CN112601898B - 用于机动车传动系的离合器结构组合件和机动车传动系 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车传动系(60)的离合器结构组合件(10)，其用于抗扭转地耦合两个耦合元件(12、14)并具有离合单元(16)和制动单元(17)，设置有至少一个设置在离合单元(16)和制动单元(17)之间的永磁体(26)，为了使离合单元(16)转变到耦合状态中永磁体能从第一位置运动到第二位置中，在耦合状态中耦合元件(12、14)抗扭转地彼此耦合，在第一位置中耦合元件(12、14)脱耦，在第二位置中耦合元件(12、14)耦合，设置有可通电的第一线圈和可通电的第二线圈(32、34)，为了使永磁体(26)从第一位置运动到第二位置中或相反的运动，第一线圈和第二线圈能相应地通电。还涉及一种机动车传动系(60)。

Description

用于机动车传动系的离合器结构组合件和机动车传动系
技术领域
本发明涉及一种用于机动车传动系的离合器结构组合件。
背景技术
已知离合器结构组合件，在所述离合器结构组合件中，为了将两个耦合元件抗扭转地耦合而使离合单元转变到耦合状态中，其中，永磁体从第一位置运动到第二位置中。为了永磁体的运动，设置有两个可通电的线圈，为了使所述永磁体从第一位置运动到第二位置中或相反的运动，所述两个线圈可相应地通电，从而分别有电流流通的线圈吸引所述永磁体。操纵机构与所述永磁体作用连接，所述操纵机构在所述永磁体运动到第一位置中时引起所述耦合状态。
在此不利的是，由永磁体在周围的部件中产生磁通。由此产生磁阻力，所述磁阻力使相对于彼此转动的部件轴向地接触，由此产生造成妨碍的摩擦力矩和拖拽损耗(Schleppverlust)。
发明内容
因此，本发明的目的是，提供一种改进的离合器结构组合件，所述改进的离合器结构组合件构造为，使得在该离合器结构组合件的运行中磁阻力的影响最小化。
根据本发明，所述目的一方面通过一种用于机动车传动系的离合器结构组合件来实现，所述离合器结构组合件用于抗扭转地耦合两个耦合元件并且具有离合单元和制动单元，其中，设置有至少一个设置在所述离合单元和所述制动单元之间的永磁体，为了使所述离合单元转变到耦合状态(在所述耦合状态中所述耦合元件抗扭转地彼此耦合)中所述永磁体能从第一位置(在第一位置中所述耦合元件脱耦)运动到第二位置(在第二位置中所述耦合元件耦合)中。此外，设置有可通电的第一线圈和可通电的第二线圈，为了使所述永磁体从所述第一位置运动到所述第二位置中或相反的运动所述第一线圈和所述第二线圈能相应地通电。根据本发明，设置有配属于所述制动单元的保持板，其中，所述制动单元包括能相对于所述保持板转动的制动盘，所述制动盘构造用于防止输入到离合器组件中的转矩被传递而从离合器组件中输出，所述保持板至少部分地由铁磁材料且至少部分地由非铁磁材料组成，使得由所述永磁体在周围的部件中产生的磁通不连续，并且所述保持板相对于所述制动盘的转动轴线布置在所述制动盘的径向外部。
由这种方式获得如下优点：减少或阻止造成妨碍的磁阻力的产生。因此，在相对于彼此转动的部件之间出现减少的非期望的摩擦力矩和拖拽力矩。
通过不仅使用铁磁材料而且使用非铁磁材料，所述保持板可在材料应力和磁特性方面优化地设计。特别是在材料应力特别大的区域中设置铁磁材料是有利的。
此外，本发明的目的通过一种用于机动车传动系的离合器结构组合件来实现，所述离合器结构组合件用于抗扭转地耦合两个耦合元件并具有离合单元和制动单元，其中，设置有至少一个设置在所述离合单元和所述制动单元之间的永磁体，为了使所述离合单元转变到耦合状态(在耦合状态中所述耦合元件抗扭转地彼此耦合)中，所述永磁体能从第一位置(在第一位置中所述耦合元件脱耦)运动到第二位置(在第二位置中所述耦合元件耦合)中。此外，设置有可通电的第一线圈和可通电的第二线圈，为了使所述永磁体从所述第一位置运动到所述第二位置中或相反的运动，所述第一线圈和所述第二线圈能相应地通电。根据本发明，设置有配属于所述制动单元的保持板，其中，所述制动单元包括能相对于所述保持板转动的制动盘，所述制动盘构造用于防止输入到离合器组件中的转矩被传递而从离合器组件中输出，所述保持板相对于所述制动盘的转动轴线布置在所述制动盘的径向外部，并且所述保持板在其位于径向内部的内侧上无阶梯地构造。例如，所述保持板在横剖面中是矩形的。
通过避免在保持板的位于径向内部的侧部上的阶梯而避免轴向的接触面，从而就算在磁阻力出现时也至少在所述保持板与在所述保持板的径向内部转动的部件之间避免非期望的摩擦力矩和拖拽力矩。此外，无阶梯的保持板易于制造。
根据一种实施方式，相应有电流流通的线圈可吸引所述永磁体。替代地，两个线圈可同时通电，其中，所述永磁体的运动方向取决于电流方向。
根据一种实施方式，所述制动单元包括相对于所述离合器结构组合件的壳体抗扭转地设置的所述保持板、能相对于所述保持板转动的制动盘和至少一个锁定爪，其中，为了制动，所述锁定爪能与所述保持板的和所述制动盘的相应卡锁几何结构相嵌接，并且其中，所述保持板包括铁磁芯和由非铁磁材料制成的至少一个屏蔽板。通过所述屏蔽板中断磁通并阻止磁阻力的产生。如此，避免摩擦力矩、特别是在保持板与相对于保持板转动的制动盘之间避免摩擦力矩。
使用非铁磁的屏蔽板主要在如下情况下是有利的：在所述保持板与所述制动盘之间存在轴向的接触面。
保持板的多件式的、具有铁磁芯和至少一个屏蔽板的实施方案也有利地影响制造成本。通过多件式结构可代替于烧结、车削或铣削，使用较有益的制造方法、例如精密冲压或其他的方法来制造保持板。
根据一种另外的实施方式，所述保持板可包括至少两个屏蔽板，所述至少两个屏蔽板分别侧向地设置在所述保持板上。由此，更可靠地阻止轴向的磁阻力的产生。
所述至少一个屏蔽板可限定用于所述制动盘的轴向止挡部。由此，可确定所述制动盘的位置以及确定所述制动盘相对于所述保持板的轴向的间隙空间。
替代地或附加地，所述保持板可沿径向方向至少部分地与所述制动盘重叠，以便限定用于所述制动盘的轴向止挡部。
如果所述保持板在其位于径向内部的内侧上无阶梯地构造，则可省略在所述保持板上的屏蔽板。
为了激活所述制动单元并由此使所述离合器结构组合件制动或停住，可设置有行程磁铁，其中，能借助于激活所述行程磁铁而使所述锁定爪与所述保持板和所述制动盘锁定嵌接。通过所述锁定爪的锁定嵌接，所述制动盘与所述保持板耦合为，使得将所述制动盘的转动锁止。
所述离合单元优选具有离合盘，类似于所述保持板，所述离合盘至少部分地由铁磁材料且至少部分地由非铁磁材料组成，使得由所述永磁体在所述离合盘中产生的磁通不连续。以这种方式，也避免在所述离合单元中产生磁阻力。因此，能可靠地阻止由所述永磁体在包围所述永磁体的所有的部件中产生的磁通的影响。
根据一种实施方式，所述离合盘也可完全由非铁磁材料组成。
不过值得推荐的是，特别是在所述离合盘的材料被强烈地加载的区域中设置铁磁材料，因为所述铁磁材料在刚度和材料疲劳等方面具有较好的材料特性。
根据一种实施方式，所述离合单元包括载体元件，其中，所述离合盘以与所述载体元件轴向相邻的方式设置且沿轴向方向至少区段地包围所述载体元件或与所述载体元件重叠。由此，特别紧凑地构造所述离合单元。
此外，所述离合单元具有至少一个另外的锁定爪，所述至少一个另外的锁定爪能与所述离合盘的卡锁几何结构相嵌接，以便将所述离合单元置于耦合状态中。通过所述锁定爪，所述离合盘能以简单的方式可松脱地与一个另外的元件、特别是与所述载体元件耦合。
特别是，配属于所述离合单元的锁定爪径向地设置在所述离合盘与所述载体元件之间。通过这种布置结构，所述离合盘可在耦合状态中可靠地与所述载体元件耦合。
所述离合单元的和所述制动单元的锁定爪优选也由铁磁材料组成。
所述载体元件也可至少部分地由铁磁材料且至少部分地由非铁磁材料组成。以这种方式，更可靠地阻止由所述永磁体在包围所述永磁体的所有的部件中产生的磁通的影响。替代地，所述载体元件可完全由非铁磁材料组成。
此外，所述目的通过一种机动车传动系实现，所述机动车传动系具有至少一个如前所述构造的离合器结构组合件。由于避免轴向的磁阻力，功率可特别高效地传递到根据本发明的机动车传动系中。
附图说明
参考下面的描述和下面的各附图，本发明的其他优点和特征由下面的描述和下面的各附图得出。图中：
图1示意性地示出根据本发明的离合器结构组合件，
图2示出根据一个另外的本发明的实施方式的根据本发明的离合器结构组合件，
图3示出根据一个另外的本发明的实施方式的根据本发明的离合器结构组合件，
图4示出根据一个另外的本发明的实施方式的根据本发明的离合器结构组合件，以及
图5示出具有两个根据本发明的离合器结构组合件的机动车传动系。
具体实施方式
图1示意性地示出根据本发明的用于机动车传动系的离合器结构组合件10，其用于抗扭转地耦合两个耦合元件12、14。为了较好地阐明，在各附图中分别仅示出离合器结构组合件10的上半部。
耦合元件12、14是能分别围绕转动轴线D转动的轴。
离合器结构组合件10包括制动单元17，所述制动单元适用于使该离合器结构组合件10制动或者说停住。特别是，制动单元17可锁止耦合元件12、14中的至少一个耦合元件的转动。
此外，离合器结构组合件10包括离合单元16，为了将耦合元件12、14抗扭转地耦合所述离合单元可置于耦合状态中。例如，在离合单元16处于耦合状态中时，功率可从马达传递到机动车传动系的变速器。
离合单元16具有离合盘18和多个锁定爪20，所述多个锁定爪沿径向方向设置在离合盘18与离合器结构组合件10的载体元件22之间。
离合盘18与耦合元件12抗扭转地连接、例如通过螺纹连接抗扭转地连接。
为了将离合单元16置于耦合状态中，锁定爪20可立起并从而与离合盘18的和载体元件22的卡锁几何结构21、23相嵌接。因此，载体元件22构成锁定爪对应元件。
图1中示出在脱耦状态中的离合单元16，在所述脱耦状态中，锁定爪20与离合盘18和载体元件22脱开嵌接。
为了使离合单元16转变到耦合状态中、特别是为了立起锁定爪20，设置有操纵机构24。
操纵机构24包括永磁体26，所述永磁体设置在离合单元16与制动单元17之间，并且为了使离合单元16转变到耦合状态(在该耦合状态中，耦合元件12、14抗扭转地彼此耦合)中所述永磁体可从第一位置(在第一位置中，耦合元件12、14脱耦)运动到第二位置(在第二位置中，耦合元件12、14耦合)中。
永磁体26固定在以可沿轴向方向移动的方式支承的滑块28上，其中，在滑块28上固定有操纵杆30。特别是，操纵杆30设置在滑块28的朝向离合单元16指向的侧部上并沿朝向离合单元16的方向延伸。
在所示出的实施例中，滑块28以可移动的方式支承在载体元件22上。
为了使永磁体26和与所述永磁体连接的滑块28运动，设置有可通电的第一线圈32和可通电的第二线圈34，为了使永磁体26从第一位置运动到第二位置中或相反的运动所述第一线圈和所述第二线圈可相应地通电为，使得相应有电流流通的线圈32、34吸引永磁体26。
在图1中示出的布置结构中，最后是第一线圈32已通电，并且离合单元16位于脱耦状态中。
如果永磁体26位于终端位置中，则不再需要对线圈32、34通电以便使永磁体26保持在相应的位置中。这是因为，永磁体26本身产生围绕线圈32、34的磁通，所述磁通又导致轴向的磁阻力，并因此不仅在离合器结构组合件10的耦合状态中而且在脱耦状态中引起锁定作用。
如果从所示出的情况出发为第二线圈34通电，则永磁体26被第二线圈34吸引，从而永磁体26与滑块28共同被拉向离合单元16。在这种运动中，锁定爪20***纵杆30立起，且离合单元16被置于耦合状态中。锁定爪20的立起状态在图1中通过虚线表明。
在耦合状态中，离合盘18通过锁定爪20与载体元件22抗扭转地耦合。
载体元件22又以合适的方式、例如通过未示出的齿部或螺纹连接与耦合元件14抗扭转地耦合。在此，载体元件22不必须直接与耦合元件14连接，也还可在载体元件22与耦合元件14之间设置另外的连接元件。
当锁定爪20与离合盘18和载体元件22处于锁定嵌接时，两个耦合元件12、14经由离合单元16抗扭转地彼此耦合。
制动单元17包括抗扭转地设置在离合器结构组合件10的未示出的壳体上的保持板36以及制动盘38。制动盘38以在离合器结构组合件10的运行状态中可相对于保持板36转动的方式支承。
在示出的实施例中，制动盘38与载体元件22抗扭转地耦合并以可沿轴向方向受限地移动的方式支承在载体元件22上。
当触发制动单元17时，制动盘38的运动被制动或锁止。在这种情况下，至少耦合元件14的转动被制动或锁止。
为了触发制动单元17，设置有至少一个另外的锁定爪40和行程磁铁42。通过激活行程磁铁42来使锁定爪40与保持板36的以及制动盘38的卡锁几何结构44、46嵌接。为了更清楚，立起的锁定爪40在图1中以虚线示出。
为了避免在制动单元17中产生磁阻力，保持板36至少部分地由铁磁材料48且至少部分地由非铁磁材料50组成为，使得由永磁体26在周围的部件36、38中产生的磁通不连续。以这种方式防止：制动盘38沿朝向永磁体26的方向被拉动而与保持板36轴向接触。这会在运行中导致非期望的摩擦力矩。
在示出的实施例中，保持板36具有铁磁芯52和由非铁磁材料制成的两个屏蔽板54，所述两个屏蔽板分别侧向地设置在保持板36上、特别是设置在铁磁芯52的两侧。屏蔽板54可与铁磁芯52铆接、螺纹连接或以其他合适的方式连接。在一种替代的实施方式中，可仅设置一个屏蔽板54，所述一个屏蔽板优选设置在保持板36的朝向永磁体26指向的侧部上。在此，屏蔽板54对磁通的走向具有与空气相同的作用。
屏蔽板54沿径向方向向内部延伸超出铁磁芯52，使得屏蔽板54限定对制动盘38的轴向止挡部。由此，保持板36至少部分地在径向上与制动盘38重叠。屏蔽板54特别是用于周围的部件的位置保证。
图2示出根据本发明的离合器结构组合件10的一种另外的实施方式。
图2中示出的实施方式与图1中示出的离合单元16的区别在于保持板36的形式。
保持板36特别是完全由铁磁材料48组成。此外，保持板36在其位于径向内部的内侧56上无阶梯地构造为，使得在保持板36上不构成有用于制动盘38的轴向止挡部。在示出的实施例中，保持板36具有矩形的型廓，由此，保持板36可特别简单地制造。
因此，在离合器结构组合件10的运行中制动盘38由于磁阻力被拉向永磁体26时，不会在保持板36和制动盘38之间出现非期望的摩擦力矩。
在这种情况下，制动盘38的轴向运动至少在朝向离合单元16的方向上由止挡元件58限制。止挡元件58同时用作对滑块28的轴向止挡部。
图3示出根据本发明的离合器结构组合件10的一种另外的实施方式。
图3中示出的实施方式与图1中示出的离合单元16的区别在于离合盘18的形式。
在示出的实施例中，离合盘18是两件式的，并且包括铁磁材料48和非铁磁材料50。以这种方式，也在离合单元16中避免磁阻力，从而在离合单元16不处于耦合状态中时避免在离合盘18与载体元件22之间的高的摩擦力矩。
在示出的实施例中，在离合盘18的铁磁部分与非铁磁部分之间的分离部沿径向方向延伸，但所述分离部也可轴向地或锥状地延伸。有利的是，离合盘18的包含卡锁几何结构21的部分由铁磁材料48制成，因为以这种方式可传递较高的扭矩而不出现过多的磨损。
在根据本发明的一种另外的、为了简略而未示出的实施方式中，离合器结构组合件10可具有图2中示出的制动单元17和图3中示出的离合单元16。
图4示出根据本发明的离合器结构组合件10的一种另外的实施方式。
图4中示出的实施方式与图1中示出的离合单元16的区别在于载体元件22的形式。
在示出的实施例中，载体元件22是两件式的，并且包括铁磁材料48和非铁磁材料50。以这种方式，也在离合单元16中避免磁阻力，从而在离合单元16不处于耦合状态中时避免在离合盘18与载体元件22之间的高的摩擦力矩。
在示出的实施例中，在载体部件22的铁磁部分与非铁磁部分之间的分离部沿径向方向延伸，但所述分离部也可轴向地或锥状地延伸。有利的是，载体部件22的包含卡锁几何结构23的部分由铁磁材料48制成，因为以这种方式可传递较高的扭矩而不出现过多的磨损。
在图4中示出的载体部件22也可与在图1至图3中示出的各实施方式组合。
图5示出根据本发明的机动车传动系60，在所述机动车传动系中设置有两个离合器结构组合件10。
这两个离合器结构组合件10在总和变速器结构组合件62中起作用，借助于所述总合变速器结构组合件，第一电驱动马达64和/或第二电驱动马达66可与机动车传动系60的扭矩输出装置68以输送扭矩的方式耦合。
在示出的实施方式中，具有机动车传动系60的机动车的两个车轮70与扭矩输出装置68以输送扭矩的方式耦合。
因此，轮70可经由第一电驱动马达64驱动或经由第二电驱动马达66驱动。也可行的是，车轮70由两个电驱动马达64、66同时驱动。
在此始终：电驱动马达64、66中的用于驱动车轮70的电驱动马达借助于相配属的离合器结构组合件10在驱动方面与总合变速器结构组合件62耦合。电驱动马达64、66中的未用于驱动车轮70的电驱动马达借助于分别相配属的离合器结构组合件10在驱动方面与总合变速器结构组合件62脱耦。
在示出的实施例中，两个离合器结构组合件10同样地构造。
上面阐述的机动车传动系60以纯电动的方式实施。当然也可设想，电驱动马达64、66中的一个被内燃机代替。则机动车传动系60是混合动力的机动车传动系。

Claims (13)

1.用于机动车传动系(60)的离合器结构组合件(10)，所述离合器结构组合件用于抗扭转地耦合两个耦合元件(12、14)并且具有离合单元(16)和制动单元(17)，
其中，设置有至少一个设置在所述离合单元(16)和所述制动单元(17)之间的永磁体(26)，为了使所述离合单元(16)转变到耦合状态中所述永磁体能从第一位置运动到第二位置中，在所述耦合状态中所述耦合元件(12、14)抗扭转地彼此耦合，在所述第一位置中所述耦合元件(12、14)脱耦，在所述第二位置中所述耦合元件(12、14)耦合，
其中，设置有可通电的第一线圈(32)和可通电的第二线圈(34)，为了使所述永磁体(26)从所述第一位置运动到所述第二位置中或相反地运动，所述第一线圈和所述第二线圈能相应地通电，
其中，设置有配属于所述制动单元(17)的保持板(36)，
其中，所述制动单元(17)包括能相对于所述保持板(36)转动的制动盘(38)，所述制动盘构造用于防止输入到离合器组件中的转矩被传递而从离合器组件中输出，
其中，所述保持板(36)至少部分地由铁磁材料(48)且至少部分地由非铁磁材料(50)组成，使得由所述永磁体(26)在周围的部件中产生的磁通不连续，并且
其中，所述保持板(36)相对于所述制动盘(38)的转动轴线布置在所述制动盘(38)的径向外部。
2.用于机动车传动系(60)的离合器结构组合件(10)，所述离合器结构组合件用于抗扭转地耦合两个耦合元件(12、14)并且具有离合单元(16)和制动单元(17)，
其中，设置有至少一个设置在所述离合单元(16)和所述制动单元(17)之间的永磁体(26)，为了使所述离合单元(16)转变到耦合状态中所述永磁体能从第一位置运动到第二位置中，在所述耦合状态中所述耦合元件(12、14)抗扭转地彼此耦合，在所述第一位置中所述耦合元件(12、14)脱耦，在所述第二位置中所述耦合元件(12、14)耦合，
其中，设置有可通电的第一线圈(32)和可通电的第二线圈(34)，为了使所述永磁体(26)从所述第一位置运动到所述第二位置中或相反地运动，所述第一线圈和所述第二线圈能相应地通电，
其中，设置有配属于所述制动单元(17)的保持板(36)，
其中，所述制动单元(17)包括能相对于所述保持板(36)转动的制动盘(38)，所述制动盘构造用于防止输入到离合器组件中的转矩被传递而从离合器组件中输出，
其中，所述保持板(36)相对于所述制动盘(38)的转动轴线布置在所述制动盘(38)的径向外部，
并且其中，所述保持板(36)在其位于径向内部的内侧上无阶梯地构造。
3.根据权利要求1或2所述的离合器结构组合件(10)，其特征在于，所述制动单元(17)包括相对于所述离合器结构组合件(10)的壳体抗扭转地设置的所述保持板和至少一个锁定爪(40)，其中，为了制动，所述锁定爪(40)能与所述保持板(36)的和所述制动盘(38)的相应卡锁几何结构相嵌接，并且其中，所述保持板(36)包括铁磁芯(52)和由非铁磁材料(50)制成的至少一个屏蔽板(54)。
4.根据权利要求3所述的离合器结构组合件(10)，其特征在于，所述保持板(36)包括至少两个屏蔽板(54)，所述至少两个屏蔽板分别侧向地设置在所述保持板(36)上。
5.根据权利要求3所述的离合器结构组合件(10)，其特征在于，所述至少一个屏蔽板(54)限定用于所述制动盘(38)的轴向止挡部。
6.根据权利要求3所述的离合器结构组合件(10)，其特征在于，所述保持板(36)在径向上至少部分地与所述制动盘(38)重叠。
7.根据权利要求3所述的离合器结构组合件(10)，其特征在于，设置有行程磁铁(42)，其中，能借助于激活所述行程磁铁(42)而使所述锁定爪(40)与所述保持板(36)和所述制动盘(38)锁定嵌接。
8.根据权利要求1或2所述的离合器结构组合件(10)，其特征在于，所述离合单元(16)具有离合盘(18)，所述离合盘至少部分地由铁磁材料(48)且至少部分地由非铁磁材料(50)组成，使得由所述永磁体(26)在所述离合盘(18)中产生的磁通不连续。
9.根据权利要求8所述的离合器结构组合件(10)，其特征在于，所述离合盘(18)完全由非铁磁材料(50)组成。
10.根据权利要求8所述的离合器结构组合件(10)，其特征在于，所述离合单元(16)包括载体元件(22)，其中，所述离合盘(18)以与所述载体元件(22)轴向相邻的方式设置且沿轴向方向至少区段地包围所述载体元件(22)。
11.根据权利要求8所述的离合器结构组合件(10)，其特征在于，所述离合单元(16)包括至少一个另外的锁定爪(20)，所述至少一个另外的锁定爪能与所述离合盘(18)的卡锁几何结构(21)相嵌接，以便将所述离合单元(16)置于耦合状态中。
12.根据权利要求10所述的离合器结构组合件(10)，其特征在于，所述载体元件(22)至少部分地由铁磁材料(48)且至少部分地由非铁磁材料(50)组成。
13.机动车传动系(60)，所述机动车传动系具有至少一个根据权利要求1至12中任一项所述的离合器结构组合件(10)。
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