CN1875201A - 变速器中的具有两个轴向和径向相邻离合器的离合装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在变速器尤其是自动变速器或者双离合器结构形式的自动换挡变速器中的离合装置,它具有两个轴向和径向相邻的片式离合器(B、E),在所述片式离合器中,径向内部离合器(E)的内摩擦片(23)设置在一个内摩擦片支架(37)上并且径向外部离合器(B)的外摩擦片(21)设置在一个外摩擦片支架(38)上,而径向外部离合器(B)的内摩擦片(22)和径向内部离合器(E)的外摩擦片(24)设置在一个公共摩擦片支架(9)上。此外规定,径向内部的摩擦片组(40)的摩擦片(23、24)轴向支承在一个固定在公共摩擦片支架(9)上的卡环(16)上。为了实现一个节省结构空间且经济的离合装置而建议,所述径向外部摩擦片组(39)的摩擦片(21、22)可以轴向压在公共摩擦片支架(9)的一个支承段(7)上,该支承段由公共摩擦片支架(9)的一个径向向外指向的端部段构成。
Description
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的在变速器尤其是自动变速器或自动换挡变速器(Schaltgetriebe)中的离合装置。
背景技术
对于离合器结构和其在自动变速器中的操纵装置存在各种已知的实例。例如US 6,120,410示出一种自动变速器中的离合装置,其中一个横截面基本为钵状的结构部件构成外摩擦片支架。沿径向在这个外摩擦片支架内部构成两个轴向并排且设置在相同径向高度上的片式离合器的内摩擦片和外摩擦片、分别具有一个用于操纵两个离合器的操纵活塞的活塞-缸装置、以及用于与操纵活塞的操纵力有关的动态压力平衡的压力平衡腔。
此外,由本申请人的未初步公开的德国专利申请DE 10333431.9已知一种自动变速器中的离合装置,具有两个轴向相邻的片式离合器,为它们分别配设一个用于轴向操纵离合器的活塞-缸装置,还分别配设一个用于动态的离合操纵压力平衡的压力平衡腔,以及分别配设用于供给润滑或冷却介质的装置。这种离合装置的特征是,两个离合器径向接连地设置,使得用于径向外部离合器的压力平衡腔轴向邻接用于操纵径向内部离合器的活塞的压力腔,并且使得用于径向外部离合器的润滑或冷却介质流可直接从用于操纵外部离合器的压力平衡腔中分支出来。
此外由该文献可知,在用于操纵径向内部离合器的活塞的压力腔与用于径向外部离合器的活塞的压力平衡腔之间设置一个公共的用于两个离合器的摩擦片支架,在其上不仅使径向外部的离合器的内摩擦片而且使径向内部离合器的外摩擦片一起抗扭转且可轴向移动地固定。
最后,由未初步公开的德国专利申请DE 10333437.8已知一种与上述后一个离合装置类似的离合装置,其中径向内部和径向外部的片式离合器的端部摩擦片在其轴向运动性方面通过一个径向内部或径向外部的卡紧环固定在公共的内摩擦片支架上。为了容纳这两个卡紧环,在公共内摩擦片支架上分别构成切槽,其加工是相对费事和昂贵的。
此外,该文献可以得出另外的变型方案,在公共内摩擦片支架上切削加工出一个切槽,以容纳用于径向内部摩擦片组的外摩擦片端圆片的一个卡紧环,而径向外部摩擦片组的端部摩擦片支承在切槽的转接部位(Durchstellung)上。在此该切槽转接部位通过这种材料构成,它已经通过切槽径向穿过公共内摩擦片支架。尽管这个技术方案在加工工艺上是更经济的,但是它关联着缺陷,外摩擦片组的轴向位置取决于内摩擦片组的位置并因此不可在结构空间上最佳地进行选择。
发明内容
因此本发明的目的是,提供一种节省结构空间的用于变速器的离合装置,它由于其结构特征可以经济地加工。
这个目的通过独立权利要求的特征得以实现,而本发明的有利扩展结构和改进方案可由从属权利要求给出。
据此本发明源自变速器尤其是自动变速器或者自动换挡变速器中的离合装置,具有两个轴向和径向相邻的片式离合器B和E,在该片式离合器中径向内部离合器E的内摩擦片设置在一个内摩擦片支架上并且径向外部离合器B的外摩擦片设置在一个外摩擦片支架上。此外对于这个离合装置规定,径向外部离合器B的内摩擦片和径向内部离合器E的外摩擦片设置在一个公共的摩擦片支架上,两个离合器B、E的各个内摩擦片和外摩擦片轴向彼此交替设置地构成摩擦片组,并且为每个摩擦片组配设一个可压力介质操纵的伺服装置的操纵活塞,用于使摩擦片组轴向压紧。在此这样设置两个伺服装置,使得离合器B和E可以向相同的轴向方向闭合地控制。此外对于该离合装置规定,径向内部摩擦片组的摩擦片可以沿轴向朝一个固定在公共摩擦片支架上的卡环挤压。此外用于解决所提出问题的离合装置的特征是,所述径向外部摩擦片组的摩擦片可以沿轴向朝公共摩擦片支架的一个支承段挤压,该支承段由公共摩擦片支架的一个径向向外指向的端部段构成。
通过按照本发明的结构形式使所述离合装置的轴向长度与已知的解决方案相比有利地保持较短,这对于在变速器中狭小的情况具有特殊的意义,尤其是对于自动变速器以及双离合器变速器结构形式的自动换挡变速器。
此外可以规定,所述公共摩擦片支架由一个板材成形件构成,其中支承段是该板材成形件的整体组成部分并且通过变形过程形成。由此能够使公共摩擦片支架特别经济地制成以及能够相互任意且简单地选择两个摩擦片组的位置。
在本发明的另一改进方案中,两个摩擦片组在其背离活塞的一侧上轴向分别通过一个端部摩擦片限制,由此使这些端部摩擦片顶靠在上述的卡环上或者支承段上。
一个按照本发明构成的离合装置的另一扩展结构规定,所述卡环固定在公共摩擦片支架上的一个容纳槽里面。这个容纳槽最好由相互间隔距离的径向开孔组成,它们沿圆周分布地在公共摩擦片支架上构成。
此外有利的是,所述构成容纳槽的开孔通过材料切槽形成,所述公共摩擦片支架的被称为转接部位的薄板材料通过开孔径向向外指向。这种结构节省材料地避免公共摩擦片支架的切削加工。
在这种结构形式的改进方案中,这样选择所述离合器摩擦片、尤其是径向外部离合器B的内摩擦片的轮廓以及转接部位的径向长度,使得在公共摩擦片支架的径向外侧上存在足够空间,用于径向外部离合器B的完全或局部地在材料切槽区域上定位的端部摩擦片。
此外可以规定,这样形成公共摩擦片支架的支承段,使得对于摩擦片支架的刚度产生积极的影响。
为了保证无问题地操纵尤其是具有径向外部摩擦片组的径向不倾翻的端部摩擦片的离合器还规定,所述公共摩擦片支架的支承段在其轴向指向径向外部离合器B的摩擦片组的一侧上具有圆周分布的支承凸部或一个定位环,所述离合器B的摩擦片组的端部摩擦片在通过配属的操纵活塞加载时贴靠在支承凸部或定位环上。
在本发明的另一实施例中可以规定,所述径向外部离合器B的上述端部摩擦片在其轴向指向公共摩擦片支架支承段的一侧上具有一个径向台阶形表面。
在此最好这样构成在这个端部摩擦片上的支承凸部、定位环或台阶,使得公共摩擦片支架的径向位于这些部件下面的组成部分轴向搭接并且避免端部摩擦片相对于一个精确的径向取向倾翻。
附图说明
为了解释本发明附上附图,在其中简示出两个按照本发明构成的离合装置。附图中:
图1示出一个按第一实施例的自动变速器在两个片式离合器区域内的横截面图,
图2示出按图1的离合装置的局部横截面图A-A,
图3示出一个按第二实施例的自动变速器在两个片式离合器区域内的横截面图,
图4示出按图3的离合装置的局部横截面图F-F,
图5示出图1中离合器摩擦片组区域内的局部放大图,以及
图6示出图3中同样在离合器摩擦片组区域内的局部放大图。
具体实施方式
因此图1示出一个变速器在两个片式离合器B和E区域内的横截面图,它们不仅径向而且轴向直接相邻地设置在一个变速器外壳2里面。在此,在这里所选择的离合装置的结构规定,所述离合器E径向直接设置在外部离合器B的下面。
图2示出图1中A-A区域的一个截面图,从在图1中由两个箭头表示的方向上看。在图2中示出的截切平面C-C表示在图1中所选择的截切线区域内的结构部件的侧视图。
两个摩擦片组39、40、相应的外摩擦片支架和内摩擦片支架37、38以及可压力介质操纵的伺服装置的离合器操纵活塞10、17属于这个离合装置的核心部件,借助于它们可以使两个离合器向相同的操纵方向闭合。在这个离合装置中,一个公共摩擦片支架9的结构设计具有特殊意义。
这个公共摩擦片支架9最好由一个成形的薄板件构成并且具有一个径向区段,它设置在离合器E、B的靠近变速器外壳一侧的区域内,以及具有一个基本上水平的区段,在其上轴向可移动且抗扭转地设置径向外部离合器B的内摩擦片22和径向内部离合器E的外摩擦片24。
此外,外部离合器B的外摩擦片支架38以及内部离合器E的内摩擦片支架37属于这个离合装置,这两个支架设置在两个离合器E和B背离变速器外壳的一侧上并且与在这里未进一步示出的传动轴抗扭转地连接。
如尤其是按图5的局部放大图所示,在公共摩擦片支架9上存在用于两个离合器B、E摩擦片组39、40的支座,由上述操纵活塞10、17施加到摩擦片21、22,23、24上的操纵力通过端部摩擦片13、15支承在该支座上。在此径向内部离合器E的端部摩擦片15沿轴向靠在一个卡紧环16上,它卡紧在公共摩擦片支架9上的一个容纳槽14里面。
这个容纳槽14在这里所选择的实施例中通过在公共摩擦片支架9中的切槽构成,其薄板材料-成形部20在公共内摩擦片支架9上径向向外指向。
在此这样选择用于径向外部摩擦片组39的端部摩擦片13的容纳轮廓以及切槽转接部位的径向长度,使得存在足够的空间用于摩擦片组39的全部或部分地位于成形部20区域上的端部摩擦片13。原则上这些成形部20也可以通过一个由一个刀具确定的轮廓的组合的切削和压制过程产生,其中切削过程从摩擦片支架9的位于内部的摩擦片容纳轮廓开始以一个确定的切入深度径向向外实现。
也可以选择规定,以一个在圆周上通过齿槽中断的、环绕的槽的形式切削地加工出公共摩擦片支架9的构成容纳槽14的开孔。
此外由图1和2可以看出,在公共摩擦片支架9的背离变速器外壳2指向的边缘上构成一个用于使径向外部离合器B的端部摩擦片13定位的支承段7。这个支承段7最好由公共的内摩擦片支架9的一个径向向外成形的轴向端部30组成。
在此最好这样构成这个支承段7,使得它对公共摩擦片支架9施加一种加强的作用,这尤其对于这种薄板件的机械强度和刚度在相对较高转速时和在相对较高负荷的条件下具有非常有利的作用。
本发明的另一方面涉及径向外部离合器B的端部摩擦片13在公共摩擦片支架9的径向支承段7上的可靠定位。为此在本发明的这个实施例中规定,在支承段7上构成轴向取向的支承凸部12,它们沿轴向指向离合器B的摩擦片组39的端部摩擦片13的方向。代替这个支承凸部12,可以使这个支承段7相同功能地也具有一个沿轴向指向离合器摩擦片21、22的环形接条(Ringsteg)。
在离合器摩擦片21、22,23、24沿轴向与卡紧环16或支承段7对置的一侧上,在两个离合器B、E的每个离合器上,在公共摩擦片支架9上轴向可移动地设置一个压紧环32、33(例如以一个波状弹簧(Wellfeder)的形式),通过上述的活塞10、17可以对该压紧环施加一个操纵力,以使离合器闭合。这个闭合力对于两个离合器B、E向相同的方向35作用。
用于操纵两个离合器的伺服装置构成为组合到变速器中的活塞-缸装置。在这里所示的本发明实施例中,用于径向外部的离合器B的操纵装置的缸两体式构成,其中一个缸段5在此例如由一个具有一个径向和一个轴向定向的区段的薄板件组成。
这个由薄板成形件或者通过压铸工艺制成的结构部件5套装到一个毂部3上并且借助一个卡环4防止向变速器外壳2方向的轴向移动。通过这种结构形式使毂部3的径向向外指向的侧面构成用于径向外部离合器B的操纵装置的缸第二部分。
所述毂部3与两个离合器B、E的摩擦片组39、40同轴地定位,装配在变速器外壳2的一个轴向延伸部52上并且在那里轴向支承在一个推力轴承53上。与此相关地还要注意,在毂部3上构成一个径向延伸的区段54,它是公共摩擦片支架9的组成部分或者至少与这个摩擦片支架作用连接。
还要回到用于径向外部离合器B的操纵或伺服装置,已经提到过的操纵活塞10属于这个伺服装置,该操纵活塞在形成一个压力腔6的情况下轴向可移动地容纳在缸5里面。这个活塞10靠近变速器外壳2通向径向外部离合器B并且顶靠在其压紧环32上。
在背离压力腔6的操纵活塞10一侧上构成一个用于这个活塞10的压力平衡腔25,其中另一壁部分通过毂部3或者通过其径向区段54构成。
在这个压力平衡腔25中设置一个轴线平行于操纵方向35定位的复位弹簧26,其一端顶压在背离压力平衡腔的操纵活塞10一侧上而其另一端支承在一个封堵板34上。
所述封堵板34本身这样卡紧在毂部3的径向区段54与公共摩擦片支架9的一个轴线平行区段47之间,使得这个封堵板在区段47区域内靠在操纵活塞10的一个轴线平行区段50上。
与此相关还要提到,在操纵活塞10与缸部件5及毂部3之间以及在活塞10与封堵板34之间设置密封元件41、46、49,借其使压力腔6与压力平衡腔25相互间密封以及相对于无压力加载的变速器区域密封。
为了操纵外部离合器B,通过毂部3中的一个孔55为活塞-缸装置3、5、10的压力腔6提供操纵压力介质,该孔本身与变速器外壳2延伸部52中的一个孔或圆周槽27以流体技术连通。
通过毂部3中的一个孔57用润滑和/或冷却介质填充压力平衡腔25,该孔由变速器外壳2延伸部52中的一个孔或圆周槽29供给,该孔本身与驱动轴1中的一个孔处于连接。
为了操纵位于径向内部的离合器E,在填充压力腔8方面规定,使这该填充通过毂部3中的一个孔51实现,该孔与变速器外壳2延伸部52中的一个分开的孔或环槽28处于流通连接。
用于径向内部离合器E的操纵装置通过一个活塞-缸装置构成,其已经描述过的压力腔8通过毂部3的一个轴线平行区段、背离封堵板34的毂部3径向区段54的侧面以及该操纵装置的操纵活塞17的一个区段43限定。
用于操纵径向内部离合器E的操纵活塞17具有一个基本上“t”形的横截面几何形状,它具有一个径向内部区段、一个径向外部区段、一个背离公共摩擦片支架9的左侧“t”形侧腿42和一个指向公共摩擦片支架9的右侧“t”形侧腿43。在此,指向公共摩擦片支架9的“t”形侧腿43沿轴向在公共摩擦片支架9的轴线平行区段47上导引。
此外,所述压力腔8通过公共摩擦片支架9与操纵活塞17的右侧“t”形侧腿43之间的一个密封件44以及通过操纵活塞17的径向最内部区段上的一个密封件48相对于毂部3密封。
在与用于内部离合器E的操纵装置压力腔8相对置的操纵活塞17一侧上构成一个用于这个活塞17的压力平衡腔31。它通过在毂部3中的一个孔56以及在传动轴1中的一个未示出的孔供应冷却或润滑介质。
在这个压力平衡腔31中还设置一个复位弹簧18,它在轴向上通过其一侧支承在操纵活塞17上并且通过其另一侧支承在一个封堵片19上。这个封堵片19装到毂部3上并且借助一个卡紧环36轴向固定。此外这个封堵片19在其径向端部上带有一个密封件45,借其使压力平衡腔31相对于摩擦片支架9的左侧“t”形侧腿密封。
此外还要说明径向外部离合器B的外摩擦片支架38,它在一个轴线平行的径向外部区段11上带有外摩擦片21。
图3、4和6所示的离合装置与图1、2和5所示的结构不同,所述径向外部离合器B的端部摩擦片13在其沿轴向指向支承段7的一侧上可以台阶形地构成。为此例如使这个端部摩擦片13的内径选择得这样大,使得端部摩擦片13的支承面58可靠地支承在公共摩擦片支架9的支承段7上。
此外,轴向台阶59保证不会导致端部摩擦片13在公共摩擦片支架9上倾翻运动。在本发明的这个实施例中可以放弃公共摩擦片支架9的支承段7上的支承凸部12。
对于专业人员显而易见的是,在上述实施例中所述的变速器外壳2也可以通过一个另外的结构部件替换,例如通过一个旋转轴或者一个另外的离合器本体替换。
附图标记清单
1 传动轴
2 变速器外壳
3 毂部
4 卡环
5 用于离合器B伺服装置的缸段
6 用于离合器B的压力腔
7 在公共摩擦片支架上的支承段
8 用于离合器E的压力腔
9 用于离合器B和E的公共摩擦片支架
10 用于离合器B的操纵活塞
11 离合器B的摩擦片支架上的轴线平行区段
12 支承凸部
13 离合器B的端部摩擦片
14 公共摩擦片支架中的容纳槽
15 离合器E的端部摩擦片
16 卡紧环、卡环
17 离合器E的操纵活塞
18 离合器E的活塞用的复位弹簧
19 离合器E的封堵片
20 在公共摩擦片支架上的转接部位
21 离合器B的外摩擦片
22 离合器B的内摩擦片
23 离合器E的内摩擦片
24 离合器E的外摩擦片
25 用于离合器B的压力平衡腔
26 复位弹簧
27 延伸部52中的孔或圆周槽
28 延伸部52中的孔或圆周槽
29 延伸部52中的孔或圆周槽
30 公共摩擦片支架的径向端部
31 用于离合器E的压力平衡腔
32 用于离合器B的压紧环
33 用于离合器E的压紧环
34 压力平衡腔中的用于离合器B的封堵板
35 离合器B和E的闭合方向
36 卡紧环
37 内部离合器E的内摩擦片支架
38 外部离合器B的外摩擦片支架
39 外部的摩擦片组
40 内部的摩擦片组
41 密封件
42 操纵活塞17的左侧“t”形侧腿
43 操纵活塞17的右侧“t”形侧腿
44 密封件
45 密封件
46 密封件
47 公共摩擦片支架9的轴线平行区段
48 密封件
49 密封件
50 操纵活塞10的轴线平行区段
51 用于压力腔8的充装管道
52 变速器外壳的轴向延伸部
53 推力轴承
54 公共摩擦片支架9的中间段或者毂部3的径向段
55 在毂部3中用于压力腔6供给孔
56 毂部3中的用于供给压力平衡腔31的孔
57 毂部3中的用于供给压力平衡腔25的孔
58 端部摩擦片13的支承面
59 端部摩擦片13中的台阶
Claims (15)
1.一种变速器中的具有两个轴向和径向相邻的片式离合器(B、E)的离合装置,在所述片式离合器中,径向内部离合器(E)的内摩擦片(23)设置在一个内摩擦片支架(37)上并且径向外部离合器(B)的外摩擦片(21)设置在一个外摩擦片支架(38)上,在该离合装置中,径向外部离合器(B)的内摩擦片(22)和径向内部离合器(E)的外摩擦片(24)设置在一个公共摩擦片支架(9)上,其中,两个离合器(B、E)的各内摩擦片和外摩擦片轴向交替并排设置地构成摩擦片组(39、40),为每个摩擦片组(39、40)配设一个可压力介质操纵的伺服装置的操纵活塞(10、17),用于使摩擦片组(39、40)轴向压紧,其中所述两个伺服装置这样设置,使得两个离合器(B、E)可以向相同的方向(35)闭合地操纵,并且径向内部的摩擦片组(40)的摩擦片(23、24)可以沿轴向压在一个固定在公共摩擦片支架(9)上的卡环(16)上,其特征在于,所述径向外部摩擦片组(39)的摩擦片(21、22)可以沿轴向压在公共摩擦片支架(9)的一个支承段(7)上,该支承段由公共摩擦片支架(9)的一个径向向外指向的端部段构成。
2.如权利要求1所述的离合装置,其特征在于,所述公共摩擦片支架(9)是一个板材成形件,其中支承段(7)是该板材成形件的整体组成部分并且通过一个变形过程形成。
3.如权利要求1或2至少之一所述的离合装置,其特征在于,所述摩擦片组(39、40)在其背离活塞(10、17)的一侧上轴向分别通过一个端部摩擦片(13、15)限定。
4.如上述权利要求至少之一所述的离合装置,其特征在于,所述卡环(16)固定在公共摩擦片支架(9)上的一个容纳槽(14)里面。
5.如权利要求4所述的离合装置,其特征在于,所述容纳槽(14)由相互间隔距离的径向开孔构成,这些开孔在公共摩擦片支架(9)上沿圆周分布地构成。
6.如权利要求5所述的离合装置,其特征在于,所述构成容纳槽(14)的开孔通过在公共摩擦片支架(9)中的材料切槽形成,所述公共摩擦片支架(9)的被称为转接部位(20)的薄板件通过开孔径向向外指向。
7.如权利要求6所述的离合装置,其特征在于,所述离合器摩擦片尤其是径向外部离合器(B)的内摩擦片(22)的轮廓以及转接部位(20)的径向长度这样进行选择,使得在公共摩擦片支架(9)的径向外侧上存在足够的空间,用于径向外部离合器(B)的完全或局部地在材料切槽区域或容纳槽(14)上定位的端部摩擦片(13)。
8.如权利要求5所述的离合装置,其特征在于,切削加工出所述构成容纳槽(14)的开孔,作为一个通过齿槽中断的、环绕的槽。
9.如上述权利要求至少之一所述的离合装置,其特征在于,公共摩擦片支架(9)的支承段(7)这样形成,使得摩擦片支架的刚度得以积极影响。
10.如上述权利要求至少之一所述的离合装置,其特征在于,所述公共摩擦片支架(9)的支承段(7)在其沿轴向指向径向外部离合器(B)摩擦片组(39)的一侧上具有支承凸部(12),在其上贴靠摩擦片组(39)的端部摩擦片(13)。
11.如上述权利要求至少之一所述的离合装置,其特征在于,所述公共摩擦片支架(9)的支承段(7)在其沿轴向指向径向外部离合器(B)摩擦片组(39)的一侧上具有一个定位环,在其上贴靠摩擦片组(39)的端部摩擦片(13)。
12.如上述权利要求至少之一所述的离合装置,其特征在于,所述端部摩擦片(13)在其沿轴向指向公共摩擦片支架(9)支承段(7)的一侧上具有一个径向台阶形表面,该表面具有一个台阶(59)。
13.如权利要求11或12所述的离合装置,其特征在于,所述支承凸部(12)、定位环或台阶(59)这样构成,使得公共摩擦片支架(9)的沿径向位于这些部件下面的组成部分轴向搭接。
14.如上述权利要求至少之一所述的离合装置,其特征在于,所述变速器是一个自动变速器。
15.如上述权利要求至少之一所述的离合装置,其特征在于,所述变速器是一个自动的换挡变速器,尤其是双离合器变速器结构形式的换挡变速器。
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