦片式接合装置而摩擦锁合地连接，因此得到第三转速，它在完全摩擦锁合时等于驱动转速。
摩擦片式接合装置和/或第二涡流接合装置可用气动或液压方法操纵。
在本发明的一种特别优选的结构方案中，摩擦片式接合装置和/或第二涡流接合装置用电磁方法接合和脱开。为此，一例如可轴向运动地安装的电枢盘通过一例如线圈的电磁场被拉向一转子，从而在电枢盘和转子之间形成摩擦锁合。
转子优选作为摩擦切换接合装置的输出侧。
在这种情况下，冷却环优选形成接合装置的驱动侧。除了具有非常紧凑的结构的可能性之外，这还有另一个优点，即可以最好地冷却涡流接合装置，因为驱动侧始终以驱动转速旋转。
而输出侧的转速则根据接合装置的接合状态变化。
在冷却环上的涡流区优选沿径向相互重叠，例如在径向相互重合地设置。从而可以进一步改善结构的紧凑性。
不管是第二涡流接合装置还是摩擦片式接合装置都具有一可单独运动的电枢盘。
此外，也可以考虑在冷却环内设置两个相互隔开的导磁元件。例如在径向从内向外看相互重叠的涡流区后面在冷却环内相应地嵌入一导磁钢环。它有助于优化由涡流感应生成的磁场。
所述摩擦切换接合装置可以用在用于冷却车辆例如机动车的内燃机的驱动***中，其中风扇叶轮和风扇叶轮的驱动侧通过该接合装置连接。
此外，可以在用在内燃机的冷却器上的风扇叶轮和接合装置之间设置锥齿轮系。由此可以考虑到例如车辆内燃机室内机组的空间布置。
此外，如果在用于冷却车辆内燃机的驱动***中，在风扇叶轮和风扇叶轮的驱动侧之间设置一齿轮系——特别是锥齿轮系——和一接合装置——例如上面所述的接合装置的情况下，使得接合装置直接抵靠在锥齿轮系的驱动侧上——特别是直接固定例如用法兰固定在它上面，对于本发明是重要的。优选这样连接，使得不存在外露轴段。由此可以实现结实、紧凑的单元，它在用于恶劣的工作环境中时具有应对外部的各种影响的承受力和稳定性。
附图说明
附图示出本发明的多个实施例，现在加以详细说明，这些实施例提供其它优点和细节。在附图中：
图1-4分别以大大简化的侧视图示出本发明的摩擦切换接合装置连同用来驱动散热器单元前面的风扇叶轮的锥齿轮系。
具体实施方式
图1示出用于风扇叶轮2的驱动***1，风扇叶轮2位于例如机动车的内燃机(未示出)的散热器3前面，所述机动车例如为公共车辆。驱动***1包括锥齿轮系4和可电磁操纵的摩擦切换接合装置5。摩擦切换接合装置5直接设置在锥齿轮系4上，例如直接安装在锥齿轮系4上。锥齿轮系4包括输出轴6，该输出轴6与风扇叶轮2连接。
摩擦切换接合装置5在驱动侧包括一驱动轴7，并且在输出侧包括一输出轴8，该输出轴8插在锥齿轮系4内。
在锥齿轮系中，设置有两个相互成一角度的齿轮9、10。
摩擦切换接合装置包括一冷却环11，该冷却环11与驱动轴7旋转固定连接。此外，在冷却环11上旋转固定连接有摩擦片式接合装置13的可轴向运动的电枢盘12。在电枢盘12对面是摩擦片式接合装置的转子14，转子14与输出轴8旋转固定连接。电枢盘12可通过未示出的电磁铁吸在转子14上，从而使驱动轴7和输出轴8可以通过摩擦锁合直接连接。
此外，在驱动轴7和输出轴8之间设置第一涡流接合装置15，其中安装有永久磁铁16的托架17与输出轴8旋转固定连接。永久磁铁与冷却环11上的对面的涡流区相互作用，从而可以形成驱动力矩。
为此，在驱动轴7和输出轴8之间需要一转速差。
最后，在摩擦切换接合装置5内设置第二涡流接合装置18，但是第二涡流接合装置18和第一涡流接合装置15不同，它是可切换的。
为此，第二涡流接合装置18具有一电枢盘19，该电枢盘19可以轴向运动，并在相应的磁力作用下可以吸在转子14上。
如果摩擦片式接合装置13和第二涡流接合装置是分离的，则驱动轴7通过第一涡流接合装置15以一牵引转速驱动输出轴8。
如果附加地通过吸引电枢盘19致动第二涡流接合装置18，则在驱动轴7与输出轴8之间形成转速差时可以通过安装在托架20上的永久磁铁21发生与在冷却环11上形成的第二涡流区的相互作用，这导致输出轴8被以一略大于牵引转速的转速驱动。第二涡流接合装置18承担所谓的附加驱动力矩，这使得可以得到第二牵引转速。
这里重要的是，两个涡流区都设置在冷却环11上，冷却环始终以驱动轴7的转速跟随旋转。
这保证了最佳的冷却，它在较高转速时比在较低转速时更好。
因此总共可以实现以下转速级：牵引转速、提高的牵引转速和驱动轴与输出轴8在摩擦片式接合装置13接合时的直接连接。
根据图2的驱动***22的实施例与根据图1的实施例的区别在于，摩擦切换接合装置只包括一个可切换的涡流接合装置18。摩擦片式接合装置13以相同的方式设置。
但是，由此也可以实现三种转速。在第一转速的情况下，摩擦片式接合装置13和涡流接合装置18都脱开(ausgestaltet)。但是，由于支承摩擦，驱动轴7的速度被以一定的小牵引转速传递到输出轴8，这是因为驱动侧的旋转部分支承在输出轴8上并且由于支承摩擦可产生输出轴8的随动效应。
当可切换的涡流接合装置18接合时，便得到第二牵引转速。
第三转速是驱动轴7与输出轴8通过接合的摩擦片式接合装置13的直接连接。
在根据图3的驱动***23的另一实施例中，它与根据图1的实施例的区别在于，摩擦切换接合装置5是两级的。
与图1中一样，它包括具有相应功能的可切换的摩擦片式接合装置13。
当摩擦片式接合装置13脱开时，涡流接合装置24永久接合，该涡流接合装置24的永久磁铁托架25与转子14旋转固定连接。在驱动轴7与输出轴8产生一转速差的情况下，在驱动侧得到一与冷却环11的相互作用。
在驱动***的所有三个实施例1、22、23中，冷却环11始终设置在驱动侧。此外，涡流区基本形成在该冷却环11内。
并且，根据图3的实施例还设计成，可以通过附加的构件将可切换的第二涡流接合装置18结合进来。
因此，可以用完全相同的构件以所谓模块结构原理实现不同的接合装置变型方案。
根据图1至3的接合装置的另一个重要方面在于，摩擦切换接合装置5直接与锥齿轮系4连接，其中摩擦切换接合装置5在驱动侧安装在锥齿轮系上。因此不存在驱动轴8的外露轴段。接合装置5优选直接法兰连接在锥齿轮系4上。这种结构的优点是不仅紧凑，而且特别稳固。
在图4中也相应地实现锥齿轮系4和摩擦切换接合装置5的布置。
这种实施形式与根据图1的实施形式的区别在于，摩擦切换接合装置5只包括摩擦片式接合装置13。因此，驱动轴7的转速既可以连接到输出轴8上，也可以切断。也就是说只有一级转速。
附图标记列表
1驱动***
2风扇叶轮
3散热器
4锥齿轮系
5摩擦切换接合装置
6输出轴
7驱动轴
8输出轴
9齿轮
10齿轮
11冷却环
12电枢盘
13摩擦片式接合装置
14转子
15第一涡流接合装置
16永久磁铁
17托架
18第二涡流接合装置
19电枢盘
20托架
21永久磁铁
22驱动***
23驱动***
24涡流接合装置

Claims (8)

1.一种具有一驱动侧和一输出侧的摩擦切换接合装置(5)，该摩擦切换接合装置(5)能够用来驱动一风扇叶轮(2)，并包括一可切换的摩擦片式接合装置(13)和一用来在输出侧提供一牵引转速的第一涡流接合装置(15)，该摩擦片式接合装置(13)处于接合状态时使输出侧与驱动侧连接，该第一涡流接合装置(15)具有一形成在冷却环(11)上的涡流区，其特征在于：在其上形成有用于第一涡流接合装置(15)的涡流区的同一冷却环(11)上设置有一用于第二涡流接合装置(18)的涡流区。
2.根据权利要求1的摩擦切换接合装置，其特征在于：设置有一可切换的第二涡流接合装置(18)。
3.根据权利要求1或2的摩擦切换接合装置，其特征在于：摩擦片式接合装置(13)和/或第二涡流接合装置(18)是能够电磁地接合和脱开的。
4.根据权利要求1的摩擦切换接合装置，其特征在于：冷却环(11)形成所述摩擦切换接合装置的驱动侧。
5.根据权利要求1或2的摩擦切换接合装置，其特征在于：摩擦切换接合装置(5)的转子(14)形成输出侧，该转子与一电枢盘(12)相互作用。
6.根据权利要求1或2的摩擦切换接合装置，其特征在于：在冷却环(11)内设置两个分开的导磁元件。
7.一种用来冷却车辆内燃机的驱动***(1，22，23)，其中在风扇叶轮(3)和风扇叶轮的驱动侧之间设置一根据上述权利要求中的任一项的摩擦切换接合装置(5)。
8.一种用来冷却车辆内燃机的驱动***，其中在风扇叶轮(3)和风扇叶轮(3)的驱动侧之间设置一齿轮系(4)和一根据上述权利要求中的任一项的摩擦切换接合装置，其中摩擦切换接合装置直接抵靠在锥齿轮系的驱动侧上。
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