用於溼運行的摩擦離合器的閥和冷卻系統的製作方法

2023-11-04 20:07:52 1

用於溼運行的摩擦離合器的閥和冷卻系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於冷卻系統的閥，該冷卻系統用於溼運行的摩擦離合器，該閥至少具有以下部件：至少一個可在軸向上從所述摩擦離合器的打開狀態運動到所述摩擦離合器的閉合狀態中的、用於冷卻流體的閥元件和至少一個可相對於所述閥元件移動的、相對應的閉鎖元件；至少一個用於所述冷卻流體的第一出口，其中，所述至少一個第一出口被加工在所述至少一個閥元件中，並且所述閥這樣設置，使得在所述摩擦離合器從所述打開狀態轉換到所述閉合狀態中時，所述至少一個第一出口藉助於所述閥元件和所述閉鎖元件之間的相對運動被封閉。通過在這裡提出的閥和冷卻系統，能夠將噴注冷卻的摩擦離合器和池冷卻的摩擦離合器的優點相互結合起來。
【專利說明】用於溼運行的摩擦離合器的閥和冷卻系統

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於冷卻系統的閥以及一種用於溼運行的摩擦離合器、尤其噴注冷卻的摩擦離合器的冷卻系統。

【背景技術】
[0002]由現有技術已知用於使摩擦離合器冷卻的各種設定。例如，使摩擦離合器的摩擦片組在冷卻池中運行，通過該冷卻池排出摩擦熱。該設定具有這樣的優點:能夠排出非常多的熱並因此摩擦離合器的質量能夠被保持得小。然而，該設定具有這樣的缺點:在摩擦離合器的鬆開狀態下出現的拖拽力矩由於冷卻池中(高的)剪切粘度而是非常高的。與之相對地，被噴注冷卻的摩擦離合器的設定具有這樣的優點:在這裡不施加(高的)拖拽力矩，因為不構成冷卻池。然而，被噴注冷卻的摩擦離合器的排熱比在冷卻池摩擦離合器中小得非常多。


【發明內容】

[0003]由此出發，本發明基於以下任務，至少部分地克服由現有技術已知的缺點。該任務通過獨立權利要求的特徵解決。有利的改進方案是從屬權利要求的主題。
[0004]本發明涉及用於冷卻系統的閥，該冷卻系統用於溼運行的摩擦離合器，該閥至少具有以下部件:
[0005]-至少一個能夠在軸向上從所述摩擦離合器的打開狀態運動到所述摩擦離合器的閉合狀態中的、用於冷卻流體的閥元件和至少一個可相對於該閥元件移動的、相對應的閉鎖元件；
[0006]-至少一個用於所述冷卻流體的第一出口，
[0007]其中，所述至少一個第一出口加工在所述至少一個閥元件中，並且所述閥這樣設置，使得，在所述摩擦離合器從所述打開狀態轉換到所述閉合狀態中時，所述至少一個第一出口藉助於所述閥元件和所述閉鎖元件之間的相對運動被封閉。
[0008]在這裡所提出的閥尤其可使用於被噴注冷卻的摩擦離合器。在此，所述至少一個用於冷卻流體的出口優選布置在相對於摩擦離合器的摩擦片組處於徑向外部的位置中。由此，所述噴注運動和/或由於摩擦離合器的旋轉所引起的離心力的冷卻流體能夠向外通過所述至少一個第一出口流出。在此，所述閥的打開和關閉優選與摩擦離合器的打開和閉合同步，從而所述閥在不傳遞轉矩或者說僅傳遞拖拽力矩的狀態下打開。在摩擦離合器的閉合狀態下，就是說，當例如在所述摩擦離合器中傳遞最大可傳遞的轉矩時，閥是關閉的，從而流入的冷卻流體不能夠通過所述至少一個第一出口流出。這具有以下後果:在摩擦離合器的打開狀態下不構成冷卻池，而是流入的冷卻流體至少能夠也快速地再流出。反之，在摩擦離合器的閉合狀態下，在摩擦離合器的摩擦片組的區域中構成冷卻池並且冷卻流體不流出或者說冷卻流體通過第二出口流出。在該狀態下，圍繞所述至少一個摩擦片組構成冷卻池，從而實現冷卻池摩擦離合器的高冷卻功率。但是，同時，在摩擦離合器的打開狀態下不構成冷卻池，從而所傳遞的拖拽力矩(可忽略不計地)小。
[0009]根據所述閥的另一有利實施方式，所述閥元件為摩擦離合器的操作活塞或者摩擦
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[0010]在所述閥的該特別優選的實施方式中，閥的功能與摩擦離合器的轉換元件組合或者說集成到所述轉換元件中，從而不需要另外的構件用於閥的轉換。在此，完全特別優選地，所述至少一個第一出口加工在操作活塞中並且由於所述摩擦離合器被操作而在軸向上來回運動。反之，所述閉鎖元件不實施軸向運動或者說實施較小的軸向運動，從而所述至少一個第一出口在所述閉鎖元件上被導向並且由此不再被所述冷卻流體通流，或者說僅以(可忽略不計地)被所述冷卻流體通流。
[0011]根據所述閥的另一有利的實施方式，所述閉鎖元件為所述摩擦離合器的摩擦片籠的區段。
[0012]通過將閉鎖元件集成到摩擦離合器的摩擦片籠中，又不必使用新的構件用於在摩擦離合器中實現閥。完全特別優選地，所述閉鎖元件為外摩擦片籠的區段，在該區段上操作活塞的區段被導向，所述至少一個第一出口處於該操作活塞區段中。現在，如果操作離合器，則使操作活塞相對於外摩擦片籠移動並且所述至少一個第一出口移動，從而，當所述至少一個第一出口已經在外摩擦片籠上滑動進而被封閉時，摩擦離合器的摩擦片組的摩擦配對件還未相互壓緊。由此，在摩擦配對件最終壓緊之前在摩擦片組中已經構成冷卻池，從而剛好在大多數的摩擦熱產生的時候已經存在用於排出摩擦熱的冷卻池。尤其也能夠通過摩擦配對件之間現有的相對旋轉運動來攪動積聚的冷卻流體，從而所述冷卻流體被多次引導通過摩擦配對件的摩擦片並且由此能夠實現冷卻的較高效率。正是在這樣的設定中，摩擦片的質量可以相比於傳統的摩擦離合器被減小，因為在大多數的熱必須被排出的時候，冷卻池已經被構成或者冷卻池已經是構成的。
[0013]根據本發明的另一方面，提出一種用於溼運行的摩擦離合器的冷卻系統，該冷卻系統具有至少以下部件:
[0014]-至少一個用於摩擦片組的噴注溼室；
[0015]-至少一個用於冷卻流體的入口；
[0016]-至少一個用於冷卻流體的、處於摩擦片組徑向外部的第一出口，
[0017]其中，所述至少一個第一出口在第一狀態下是打開的，從而所述冷卻流體徑向地向外排出，並且所述至少一個第一出口在第二狀態下是關閉的，從而所述冷卻流體積聚在摩擦片組的區域中。
[0018]在這裡所提出的冷卻系統尤其不是獨立的構件，而是集成到溼運行的摩擦離合器中。在此，所述冷卻系統包括至少一個噴注溼室，冷卻流體被噴注到該噴注溼室中，該冷卻流體(幾乎或者至少)也快速地再排出，從而不圍繞摩擦片組構成冷卻池。所述冷卻流體通過入口供入，其中，該入口有利地處於摩擦離合器的旋轉中心處，從而所述冷卻流體隨離心力向徑向外部被引導。此外，所述冷卻系統包括至少一個第一出口，該第一出口處於摩擦片組的徑向外部，從而所述冷卻流體也又隨離心力從摩擦片組的區域中向外流出。然而，在這裡所提出的冷卻系統中，所述至少一個第一出口在第二狀態下是關閉的，從而冷卻流體在摩擦片組的區域中積聚並且這樣構成冷卻池。在此，所述至少一個第一出口不必是完全關閉的，然而，經過所述至少一個第一出口的通流速度必須顯著地比通過用於冷卻流體的所述至少一個入口的流入速度小。這樣的冷卻系統具有優點，在所述至少一個摩擦片組過熱時能夠實現較有效的冷卻，而由於基本設定為噴注溼室，所述摩擦片組僅具有小的拖拽力矩。此外，所述摩擦離合器的慣性矩由此被減小，因為不持久地存在必須隨著轉動被攜動的冷卻池。這尤其對於起動情形是有利的，在所述起動情形中應提高轉動速度並且由此必須克服慣性做功。
[0019]根據所述冷卻系統的另一有利的實施方式，所述至少一個摩擦片組包括第一摩擦配對件和第二摩擦配對件，所述第一摩擦配對件和第二摩擦配對件能夠相對於彼此旋轉並且能夠為了鬆開和閉合所述至少一個摩擦片組而相對於彼此軸向地移動，並且，在所述第二狀態下，所述冷卻流體在摩擦片組的區域中循環，尤其由於所述第一摩擦配對件和所述第二摩擦配對件之間的相對旋轉速度。
[0020]摩擦片組的在這裡所提出的摩擦配對件可以涉及現有技術的摩擦片。然而，完全特別優選地，所述摩擦配對件具有開口和/或通道，當在所述第一摩擦配對件和所述第二摩擦配對件之間存在相對的旋轉速度時，通過所述開口和/或通道支持冷卻流體的循環。由此，冷卻變得較有效率，因為滯留時間和與冷卻流體的接觸表面被增大。為了支持這種效果，有利的是，在第二狀態下打開的第二出口在徑向上布置在摩擦片組之下或者之內，從而冷卻流體被強制逆轉其流動方向。特別優選地，所述第二出口將近處於摩擦片組之下，從而冷卻池的液面高度被限制在摩擦片組的區域上。
[0021]根據所述冷卻系統的另一有利的實施方式，在所述第一狀態下，所述至少一個摩擦片組的所述第一摩擦配對件與所述至少一個摩擦片組的第二摩擦配對件這樣脫開，使得僅能夠傳遞最小的轉矩、尤其可忽略不計的轉矩。
[0022]在該有利的實施方式中，所述第一狀態和摩擦離合器的打開狀態相互(基本上)同步。由此，在摩擦離合器的打開狀態下利用噴注溼室的優點。這就是說，流入的冷卻流體(幾乎或者至少)也快速地再被導出並且不構成攜轉的、增大摩擦配對件之間的拖拽力矩的冷卻池。在該狀態下，提高的排熱也不是必要的，因為摩擦配對件之間的摩擦力小或者甚至在摩擦配對件之間根本不存在接觸。
[0023]根據所述冷卻系統的另一有利的實施方式，所述冷卻系統在摩擦片組閉合時轉換到所述第二狀態中。
[0024]在冷卻系統的該有利的設定中，在摩擦片組閉合時構成冷卻池。由此，在大多數的廢熱出現的狀態下實現有效率的冷卻，因為冷卻流體滯留在摩擦片組的區域中並且能夠在該處吸收和排出更多的熱。完全特別優選地，在摩擦片組最終閉合之前，所述至少一個第一出口已經關閉，從而，在關閉過程期間已經形成或者構成冷卻池。由此，正是在摩擦配對件之間存在最高的相對速度並且由此大多數的摩擦熱產生的這種狀態下，也排出大多數的熱。
[0025]根據所述冷卻系統的另一有利的實施方式，所述冷卻系統包括至少一個根據以上說明的閥。
[0026]這樣的實施方式通過將閥集成到摩擦離合器的結構中的集成來使相匹配的冷卻的優點與小的技術花費結合起來。
[0027]根據本發明的另一方面，也提出一種具有旋轉軸線的、用於使從動軸與驅動系可脫開地連接的摩擦離合器，所述摩擦離合器具有根據以上說明的冷卻系統，其中，所述至少一個摩擦片組設置用於，在所述從動軸和所述驅動系之間可脫開地傳遞轉矩。
[0028]在這裡所提出的摩擦離合器設置用於具有特別高的能量密度，而不施加不必要地高的拖拽力矩。與已知的噴注溼式冷卻的摩擦離合器相比，顯著更多的熱能夠被導出，並且，與傳統的冷卻池摩擦離合器相比，在摩擦離合器的鬆開狀態中的拖拽力矩明顯減小。但是，同時，至少在特別優選的實施變型中，相對於傳統的摩擦離合器，對這樣的摩擦離合器的改裝措施極其小。
[0029]根據本發明的另一方面，也提出一種機動車，該機動車具有帶有從動軸的驅動單元、驅動系和根據以上說明的摩擦離合器。
[0030]大多數的機動車目前具有前置驅動裝置並且因此優選將驅動單元、例如內燃機或電動機布置在駕駛室的前面並且橫向於主行駛方向布置。正是在這樣布置的情況下，安裝空間特別小，並且因此特別有利的是，使用小結構尺寸的摩擦離合器。
[0031]按照歐洲分級的小型車等級的轎車中的安裝空間狀況加劇。在小型車級別的轎車中所使用的總成相對於較大車級別的轎車沒有顯著地減小。但在小型車級別機動中可供使用的安裝空間顯著較小。這裡所提出的摩擦離合器能夠在高功率的同時實現小的結構尺寸，因為能夠有效率地導出摩擦熱。同時拖拽力矩小，因為摩擦離合器能夠轉換到被噴注冷卻的設定中。
[0032]轎車按照例如大小、價格、重量、功率被車輛分級，其中，這種定義總是根據市場需求而變遷。在美國市場中，按照歐洲分級的小型車和超小型車(Kleistwagen)級別的車輛相應於超緊湊車(subcompact car)級別，而在英國市場中，它們相應於超迷你車(supermini car)級別,例如城市轎車(City Car)級別。超小型車級別的例子是大眾汽車Fox或雷諾Twingo。小型車級別的例子是阿爾法?羅密歐Mito、大眾汽車Polo、福特Fiesta或雷諾Cl1。
[0033]在權利要求中個別列舉的特徵能夠以任意的、在技術上有意義的方式相互組合併且能夠通過說明書中的解釋性事實和附圖中的細節來補充，其中，表明了本發明的其他實施變型。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]下面藉助附圖詳細解釋本發明以及【技術領域】。附圖示出特別優選的實施例，但本發明不局限於這些實施例。尤其要指出，附圖和尤其所示的大小關係僅為示意性的。附圖示出:
[0035]圖1:具有處於打開狀態下的閥的冷卻系統，
[0036]圖2:具有處於閉合狀態下的閥的冷卻系統，和
[0037]圖3:具有摩擦離合器的機動車。

【具體實施方式】
[0038]圖1示出冷卻系統2，在該冷卻系統中設置有閥1，該閥由具有第一出口 7的操作活塞8和作為外部摩擦片籠9的區段的閉鎖元件6組合成。在操作活塞8和閉鎖元件9之間設置有間隙密封裝置24，該間隙密封裝置僅允許冷卻流體5的一小部分通流。在外部摩擦片籠9中設置有第一摩擦配對件12，該摩擦配對件與內部摩擦片籠23中的第二摩擦配對件13相對應並且構成摩擦片組11。摩擦片組11能夠通過操作活塞8閉合，如以下在圖2中所示出的。此外，存在用於冷卻流體5的第二出口 19，該第二出口設置在摩擦片組11的下方和輸出軸27的上方。在這裡所示出的第一狀態下，第二出口 19幾乎不被流過。操作活塞8通過操作流體26來操作，所述操作流體通過操作活塞8和離合器殼體25之間的壓力升高使操作活塞8向摩擦片組11的方向運動。
[0039]在圖2中示出如在圖1中示出的、具有閥1的冷卻系統2，其中，冷卻系統2在這裡處於第二狀態中，在該狀態中閥1關閉，在該狀態中，第一出口 7被運動到閉鎖元件6上方，並且，由於間隙密封裝置24，流入的冷卻流體5不再能夠通過第一出口 7流出。由於第一摩擦配對件12和第二摩擦配對件13的旋轉，積聚的冷卻流體5在所構成的冷卻池28中循環並且(主要)通過第二出口 19流出。
[0040]在圖3中示出機動車17，其中，驅動單元18布置在駕駛室20的前方並且以其發動機軸線22橫向於機動車17的縱軸線21地布置。驅動單元18在這裡作為內燃機示出並且通過從動軸15通過摩擦離合器3與在這裡僅示意性示出的驅動系16可脫開地連接。摩擦離合器3的旋轉軸線14在這裡與驅動單元18的發動機軸線22 —致。
[0041]通過在這裡提出的閥和冷卻系統，能夠將噴注冷卻的摩擦離合器和池式冷卻的摩擦離合器的優點相互結合起來。
[0042]參考標記列表:
[0043]1 閥
[0044]2 冷卻系統
[0045]3 摩擦離合器
[0046]4 閥元件
[0047]5 冷卻流體
[0048]6 閉鎖元件
[0049]7 第一出口
[0050]8 操作活塞
[0051]9 外部摩擦片籠
[0052]10 噴注溼室
[0053]11 摩擦片組
[0054]12 第一摩擦配對件
[0055]13 第二摩擦配對件
[0056]14 旋轉軸線
[0057]15 從動軸
[0058]16 驅動系
[0059]17 機動車
[0060]18 驅動單元
[0061]19 第二出口
[0062]20 駕駛室
[0063]21 縱軸線
[0064]22 發動機軸線
[0065]23內部摩擦片籠
[0066]24間隙密封裝置
[0067]25離合器殼體
[0068]26 操作流體
[0069]27輸出軸
[0070]28冷卻池
【權利要求】
1.用於冷卻系統(2)的閥(I)，該冷卻系統用於溼運行的摩擦離合器(3)，該閥至少具有以下部件: -至少一個能夠在軸向上從所述摩擦離合器(3)的打開狀態運動到所述摩擦離合器(3)的閉合狀態中的、用於冷卻流體(5)的閥元件(4)和至少一個可相對於該閥元件(4)運動的、相對應的閉鎖元件(6)； -至少一個用於所述冷卻流體(5)的第一出口(7)， 其中，所述至少一個第一出口(7)加工在所述至少一個閥元件(4)中，並且所述閥(I)這樣設置，使得，在所述摩擦離合器(3)從所述打開狀態轉換到所述閉合狀態中時，所述至少一個第一出口(7)藉助於所述閥元件(4)和所述閉鎖元件(6)之間的相對運動被封閉。
2.根據權利要求1的閥(I)，其中，所述閥元件⑷為摩擦離合器⑶的操作活塞(8)或者摩擦片籠(9)。
3.根據權利要求1或2的閥(I)，其中，所述閉鎖元件(6)為所述摩擦離合器(3)的摩擦片籠(9)的區段。
4.用於溼運行的摩擦離合器(3)的冷卻系統(2)，該冷卻系統具有至少以下部件: -用於至少一個摩擦片組(11)的至少一個噴注溼室(10)； -用於冷卻流體(5)的至少一個入口 ； -用於所述冷卻流體(5)的、處於所述至少一個摩擦片組(11)的徑向外部的至少一個第一出口(7)， 其中，所述至少一個第一出口(7)在第一狀態下打開，從而所述冷卻流體(5)徑向向外流出，並且所述至少一個第一出口(7)在第二狀態下關閉，從而所述冷卻流體(5)積聚在所述至少一個摩擦片組(11)的區域中。
5.根據權利要求4的冷卻系統(2)，其中，所述至少一個摩擦片組(11)包括第一摩擦配對件(12)和第二摩擦配對件(13)，所述第一摩擦配對件和第二摩擦配對件能夠相對於彼此旋轉並且能夠為了脫開和閉合所述至少一個摩擦片組(11)而相對於彼此軸向地移動，並且，在所述第二狀態下，所述冷卻流體(5)在所述摩擦片組(11)的區域中循環，尤其是由於所述第一摩擦配對件(12)和所述第二摩擦配對件(13)之間的相對旋轉速度。
6.根據權利要求5的冷卻系統(2)，其中，在所述第一狀態下，所述至少一個摩擦片組(11)的所述第一摩擦配對件(12)與所述至少一個摩擦片組的所述第二摩擦配對件(13)這樣脫開，使得僅能夠傳遞最小的轉矩、尤其可忽略不計的轉矩。
7.根據權利要求5或6的冷卻系統(2)，其中，所述冷卻系統(2)在所述摩擦片組(11)閉合時轉換到所述第二狀態中。
8.根據權利要求4至7之一的冷卻系統(2)，其中，所述冷卻系統(2)包括至少一個根據權利要求1至3之一所述的閥(I)。
9.具有旋轉軸線(14)的、用於使從動軸(15)與驅動系(16)可脫開地連接的摩擦離合器(3)，該摩擦離合器具有根據權利要求4至8之一所述的冷卻系統(2)，其中，所述至少一個摩擦片組(11)設置用於，在所述從動軸(15)和所述驅動系(16)之間可脫開地傳遞轉矩。
10.機動車(17)，其具有帶有從動軸(15)的驅動單元(18)、驅動系(16)和根據權利要求9的摩擦離合器(3)。
【文檔編號】F16D13/72GK104343840SQ201410377533
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年8月1日 優先權日:2013年8月2日
【發明者】M·屈恩勒 申請人:舍弗勒技術有限兩合公司