CN112105517A - 多离合器装置及用于机动车的混合动力模块 - Google Patents

多离合器装置及用于机动车的混合动力模块 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于混合动力模块的多离合器装置并且涉及所述混合动力模块本身。所述多离合器装置(1)包括分离离合器(20)和双离合器装置(30)，通过所述多离合器装置可将扭矩从电机和/或从所述分离离合器(20)传递至传动系，所述双离合器装置包括第一子离合器(40)和第二子离合器(50)，其中所述离合器(20、40和50)经由公共旋转部件(31)以旋转固定的方式彼此耦接；以及齿轮元件(60)，所述齿轮元件用于在所述电机和所述多离合器装置(1)之间形成齿轮，以实现在所述电机和所述多离合器装置(1)之间传递旋转运动的目的，其中所述公共旋转部件(31)借助第一枢轴承(70)在轴向和/或径向方向上旋转安装，并且所述齿轮元件(60)借助第二枢轴承(71)在轴向和/或径向方向上旋转安装，并且其中所述多离合器装置(1)还具有夹紧装置(80)，通过所述夹紧装置可使所述公共旋转部件(31)和所述齿轮元件(60)在轴向方向上抵靠彼此夹紧。通过在此提出的所述多离合器装置，提供了一种装置，所述装置兼具低磨损与较小轴向空间需求。

Description

多离合器装置及用于机动车的混合动力模块
技术领域
本发明涉及用于混合动力模块的多离合器装置，该混合动力模块经设置用于机动车，诸如小汽车、卡车或其他多用途车，并且耦接至内燃机。本发明还涉及具有多离合器装置的混合动力模块本身。
背景技术
混合动力模块通常包括用于机械耦接内燃机的连接装置；分离离合器，通过该分离离合器可将扭矩从内燃机传递至混合动力模块并且通过该分离离合器可将混合动力模块与内燃机分离；用于通过转子和双离合器装置产生驱动扭矩的电机，通过该电机可将扭矩从电机和/或从分离离合器传递至传动系。双离合器装置由第一子离合器和第二子离合器组成。每个离合器都分配有致动***。
电机能够进行电力传动、增加用于内燃机运行的功率以及增进再生。该分离离合器及其致动***确保了内燃机的耦接或解耦。
如果将具有双离合器的混合动力模块以如下方式集成至传动系中：该混合动力模块在扭矩传递方向上位于内燃机和传动装置之间，则内燃机、混合动力模块、带有其致动***的双离合器以及传动装置必须在车辆中前后相继或彼此相邻布置。然而，这种布置有时会导致安装空间问题。
为了实现具有集成式双离合器的非常紧凑的混合动力模块，有利的建构原则由以下构成：将分离离合器和双离合器的两个子离合器径向地布置成彼此相套。
DE 10 2016 212 846A1公开了一种用于机动车的传动系的离合器布置，该机动车具有电机和内燃机，该离合器布置的扭矩可通过离合器组件传递至传动装置，其中设计成链传动装置的传动装置用于将扭矩从电机传递至该离合器布置。
由于轴向和/或径向作用的力，以上提及的混合动力模块或离合器装置全部会遭受操作磨损，并且需要一定量的安装空间。
发明内容
本发明的目的是提供多离合器装置和用于机动车的配备有该多离合器装置的混合动力模块，该多离合器装置和混合动力模块兼具长久使用寿命或低磨损操作以及轴向上较小安装空间需求等特征。
此目的通过根据权利要求1所述的根据本发明的多离合器装置和根据权利要求10所述的根据本发明的混合动力模块来实现。在从属权利要求2至9中列出了多离合器装置的有利实施例。
可通过任何技术上合理的方式组合权利要求的特征，包括以下描述中给出的解释和附图的特征，包括本发明的附加实施例。
结合本发明，术语“径向”和“轴向”始终指多离合器装置的旋转轴线。
本发明涉及用于混合动力模块的多离合器装置，该混合动力模块用于耦接内燃机。多离合器装置包括分离离合器，通过该分离离合器可将扭矩从内燃机传递至多离合器装置，并且通过该分离离合器可将多离合器装置与内燃机分离；以及双离合器装置，通过该双离合器装置可将扭矩从电机和/或从分离离合器传递至传动系，该双离合器装置具有第一子离合器和第二子离合器，其中所述离合器经由公共旋转部件以旋转固定的方式彼此耦接。此外，多离合器装置包括齿轮元件，该齿轮元件用于在电机和多离合器装置之间形成传动装置，以实现在电机和多离合器装置之间传递旋转运动的目的。
公共旋转部件借助第一枢轴承在轴向和/或径向方向上旋转安装，并且齿轮元件借助第二枢轴承在轴向和/或径向方向上旋转安装。多离合器装置还具有夹紧装置，通过该夹紧装置可使公共旋转部件和齿轮元件以及进而使第一枢轴承和第二枢轴承在轴向方向上抵靠彼此夹紧。
特别地设置成，离合器和齿轮元件绕公共旋转轴线同轴地布置。因此，分离离合器和两个子离合器可径向地相互叠加布置。
此外，特别地设置成，分离离合器相对于两个子离合器径向地在内部布置。因此，公共旋转部件形成分离离合器的输出侧以及第一子离合器和第二子离合器的输入侧。在一个有利的实施例中设置成，公共旋转部件形成所有三个离合器的外片承载件。
三个离合器的内片承载件各自连接至轴，其中分离离合器的内片承载件以旋转固定的方式连接至输入轴，并且两个子离合器的两个内片承载件各自以旋转固定的方式连接至输出轴，该输出轴可连接至双离合器传动装置的传动装置输入轴或形成双离合器传动装置的传动装置输入轴。有利的是，两个子离合器的至少内片承载件经由齿耦接至相应轴。
通过在公共旋转部件和在齿轮元件上引入在相反方向上对准的相应压缩力，优选施加轴向载荷。
对应地，公共旋转部件和齿轮元件相对于彼此固定在其轴向位置，使得整个多离合器装置和由其构造的混合动力模块在轴向方向上稳定在其各自的部件中。
优选设置成，夹紧装置在一侧轴向地支撑在齿轮元件上并且在另一侧轴向地支撑在公共旋转部件上或支撑在轴向固定至其上的部件上。
因此，多离合器装置可具有离合器盖，该离合器盖轴向固定至公共旋转部件或由此形成，其中在轴向方向上构造为压缩弹簧或压缩弹簧组的夹紧装置在一侧支撑在离合器盖上并且在另一侧支撑在齿轮元件上。因此，设置成两个部件，即公共旋转部件和齿轮元件，轴向受压分开，使得为其分配的枢轴承也相应地在轴向上预载荷。用于对两个子离合器进行致动的压力垫可穿过齿轮元件，为此，在齿轮元件中设置有对应的凹部。由于这些部件以相同的速度旋转，因此无需担心干扰。
在多离合器装置的另一实施例中设置成，两个子离合器具有压缩弹簧装置，该压缩弹簧装置轴向地支承在离合器盖上以实现自动打开处于非致动状态的相应子离合器。特别设置成，第一枢轴承径向和/或轴向地支撑在多离合器装置的壳体上，且/或第二枢轴承径向和/或轴向地支撑在引导套筒上。
可设置成，第二枢轴承在引导套筒上的这种支撑是间接发生的，即第二枢轴承径向和/或轴向地支撑在轴承套筒上，该第二枢轴承进而径向和/或轴向地支撑在引导套筒上。此实施例的优点在于，引导套筒可同时形成运行表面，用于相对于周围而密封第一子离合器的致动***的活塞。
壳体也可称为承载部件，并且轴向上相对于安装空间界定了多离合器装置或配备有该多离合器装置的混合动力模块，在该安装空间中，减振器(例如双质量飞轮)可连接至或连接至混合动力模块。
引导套筒可在轴向上具有止挡件，轴承套筒在夹紧装置的力的作用下轴向地压靠在该止挡件上。然而，本发明不限于这种止挡件或肩部，而是可借助螺纹或锁紧环或类似部件实现轴承套筒和引导套筒之间的机械连接。除了轴向接触之外，还可设置成将轴承套筒压在引导套筒上，并且因此可以力锁合的方式在轴承套筒和引导套筒之间轴向传递力。
优选地，齿轮元件为具有内齿的齿轮，其中公共旋转部件具有外齿，并且齿轮的内齿与公共旋转部件的外齿啮合。
此外，齿轮还包括外齿轮齿，通过该外齿轮齿可接合另外的齿轮，以在电机和多离合器装置之间形成传动装置，以实现在电机和多离合器装置之间传递旋转运动的目的。
在多离合器装置的齿轮与另外的齿轮(该另外的齿轮用于在多离合器装置与所连接的电机之间形成传动装置以作为螺旋齿轮传动装置)之间的齿的实施例中，第二枢轴承特别地吸收了由该螺旋齿轮传动装置引入的轴向力，因此这些轴向力不需要由离合器承受。
两个子离合器中的至少一个分配有致动***，该致动***绕共同的旋转轴线同中心地设计，并且也称为CSC(同心从动缸)。
优选地，将第一致动***分配给第一子离合器并且将第二致动***分配给第二子离合器，其中两个致动***至少分段地彼此径向叠置。
子离合器的至少一个致动***可借助O形环相对于具有径向延伸段的引导套筒轴向密封。
因此，密封件轴向地位于致动***的壳体部件与引导套筒的径向段之间，并以此方式相对于周围密封相应子离合器的压力腔。壳体部件可借助成形元件或可替换地借助轴环或***部对中在引导套筒或其径向段上。为了固定壳体部件的位置并确保密封性，壳体部件和引导套筒之间的螺纹连接可用于将两个部件夹紧在一起，并且在必要时特别地通过齿轮元件来吸收外部载荷。
此外，根据本发明，提供了一种混合动力模块，其包括根据本发明的多离合器装置和用于通过转子产生驱动扭矩的电机，其中转子相对于多离合器装置的旋转轴线轴向平行布置并且借助传动装置连接至多离合器装置，该传动装置包括多离合器装置的齿轮元件。
对应地，混合动力模块可通过连接至混合动力模块或多离合器装置的输入轴的内燃机和/或通过经由传动装置耦接至齿轮元件的轴向偏移的电机来操作。为了形成传动装置，混合动力模块包括在电机和多离合器装置或其齿轮元件之间的另外的齿轮，用于在电机和多离合器装置之间传递旋转运动或扭矩。
在多离合器装置或混合动力模块的有利的实施例中，其包括公差补偿元件，用于补偿轴向耦接的部件在轴向上出现的公差链。此元件可为所谓的垫片盘或包括多个垫片盘的垫片盘组。取决于要补偿的公差，可设定此垫片盘或由其形成的垫片盘组的轴向延伸或厚度。因此，可将轴向互连部件上的轴向预载荷减小或调节至期望水平。
混合动力模块可用以下方式安装：将子离合器的致动***和齿轮元件安装在多离合器装置的其余部分上，以此状态交付给客户，如此基本上可在客户处将完整的混合动力模块作为组件安装在机动车的传动系中。
可替换的设置成，除了多离合器装置的其余部件之外，子离合器的致动***和齿轮元件作为单独的部件交付给客户，并且在客户处依次安装，其中可取的是，仅在客户处将引导套筒附接至轴承套筒，或将第二个枢轴承布置在轴承套筒。
附图说明
基于相关的技术背景，参考示出了优选实施例的相关联附图，在下文对如上所述的本发明进行详细说明。本发明绝不受纯粹示意性附图的限制，尽管应当指出的是，附图中所示出的实施例不限于所示尺寸。在附图中：
图1以局部截面示出了根据本发明的多离合器装置。
具体实施方式
唯一的附图1示出了根据本发明的一个实施例中的多离合器装置1。
分离离合器20设置在连接至输入轴3的壳体10内的公共旋转轴线2上。因此，分离离合器20的内片承载件24以旋转固定的方式连接至输入轴3。分离离合器20的外片承载件23为公共旋转部件31的一部分，该公共旋转部件同时形成第一子离合器40的外片承载件43和第二子离合器50的外片承载件53。第一子离合器40和第二子离合器50共同形成双离合器装置30，该双离合器装置的中心部件为公共旋转部件31。
分离离合器20经由分离离合器致动***21得以致动，通过该分离离合器致动***，可将轴向力施加至轴向地支撑在分离离合器20的片组上的分离离合器致动轴承22。
轴向作用在第一致动轴承42上的第一致动***41也被分配至第一子离合器40。对应地，轴向作用在第二致动轴承52上的第二致动***51也被分配至第二子离合器50。致动轴承42、52轴向作用在第一子离合器40的第一压力垫47和第二子离合器50的第二压力垫57上，进而将轴向力引导在第一子离合器40的片组和第二子离合器50的片组上，以将这些片压在一起，并且由此传递扭矩。
第一子离合器40的内片承载件44经由第一齿45连接至第一输出轴46，该第一输出轴也可为双离合器传动装置的第一传动装置输入轴。第二子离合器50的内片承载件54经由第二齿55连接至第二输出轴56，该第二输出轴也可对应地为双离合器传动装置的第二传动装置输入轴。
根据本发明设置成，连接离合器20、40和50的公共旋转部件31具有外齿32，该外齿与多离合器装置1的齿轮元件60的内齿啮合。对应地，可经由齿轮元件60和公共旋转部件31的外齿32将扭矩从耦接至齿轮元件60的电机(这里未示出)传递至该齿轮元件，并因此传递至离合器20、40和50。为此，齿轮元件60具有外齿轮齿62，该外齿轮齿可在所连接的电机的旋转轴线上与另外的齿轮(这里未示出)啮合。
公共旋转部件31借助第一枢轴承70旋转安装在壳体2上或该壳体中。齿轮元件60借助第二枢轴承71旋转安装，其中在这里所示的实施例中，第二枢轴承71径向地支撑在轴承套筒110上，该第二枢轴承进而由引导套筒100径向和轴向地定位和保持。为此，引导套筒100具有止挡件104，轴承套筒110轴向地靠置在该止挡件上。形成此止挡件104的引导套筒100的一侧同时形成运行表面103，该运行表面用于第二致动***51的布置，该第二致动***用于第二子离合器；或用于可在其上移位的第二致动***51的密封安装的活塞元件。
根据本发明设置成，基本上径向延伸的离合器盖90设置为公共旋转部件31的组成部分，或者也固定地布置在其上。夹紧装置80轴向布置在齿轮元件60和离合器盖90之间，该夹紧装置沿相反方向在齿轮元件60上和离合器盖90上施加轴向力81，对应地使得齿轮元件60和公共旋转部件31轴向地抵靠彼此夹紧。由于通过第二枢轴承71安装齿轮元件60并且通过第一枢轴承70安装公共旋转部件31，所以这两个枢轴承70、71还轴向地抵靠彼此夹紧。对应地，从两个枢轴承70、71消除了任何轴向间隙，并且布置在其上的部件，即公共旋转部件31和齿轮元件60，也无游隙地在轴向方向上定位，如此避免了操作游隙，因而降低了对所连接的离合器20、40和50的磨损。
此外，第一子离合器40分配有第一压缩弹簧装置91，该第一压缩弹簧装置轴向地支撑在第一压力垫47上以及离合器盖90上，并且第二子离合器50分配有第二压缩弹簧装置92，该第二压缩弹簧装置轴向地支撑在第二压力垫57上以及离合器盖90上。
相应压缩弹簧装置91、92的功能是，在未被第一致动***41或第二致动***51闭合时，自动打开相应的子离合器40、50。
此外，在此处示出的多离合器装置1的实施例中设置成，引导套筒100设计有径向延伸段101，在该径向延伸段上布置或形成有成形元件102，该成形元件用于定位第一子离合器40的第一致动***41的壳体部件120。在此处示出的实施例中，在径向延行穿过壳体部件120的液压管路122与引导套筒100的径向延伸段101之间设置O形环121作为密封件，以相对于引导套筒100或径向延伸段101围绕壳体部件120，并且根据由此而径向限制的耦接空间予以密封。
此外，所示的多离合器装置1包括公差补偿元件130，特别是所谓的垫片盘，用于补偿彼此机械连接的部件的轴向公差链。
通过在此提出的多离合器装置，提供了一种装置，该装置兼具低磨损和较小轴向空间需求。
附图标记说明
1多离合器装置2公共旋转轴线3输入侧10壳体20分离离合器21分离离合器致动***22分离离合器致动轴承23分离离合器的外片承载件24分离离合器的内片承载件30双离合器装置31公共旋转部件32外齿40第一子离合器41第一致动***42第一致动轴承43第一子离合器的外片承载件44第一子离合器的内片承载件45第一齿46第一输出轴47第一压力垫50第二子离合器51第二致动***52第二致动轴承53第二子离合器的外片承载件54第二子离合器的内片承载件55第二齿56第二输出轴57第二压力垫60齿轮元件61内齿62外齿轮齿70第一枢轴承71第二枢轴承80夹紧装置81轴向力90离合器盖91第一压缩弹簧装置92第二压缩弹簧装置100引导套筒101径向延伸段102成形元件103运行表面104止挡件110轴承套筒120壳体部件121O形环122液压管路130公差补偿元件。

Claims (10)

1.一种用于混合动力模块的多离合器装置(1)，所述混合动力模块用于耦接内燃机，所述多离合器装置包括分离离合器(20)，通过所述分离离合器可将扭矩从所述内燃机传递至所述多离合器装置(1)并且通过所述分离离合器可将所述多离合器装置(1)与所述内燃机分离；双离合器装置(30)，通过所述双离合器装置可将扭矩从电机和/或从所述分离离合器(20)传递至传动系，所述双离合器装置具有第一子离合器(40)和第二子离合器(50)，其中所述离合器(20、40和50)经由公共旋转部件(31)以旋转固定的方式彼此耦接；和齿轮元件(60)，所述齿轮元件用于在所述电机与所述多离合器装置(1)之间形成传动装置，以实现在所述电机与所述多离合器装置(1)之间传递旋转运动的目的，其特征在于，所述公共旋转部件(31)借助第一枢轴承(70)在轴向和/或径向方向上旋转安装，并且所述齿轮元件(60)借助第二枢轴承(71)在轴向和/或径向方向上旋转安装，其中所述多离合器装置(1)还具有夹紧装置(80)，通过所述夹紧装置可使所述公共旋转部件(31)和所述齿轮元件(60)并且进而也使所述第一枢轴承(70)和所述第二枢轴承(71)在轴向方向上抵靠彼此夹紧。
2.根据权利要求1所述的多离合器装置，其特征在于，所述夹紧装置(80)在一侧轴向地支撑在所述齿轮元件(60)上并且在另一侧轴向地支撑在所述公共旋转部件(31)上或支撑在轴向固定至其上的部件上。
3.根据权利要求2所述的多离合器装置，其特征在于，所述多离合器装置(1)具有离合器盖(90)，所述离合器盖轴向固定至所述公共旋转部件(31)或由此形成，其中在轴向方向上，构造为压缩弹簧或压缩弹簧组的夹紧装置(80)在一侧支撑在所述离合器盖(90)上并且在另一侧支撑在所述齿轮元件(60)上。
4.根据权利要求3所述的多离合器装置，其特征在于，所述两个子离合器(40、50)具有压缩弹簧装置(91、92)，所述压缩弹簧装置轴向支撑在离合器盖(90)上以实现自动打开处于非致动状态的相应子离合器。
5.根据前述权利要求中任一项所述的多离合器装置，其特征在于，所述第一枢轴承(70)径向和/或轴向支撑在所述多离合器装置(1)的壳体(10)上；和/或在于，所述第二枢轴承(71)径向和/或轴向支撑在引导套筒(100)上。
6.根据权利要求5所述的多离合器装置，其特征在于，所述引导套筒(100)具有轴向止挡件(104)，轴承套筒(110)在所述夹紧装置(80)的力的作用下轴向地压靠在所述轴向止挡件上。
7.根据前述权利要求中任一项所述的多离合器装置，其特征在于，所述齿轮元件(60)为具有内齿(61)的齿轮，其中所述公共旋转部件(31)具有外齿(32)，并且所述齿轮的所述内齿(61)与所述公共旋转部件(31)的所述外齿(32)啮合。
8.根据权利要求7所述的多离合器装置，其特征在于，所述齿轮还具有外齿轮齿(62)，通过所述外齿轮齿可接合另外的齿轮，以在所述电机和所述多离合器装置(1)之间形成传动装置，以实现在所述电机和所述多离合器装置(1)之间传递旋转运动的目的。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的多离合器装置，其特征在于，子离合器(40、50)的至少一个致动***(41、51)特别是借助O形环(121)相对于具有径向延伸段(101)的所述引导套筒(100)轴向密封。
10.一种混合动力模块，其包括根据权利要求1至9中任一项所述的多离合器装置(1)和用于通过转子产生驱动扭矩的电机，其中所述转子相对于所述多离合器装置(1)的旋转轴线(2)轴向平行布置并且借助传动装置连接至所述多离合器装置(1)，所述传动装置包括所述多离合器装置(1)的齿轮元件(60)。
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