具有承載傳動齒輪的離合器殼的集成的離合變速系統的製作方法
2024-03-11 10:46:15
本發明涉及一種用於機動車的動力傳動系的離合變速系統(也稱作為離合變速單元)，即一種集成在變速器中的離合器，所述機動車例如是轎車、公共汽車、載重汽車或農用車輛，所述離合變速系統具有離合裝置，所述離合裝置具有第一轉動部件和第二轉動部件，所述第二轉動部件與第一轉動部件在(離合裝置的)至少一個聯接的部位中抗轉動地連接，其中第二轉動部件至少部分地徑向從外部(相對於離合變速系統的/轉動部件的轉動軸線)包圍第一轉動部件。此外，本發明還直接涉及一種用於機動車的動力傳動系，所述動力傳動系具有這種離合變速系統。
背景技術：
從現有技術中已知離合變速系統，其例如構成為變速器並且集成一個或多個離合器。在這方面中，例如us8,833,191b2公開一種用於自動變速器的控制設備。
然而，在已知的解決方案中證實為不利的是：所述離合變速系統通常尤其在軸向方向上相對大型地構成。這尤其是因為：離合裝置在該系統中通常軸向地與變速器軸間隔開地設置或設置在變速器軸的軸向端部上。於是，主要在齒輪齒數高的情況下，離合變速系統的軸向結構空間能相對大地構成。
技術實現要素：
因此，本發明的目的是：消除現有技術中已知的缺點並且尤其提供一種離合變速系統，所述離合變速系統還應節約空間地構成。
根據本發明，這通過如下方式實現：第二轉動部件同時構成為離合變速系統的變速裝置的組成部分並且承載/容納/具有一個變速級的至少一個傳動齒輪、優選多個變速級的多個傳動齒輪。
由此，實現尤其緊湊地構成離合變速系統，因為能夠將離合裝置的總歸需要的組成部分直接構成為變速器組成部分，例如以變速器軸的形式構成。由此，顯著地降低離合變速系統的軸向結構空間，其中離合裝置尤其緊湊地構成。
其他有利的實施方式在下文中要求保護並且在下面詳細闡述。
如果離合變速系統構成為變速器、優選構成為雙離合變速器，那麼該離合變速系統能夠尤其簡單地集成到機動車的動力傳動系中，其中轉動部件支承在變速器殼體中並且第二轉動部件在變速器殼體之內至少設置在所述第二轉動部件的至少一個傳動齒輪的區域中。
當至少一個傳動齒輪(優選地，多個傳動齒輪)(優選持久地)與第二轉動部件抗轉動地連接時，進一步簡化離合變速系統的結構。
如果至少一個傳動齒輪與第二轉動部件摩擦配合、形狀配合和/或材料配合地連接，那麼能夠使用不同類型的第二轉動部件。
在本文中尤其有利的是：至少一個傳動齒輪(優選多個傳動齒輪)與第二轉動部件材料一體地/整體地構成。由此，能夠將轉矩尤其直接地以及在短的路徑上傳遞，其中第二轉動部件尤其穩定/剛性地構成。
也適當的是：第一轉動部件是軸部段，所述軸部段與內燃機的輸出軸(優選曲軸)抗轉動地連接或能夠與內燃機的輸出軸(優選曲軸)抗轉動地連接。第一轉動部件能夠經由減震裝置、例如雙質量飛輪間接地/非直接地或直接地/非間接地與輸出軸連接。由此，進一步簡化離合變速系統的結構。
在本文中也符合目的的是：第二轉動部件是變速器軸，所述變速器軸優選構成為空心軸。第二轉動部件於是更優選在第一轉動部件/軸部段徑向外部以及與第一轉動部件/軸部段同心地設置。由此，實現離合變速系統的尤其緊湊的實施方案。
如果轉動部件分別具有多個與其抗轉動連接的連接元件，所述連接元件設置在第一轉動部件和第二轉動部件之間的徑向的中間空間中，那麼保護如下部件免受外部影響，所述部件實現在聯接的部位中的轉動連接。
在本文中尤其有利的是：離合裝置構成/構造為摩擦離合器/摩擦片式離合器，其中第一轉動部件具有多個能相對彼此軸向移動的、片狀的第一連接元件，並且第二轉動部件具有多個能相對彼此軸向移動的、片狀的第二連接元件。由此，實現高性能的摩擦離合器，所述摩擦離合器也能夠在小的結構空間中傳遞高的轉矩。
在本文中尤其有利的是：第一轉動部件在外周側上經由軸向齒部抗轉動地容納第一連接元件和/或第二轉動部件在徑向的內周側上具有軸向齒部，在所述軸向齒部處以軸向可移動的方式容納第二連接元件。由此，進一步簡化離合器裝置的結構。
此外，有利的是：第一連接元件構成為鋼片，即由鋼材料製成，和/或第二連接元件構成為摩擦片，即具有提高摩擦力的表面結構。由此，離合器裝置是尤其高性能的。
此外適當的是：至少一個傳動齒輪用作為用於離合裝置的冷卻塊。在本文中，還有利的是，至少一個傳動齒輪處於/設置在連接元件的軸向高度上，進而該連接元件至少部分地徑向地從外部被包圍。由此，通過至少一個傳動齒輪吸收並且朝環境導出在離合裝置的接合或分離過程期間產生的熱量、尤其在離合裝置構成為摩擦離合器的情況下吸收和導出。
在本文中還有利的是：離合裝置構成為乾式運行的摩擦離合器。於是進一步簡化系統結構。
然而替選於此也可行的是：離合裝置構成為溼式運行的摩擦離合器，由此尤其有利地影響冷卻。
在本文中也有利的是，離合裝置與冷卻設備耦聯，並且優選流體地、例如液壓地與該冷卻設備連接，所述冷卻設備在運行狀態下藉助冷卻劑/液壓介質冷卻離合裝置。由此，離合裝置還變得更加高性能。
此外，本發明還涉及一種機動車的動力傳動系，所述動力傳動系具有根據上述實施方案中至少一個的離合變速系統，由此，動力傳動系也能夠更節約空間地構成。
換而言之，實現變速器中的離合器/離合變速系統，在所述離合變速系統中，離合器殼(第二轉動部件)承載傳動齒輪。因此，離合器殼是變速器的齒輪的承載件。在此，傳動齒輪優選摩擦配合、形狀配合和/或材料配合地與第二轉動部件連接。因此，本發明也涉及一種處於沒有單獨的離合器罩的變速器殼體之內的離合器。該離合器完全地由變速輸入軸包圍。在此，實現乾式片式離合器，然而替選於此也能夠實現溼式片式離合器。特別地，本發明提出：將變速器之內的離合器視作為實心軸/空心軸結構。實心軸與減震器/曲軸連接，空心軸與變速器輸入軸連接或直接構成所述變速器輸入軸。實心軸與鋼片連接，空心軸與摩擦片連接。空心/實心軸實施方案在此具有的優點是：空心軸中的空間能夠完全乾式地構成，因為在此變速器的油不能夠侵入。空心軸能夠與變速器的外置的固定輪一體地構成。
附圖說明
現在，在下面根據附圖詳細闡述本發明。
其示出：
圖1示出根據一個優選的實施例的根據本發明的離合變速系統的縱截面圖，在所述變速離合系統中，第一轉動部件構成為內燃機側的實心軸，並且第二轉動部件直接地構成為變速器軸/變速器輸入軸，和
圖2示出根據圖1的離合變速系統的示意的縱截面圖，其中所述變速離合系統的構成方案能夠認為是動力傳動系的變速器。
附圖僅是示意性質的並且僅用於理解本發明。相同的元件設有相同的附圖標記。
具體實施方式
結合圖2，首先原理性地能夠看到根據一個優選的實施例的根據本發明的離合變速系統1的裝入狀態。離合變速系統1用於設置在機動車的動力傳動系中，在力線/轉矩線中觀察，設置在機動車的內燃機以及機動車的從動車輪/輪胎之間。離合變速系統1在該實施方案中構成變速器30。變速器30在此構成為手動換擋變速器，然而不局限於該實施方案。根據另一實施方式，變速器30也構成為自動變速器，例如自動化的/自動的雙離合變速器。
離合變速系統1的第一轉動部件2在運行中與內燃機的構成為曲軸的輸出軸抗轉動地連接，所述第一轉動部件在力線中觀察緊鄰內燃機，即為內燃機側的第一轉動部件2。對此，在圖2中示出呈雙質量飛輪的形式的減震裝置12，其中該減震裝置12將第一轉動部件2間接地/非直接地與內燃機的曲軸在運行中連接/抗轉動地連接。減震裝置12在動力傳動系運行中不僅與曲軸的一個端部抗轉動地連接而且與第一轉動部件2抗轉動地連接。然而，在另一實施方式中，也能夠棄用該減震裝置12，並且第一轉動部件2隨後直接地/非間接地與曲軸抗轉動地連接/固定在曲軸上。第一轉動部件2作為軸部段7實現，所述軸部段能夠從曲軸或減震裝置12(再次)取下。然而在另一實施方式中，該軸部段7也能夠構成為減震裝置12的或曲軸的整體的、即材料一體的組成部分。
第二轉動部件3與第一轉動部件2一起構成離合變速系統1的離合裝置4。對此，如下面繼續闡述的，這兩個轉動部件2、3藉助於多個連接元件9構成，所述連接元件在離合裝置4的聯接的部位中抗轉動地彼此連接，在離合裝置4的分離的部位中以常見的方式彼此轉動脫耦，即能夠彼此獨立地扭轉。第二轉動部件3徑向地在第一轉動部件2之外設置/延伸以及與第一轉動部件2同軸地設置/延伸。第二轉動部件3如可從圖1中尤其良好地識別的那樣構成為空心軸13。
多個傳動齒輪6與第二轉動部件3抗轉動地連接。因此，第二轉動部件3也是離合變速系統1/變速器30的變速裝置5的組成部分。傳動齒輪6設置在第二轉動部件3的徑向的外周側上。為了概覽，在圖2中放棄示出全部(五個)傳動齒輪6,；僅示意地示出兩個傳動齒輪6，所述傳動齒輪分別又與另一中間齒輪32嚙合，所述中間齒輪抗轉動地容納在中間軸31上。隨後，中間軸31的中間齒輪32又分別也與從動齒輪33嚙合，所述從動齒輪抗轉動地容納在變速器輸出軸14上。由此，傳動齒輪6至少間接地與變速器輸出軸14有效接合。如可從圖1中看到：總共五個傳動齒輪6以與圖2的這兩個傳動齒輪6相同的方式還與中間齒輪32有效連接。然而，傳動齒輪6的數量不局限於五個，所述傳動齒輪抗轉動地容納在第二轉動部件3上。在另一實施方式中，多於五個傳動齒輪6或少於五個傳動齒輪6與第二部件3抗轉動地連接。
結合圖1，能夠識別離合變速系統1的更精確的結構。在此可見的是：呈實心軸狀的軸部段7的形式的第一轉動部件2在第一軸向端部區域16處(關於第一轉動部件2的轉動軸線19)容納多個第一連接元件9a。所述第一連接元件9a在第一轉動部件2的外周側15上與所述第一轉動部件抗轉動地連接。對此，第一轉動部件2在該第一端部區域16中具有軸向齒部17，所述軸向齒部也稱作為花鍵。第一連接元件9a沿軸向方向移動到所述軸向齒部17上，使得所述第一連接元件抗轉動地經由所述軸向齒部17與第一轉動部件2連接，然而沿軸向方向上還能夠相對彼此移動。在端側設置的第一連接元件9a沿第一軸向方向藉助於止動環18來支撐，所述其中連接元件9a沿所述第一軸向方向在離合裝置4的聯接的部位中彼此夾緊。由此，第一連接元件9a在離合裝置4的聯接的狀態下/在離合裝置4的聯接的部位中沿軸向方向支撐，以便在各兩個相鄰的第一連接元件9a之間摩擦力配合地圍住/夾緊第二轉動部件3的第二連接元件9b。如也能夠良好識別的是：第一連接元件9a基本上相同地構成並且全部分別是盤形的。隨後，第二連接元件9b相應伸入各兩個彼此相鄰設置的第一連接元件9a之間的軸向的中間空間中。
第二連接元件9b抗轉動地與第二轉動部件3連接，然而沿軸向方向沿著離合裝置4的轉動軸線19能夠相對彼此移動。第二連接元件9b又藉助於軸向齒部、下面稱作為第二軸向齒部20抗轉動地容納在第二轉動部件3上。第二軸向齒部20設置在第二轉動部件3的內周側21上。該第二軸向齒部20也基本上構成為花鍵/內花鍵，進而構成齒部，所述齒部將第二連接元件9b全部抗轉動地固定/支撐，然而，允許所述第二連接元件9b相對彼此軸向移動。第二連接元件9b也全部相同地構成並且是盤形的。通過各個連接元件9a至9b的相對薄壁的構成，所述連接元件片狀地成形。離合裝置4因此構成和稱作為摩擦離合器/摩擦片式離合器。
在軸部段7的背離第一端部區域16的第二端部區域22上構成連接區域，所述連接區域用於以直接或間接的方式與曲軸抗轉動地連接。該第二端部區域22也構成為軸向齒部，即構成為第三軸向齒部23。該第三軸向齒部23也構成為外花鍵，並且在該實施例中用於與減震裝置12抗轉動地連接。
第二轉動部件3與第一轉動部件2同軸地以及在第一轉動部件2的徑向外部設置，並且同樣可圍繞轉動軸線19轉動地支承。第二轉動部件3也波狀地構成。第二轉動部件3因此構成為變速器軸8、即變速器輸入軸。變速器軸8成形為空心軸13並且從徑向外部包圍軸部段7。
離合裝置4藉助其連接元件9a、9b設置在變速器軸8/第二轉動部件3以及軸部段7/第一轉動部件2之間的徑向的中間空間10中。如還能夠識別的是：第二轉動部件3的內周在連接元件9a、9b的軸向區域中、即在其(第二)軸向齒部20的軸向區域中擴展，以便因此構成離合裝置4的離合器殼並且提供足夠的徑向的中間空間10。兩個傳動齒輪6設置在第二軸向齒部20的軸向區域中進而是離合器殼的組成部分。由此可以將傳動齒輪6的質量至少部分地用於導出在接合和分離過程期間在中間空間10中出現的熱量。
第一連接元件9a以及第二連接元件9b彼此平行以及沿徑向方向定向地容納在中間空間10中。在該實施方式中，第一連接元件9a成形為鋼片。因此，第一連接元件9a由鋼材料製成並且原則上比第二連接元件9b更穩定地構成/以更高的強度構成。通過構成為鋼片，在離合裝置4的接合和分離過程期間產生的熱量絕大部分朝第一轉動部件2的方向導出，因為第一轉動部件2同樣優選由鋼材料製成。第二連接元件9b構成為常見的摩擦片並且分別在沿軸向方向上朝向第一連接元件9a的端側上具有提高摩擦力的表面結構(即摩擦襯片)。
此外也能夠識別的是：第二轉動部件3藉助於在使用壽命期間用油脂潤滑的滾動軸承24a、24b相對於第一轉動部件2可轉動地支承。第一滾動軸承24a與連接元件9a、9b/與第一端部區域16相鄰地、即在第一端部區域16的朝向第二端部區域22的一側上設置在第一轉動部件2上。第二滾動軸承24b在第二端部區域22的朝向第一端部區域16的一側上設置在第一轉動部件2上。這兩個滾動軸承24a、24b在此分別示意地構成為球軸承，然而所述滾動軸承不同地構成也是可行的。滾動軸承24a、24b的各一個軸承內環抗轉動地設置在第一轉動部件2的外周側15上並且滾動軸承24a、24b的各一個軸承外環抗轉動地設置在第二轉動部件3的內周側21上。
在外周側25上，第二轉動部件3根據其作為變速器軸8的設計方案具有多個與其抗轉動連接的傳動齒輪6。傳動齒輪6分別具有不同的變速級進而彼此在其節圓直徑以及其齒數方面進行區分。在該實施方案中，傳動齒輪6全部是裝直齒的齒輪。然而，在其他的實施方式中提出：將所述齒輪不同地裝齒，例如傾斜地或圓錐形地裝齒。此外，傳動齒輪6是第二轉動部件3的固定的材料一體的組成部分。因此，傳動齒輪6分別構成變速器軸8的材料一體/整體的組成部分。然而，在其他實施方案中，也可行的是：除了將沿軸向方向並排設置的傳動齒輪6與變速器軸8/第二轉動部件3進行該材料配合的連接之外，所述傳動齒輪6藉助於形狀和/或力配合的連接安置在第二轉動部件3處/其上。
此外，在該實施方案中，離合裝置4實現為乾式運行的摩擦離合器/離合器裝置4。在另外的實施方案中，所述離合裝置也構成為溼式運行的摩擦離合器/離合裝置4。尤其有利的是，所述離合裝置藉助於流體介質/液壓介質環繞衝洗，所述流體介質/液壓介質用作為冷卻劑。在此，中間空間10優選相對於變速器30的變速器內部空間26密封，所述變速器內部空間包圍各個齒輪6、32、33。傳動齒輪6在此設置在變速器30的變速器殼體27中。中間齒輪32和從動齒輪32也設置在變速器殼體27中。
變速裝置5/第二轉動部件3連同傳動齒輪6、中間軸31以及變速器輸出軸/從動軸14一起構成變速裝置5。變速裝置5又與變速器殼體27構成變速器30/離合變速系統1。
第二轉動部件3在其外周側25上又具有多個滾動支承件，以徑向地支承在變速器殼體27中。呈鼓形滾子軸承/滾子軸承形式的第三滾動軸承24c將第二轉動部件3的第一軸向區域支撐在變速器殼體27的第一支承孔28中。呈球軸承形式的另一第四滾動軸承24d將第二區域支承在變速器殼體27的第二支承孔29中，所述第二區域相對於第一區域軸向錯開。
換而言之，構成如下離合變速系統1，在所述離合變速系統中，實心軸(第一轉動部件2)直接地與雙質量飛輪或曲軸連接。在其端部處存在齒部(軸向齒部17)，鋼片(第一連接元件9a)在所述齒部上引導。實心軸2支承在空心軸(第二轉動部件3)中，所述空心軸在相應的端部處敞開，使得在那裡安裝的內齒部(第二軸向齒部20)又能夠引導摩擦片(第二連接元件9b)。因此現在，離合器(離合裝置4)徑向地處於曲軸的突起(第二轉動部件2)和空心構成的變速器輸入軸(第二轉動部件3)之間。驅動側現在位於內部(實心軸2)並且從動器在外部(空心軸3)。因為徑向外置的齒部17由於較大的節圓(在相同的模數中)能夠具有比徑向內置的齒部20更多的齒，所以由此實現附加的優點，即給不那麼牢固的摩擦片9b比更加牢固的摩擦片9a更多的齒。此外，實心軸2用作為附加的熱質量，而變速器輸入軸3(＝空心軸)僅經受極其小直至沒有經受通過離合器4引起的附加的熱負荷，所述實心軸與鋼片9b直接鋼-鋼接觸。相反，在變速器輸入軸3中引導的摩擦片9b甚至熱絕緣地作用，由此變速器輸入軸3被保護防止熱影響(變速器輸入軸3的溫度極限值大概為200℃，因此，應當經由所述摩擦片避免熱輸出)。
此外，空心軸-實心軸實施方案具有的優點是：空心軸3中的空間能夠完全乾地構成，因為在此變速器30的油不能夠侵入。兩個軸2、3彼此的支承通過在使用壽命期間潤滑的軸承24a、24b實現。現在，此外離合器4處於變速器30的端部處，由此為執行器相對簡單地提供可觸及性。因為空心軸3為變速器輸入軸3，所以變速器30的相應的齒輪6當然必須處於所述變速器輸入軸上。在此，保持常用的軸向結構空間，因為離合器4所處於的區域總是還足夠小，以便在那裡安置變速器30的常見的齒輪6。一個實施方案在於：空心軸3完全地由包括齒輪6在內的一個件製造，使得在變速器輸入軸3上僅存在固定輪6，而在副軸(中間軸31)上於是必須相應地構造活動輪。因此，優點是：不必應用變速器罩/離合器罩，因為離合器4完全地設置在變速器30中，而不軸向地延長變速器。儘管離合器處於變速器30中(空腔10＝幹腔)，而離合器4也能夠乾式地構成。摩擦片9b具有外齒部，鋼片9a具有內齒部(負荷附加最佳地匹配於材料的承載能力，此外，熱量輸出給實心軸2，並且較少地輸出給變速器輸入軸3)。在變速器30的端部處改進執行器/離合器執行器的可觸及性。在圖1中能夠尤其良好地識別本發明的實施方案。識別到實心軸2，所述實心軸直接地與馬達或雙質量飛輪12連接並且一次性地穿過變速器30接合。實心軸2支承在空心軸3中，所述空心軸作用為變速器輸入軸3還作用為用於摩擦片9b的外片承載件。鋼片9a在實心軸2上可軸向地移動。其止擋點在此簡單地通過止動環18示出，但是也能夠以任意其他形式(支撐板等)構成。現在，離合器4處於變速器30的端部處並且能夠在那裡被執行器達到。也可顯著識別的是：空心軸3的空腔10是幹的並且相對於變速器30密封。由此，實現如下離合變速系統1，其沒有離合器罩，但是具有完全位於變速器30/變速器殼體27中的乾式的片式離合器4。
所述思想的特別的特徵是：離合器4儘可能集成到變速器輸入軸3中並且用於變速傳動的齒輪6集成在離合器殼3上(離合器外徑)。基本思想的其他特徵是：離合器4經由液壓活塞(具有中央的離合器操縱缸(「centralclutchcylinder」)的執行器)被操縱並且所述離合器能夠「常開」或「常閉」地構成。此外，離合器4能夠直接地經由油輸送部被冷卻(油不處於摩擦接觸中，而是僅藉助於油來冷卻離合器4的外套或齒輪6)。還重要的是：軸3的質量還有與其直接連接的齒輪6的質量共同用於提高離合器4的熱容量。
附圖標記列表
1離合變速系統
2第一轉動部件
3第二轉動部件
4離合裝置
5變速裝置
6傳動齒輪
7軸部段
8變速器軸
9連接元件
9a第一連接元件
9b第二連接元件
10中間空間
11摩擦片式離合器
12減震裝置
13空心軸
14變速器輸出軸
15第一轉動部件的外周側
16第一轉動部件的第一端部區域
17軸向齒部
18止動環
19轉動軸線
20第二軸向齒部
21內周側
22第一轉動部件的第二端部區域
23第三軸向齒部
24a第一滾動軸承
24b第二滾動軸承
24c第三滾動軸承
24d第四滾動軸承
25第二轉動部件的外周側
26變速器內部空間
27變速器殼體
28第一支承孔
29第二支承孔
30變速器
31中間軸
32中間齒輪
33從動齒輪