包括内燃机的组件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种包括内燃机的组件，其还包括布置在内燃机的曲轴处的飞轮(1)、布置在飞轮(1)的罩壳(2)中的起动器发电机(3)和将飞轮(1)与变速器连接的摩擦离合器(4)，其中，在飞轮(1)的输出侧处固定有中间件(5)，这样使得-中间件(5)在飞轮(1)处的传递转矩的固定部(8)关于与飞轮(1)的旋转轴线(7)的径向间距(6)相对于中间件(5)在摩擦离合器(4)处的传递转矩的固定部(9)在径向上在内地来布置并且-中间件(5)在支座面(11)处形成对摩擦离合器(4)的摩擦衬片(12)的支座。
【专利说明】包括内燃机的组件
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种组件，其包括内燃机、布置在内燃机曲轴处的飞轮、布置在飞轮的罩壳中的起动器发电机(Startergenerator)和将飞轮与变速器连接的摩擦离合器(Reibkupplung)。
【发明内容】
[0002]本发明目的在于改进一种利用起动器发电机工作的内燃机的传动系，其中，尽管起动器发电机布置在飞轮与摩擦离合器之间的区域中，整个部件具有至少在轴向上较小的尺寸。此外，本发明的目的是，将整个部件的可装配性以及各个构件的制造保持得尽可能成本有利。本发明另一目的是使模块解决方案(Baukastenloesung)成为可能,使得不同的变速器类型(手动或自动变速器)或者变速器接口可装配在根据本发明的飞轮处。
[0003]本目的通过权利要求1的特征来实现。本发明有利的改进方案由从属权利要求2至15得出。
[0004]被视为本发明的核心的是，在飞轮的输出侧固定有中间件(Zwischenstueck),这样使得中间件在飞轮处的传递转矩的固定部(Befestigung)关于与飞轮的旋转轴线的径向间距相对于中间件在摩擦离合器处的传递转矩的固定部在径向上在内地来布置并且中间件具有对摩擦离合器的摩擦衬片(Reibbelag)的支座的支座面(Widerlagerflaeche)。因此飞轮/中间件固定部的径向间距小于中间件/摩擦离合器固定部的径向间距。中间件/摩擦离合器固定部因此相对于飞轮/中间件固定部在径向上在外地来布置。
[0005]在权利要求中提及的起动器发电机通常可理解为电机，其至少具有发电机功能且因此可将在传动系内存在的转矩在发电机运行阶段中转换成电能。此外，起动器发电机至少在内燃机的一定的运行阶段还可作为将曲轴置于旋转运动中的元件(起动器功能)起作用。通过设置中间件(其一方面在飞轮处而另一方面在摩擦离合器处可松开地来固定)，得到一种结构小的和在零件方面成本有利的解决方案以实现必要的功能。可由此来实现成本有利的制造，即对摩擦离合器的支座面(摩擦衬片贴靠在其上用于传递转矩)设置在中间元件上。尤其地，在中间件与摩擦离合器之间的在径向上在外的连接和同时中间件与飞轮的固定部的对此在径向上在内的安放同样使结构小的和紧凑的传输单元成为可能。
[0006]在一优选的实施形式中，起动器发动机具有定子以及转子，其中，定子至少局部地在至少局部地包围(umhausend)飞轮的飞轮罩壳处并且/或者局部地在搭接摩擦离合器的罩壳处来固定。因为定子的支承固定部与飞轮罩壳和/或摩擦离合器罩壳相关联，尤其可在集成的设计方案中实现构件减少。
[0007]此外，当起动器发动机的转子至少局部地在飞轮上和/或至少局部地在中间件上固定时，是有利的。这样的固定包括转子元件相对于飞轮和相对于中间件的防扭转固定。虽然在这样的设计方案中转子始终与飞轮一起运动，然而在传动系中永久一起带动的转子允许起动器发电机集成在内燃机的传动系之内的在空间上紧凑的技术解决方案。
[0008]转子在此形状配合地和/或力配合地通过飞轮和中间件的相邻区域至少在其轴向的可移动性上受限制。形状配合的或力配合的连接优选地这样作用于转子，使得其在最终装配状态中不能实施轴向运动。转子的形状配合的连接例如可通过飞轮和中间件在转子处的两侧接触来实现。力配合的连接可通过在飞轮的区域与中间件之间夹住转子来实施。也可通过转子与飞轮和/或与中间件的形状配合的和/或力配合的连接来确保转子相对于飞轮和/或相对于中间件的防扭转。这样的防扭转例如可通过压接或者其它类型的力配合的连接而实现。在此中间件的突起的区域例如可在最终装配状态中接合到转子的对应的凹口中且通过该形状配合防止转子相对于中间件且最终还相对于飞轮的扭转。在一优选的实施形式中转子盘状地、棱柱状地或者柱状地来构造，其中，形状配合的和/或力配合的接合或加载在转子的侧端处实现。
[0009]在另一有利的实施形式中中间件盘状地、柱状地和/或棱柱状地来构造且在其中心具有传动轴元件的容纳区域。容纳区域可旋转运动地支承传动轴元件,然而此外使得确保传动轴元件在径向上的支撑。例如可在容纳区域中形状配合地和/或力配合地布置有球轴承或者其它形式的轴承体(Lagerkoerper)。在优选的实施形式中球轴承压入环形的容纳区域中。尤其在中间件盘状地构造时，当容纳区域包括凸缘截段(Kragenabschnitt)(其在组装状态中从飞轮指离地取向)时，是有利的。该凸缘截段提供增大的面用于轴承体的固定。
[0010]此外，当中间件的在组装状态中面向飞轮的面具有至少一个定心接合元件(其接合到飞轮侧的定心配对元件(Zentriergegenelement)中)时，证明为有利的。通过这样的用于飞轮和中间件的连接的定心器件例如可确保这两个元件的所容忍的轴线平行性和/或位置取向且又确保待与这些元件连接的主体。因此经由多个彼此安放的构件来实现较小的链公差、即较小的累加的单个公差。在此，定心接合元件例如可构造为环形凸起(Ringwulst)或构造为布置在圆环上的突出部(Hervorhebung)而定心配对兀件构造为与环形凸起或布置在圆环上的突出部相对应的面截段(Flaechenabschnitt)。
[0011]另一有利措施设置成，用于将中间件与飞轮固定的固定件与旋转轴线的间距相应于用于将中间件与离合器罩壳固定的固定件的间距的0.3至0.7倍、优选0.4至0.6倍。因此用于将中间件与飞轮固定的固定件一方面相对于用于将中间件与摩擦离合器固定的固定件相对在内地来布置。因为这两个固定件以该关系相对地与旋转轴线相间隔，一方面使用于将中间件与离合器固定的固定件能够相对远地在外布置且同时实现固定件的有利的、这样足够地与旋转轴线相间隔的固定，使得甚至该固定件的质量正面地(质量增大)作用于飞轮的飞轮质量。此外，通过远离线的质量提高来实现有效的强度和/或刚度提高。
[0012]在此，当转子与旋转轴线的间距相应于用于将中间件与飞轮固定的固定件与旋转轴线的间距的1.05至1.40倍时，此外是有利的。因此用于将中间件与飞轮固定的固定件相对于转子进一步在内地来布置且同时以限定的最大的与其的间距来布置。在此提出，固定件直接接合或者穿透到转子的材料中并且/或者固定件直接接合到中间元件的承载转子的区域中或者穿过其或者并且/或者直接接合到飞轮的承载转子的区域中或者穿过其。因为用于将中间件与飞轮固定的固定件的组件布置在转子的“附近区域”中，中间件或者飞轮的承载转子的区域例如可同时提供用于将中间件固定在飞轮处的固定件的容纳功能。
[0013]此外，当中间件在它的在径向上在内的区域中具有至少一个通引凹口(Durchfuehrausnehmung)时,证明为有利的，其构造成使得在中间件和飞轮的组装状态中优选地借助于工具能够穿过通引凹口引导固定件和/或操纵固定件，其中，固定件用于在曲轴处固定飞轮。利用该措施使之成为可能，即由飞轮、中间件、在飞轮与中间元件之间的固定件构成的组件可作为整体被从曲轴松开。对此,例如可通过使工具穿过通引凹口实现与将飞轮固定到曲轴上的螺栓的螺栓头的接合并且后置被松开且通过通引凹口被取出。在反过来的情况中可以以该方式实现中间件、飞轮和用于中间件及飞轮的固定螺栓的装配和因此预编组(Vorgruppierung)且该结构单元作为整体优选地附加地被与转子、与曲轴抒紧。
[0014]在另一有利的实施形式中设置有至少一个用于将飞轮与曲轴固定的固定件，同时作为用于将中间件与飞轮固定的固定件。因此可减少固定件的数量且利用一固定件不仅可实现中间件与飞轮的连接而且同时可实现飞轮与曲轴的连接。
[0015]在本发明的另一有利的实施形式中中间件的半径与其最大宽度的比为2至5、优选地2.8至4.2、特别优选地3.3至3.9。通过该比例可实现基本上窄的和片状的中间件，其一方面能够有利地来制造而另一方面略微延长组件的轴向结构长度。
[0016]此外可设置成,在飞轮的外周缘处布置有齿圈(Zahnkranz),其中，齿圈优选地经由至少一个齿轮与另外的电动机相连接。该电动机例如可构造为纯起动装置且用于置于旋转运动中且因此起动发动机。由于该电动机和起动器发电机，该组件因此包括两个发动起动的装置，其中在该情况中由此来实现这两个装置的有利的“分工”，即在“不利的”发动机情况中经由齿圈作用的电动机用于起动发动机而在“有利的”发动机情况中以其转子处于飞轮上的起动器发电机起动。这可意味着，电动机被用于起动冷的发动机(不利的发动机情况)而从发动机或发动机润滑剂的一定的温度起起动经由起动器发电机实现。尤其在结构形式(除起动器发电机之外其在传动系中还设置电动机)中根据本发明的中间件是有利的，因为起动器发电机可在其工作能力上被设计得较小且因此被布置在飞轮与中间件之间和/或在这两个元件中的至少一个处。
[0017]本发明的一特别优选的实施形式设置成，通常起动器发电机和在飞轮处的齿圈与旋转轴线相间隔地来布置。在此优选地，齿圈安放在指向发电机处且同时在飞轮的外部区域中(至少在半径的最外面十分之一中)。因此可将齿圈和起动器发电机的质量应用为有效的飞轮质量。齿圈接合到尽可能在发动机侧且靠近飞轮布置的起动机及其传动小齿轮(Antriebsritzel)中。
[0018]布置在飞轮处的齿圈有利地布置在飞轮的面对或指离中间件或起动器发电机的端侧处。
[0019]此外，当在起动器发电机的区域中、尤其在定子的承载区域的区域中(例如以最大5 cm的间距)设置有冷却装置时，证明为有利的。该冷却装置可包括液体冷却、优选地水冷(其与联接在飞轮罩壳处的发动机的冷却循环有效连接)，其中，冷却装置的冷却通道穿过飞轮罩壳的开口部并且/或者至少局部地集成到飞轮罩壳的凹口和/或空腔中。为此飞轮罩壳可在外侧设有用于进入口和排出口的联接部位且在进入口与排出口之间在集成地安装到飞轮罩壳中(多件式的或者单件式的)的冷却通道中来引导冷却介质。在此，冷却通道可以至少局部地一件式地集成到飞轮罩壳中并且/或者至少局部地由飞轮罩壳的凹口区域和密封地安放在该凹口区域上的遮盖元件形成。通过冷却装置可导出由起动器发电机所产生的热量以由此提高发电机运行中的功率。在冷却通道中的至少一个部件实施为单独的构件(例如遮盖元件)的情况中，当该单独的构件被引导通过与起动发动机的布线部(Verkabelung)相同的开口、例如将布线部和冷却通道的单独的构件作为组件装设到飞轮罩壳处时，是有利的。在此，通过冷却通道与布线部在空间上的邻近还可在围绕起动器发电机的更窄的区域之外来实现起动器发电机的布线部的冷却和/或加热。备选于或者附加于冷却装置及其冷却通道在飞轮罩壳的区域中的所说明的布置，可能将冷却装置及其冷却通道至少局部地布置到罩壳件中或其处。罩壳件在此是联接在飞轮罩壳的背向发动机的侧面处且围绕传动系的至少部分(离合器、中间件、轴体和/或飞轮)的罩壳。上面所说明的冷却装置因此通过其布置和邻近起动器发电机而适合导出起动器发电机(3)的废热。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]根据在附图中的实施例来详细阐述本发明。其中:
图1显示根据本发明的组件的透视性的全剖图示；
图2显示根据图1在全剖面中的组件的示意性的分解图。
[0021]附图标记清单 I飞轮
2I的罩壳 3起动器发电机 4摩擦离合器 5中间件
6在7与8之间的间距 7旋转轴线
8在I与5之间的固定部 9在4与5之间的固定部 10在7与9之间的间距 11支座面 12摩擦衬片 13转子 14定子 15容纳区域 16轴承体 17凸缘截段
18，18’在I与曲轴之间的固定件
19定心接合元件
20定心配对元件
21间距
22 4的罩壳
23齿圈
24摩擦离合器罩壳
2522的开口 2622的承载区域
272的内部区域。
【具体实施方式】
[0022]在附图中示出一组件，其由内燃机(未示出)、布置在内燃机的曲轴(未示出)处的飞轮1、布置在飞轮的罩壳2中的起动器发电机3和将飞轮I与变速器(未示出)相连接的摩擦离合器4构成。在飞轮I的指向摩擦离合器4的输出侧处这样固定有中间件5，使得中间件5与飞轮I的传递转矩的固定部8关于与飞轮I的旋转轴线7的径向间距6在径向上在内地来布置，中间件5在摩擦离合器4处的传递转矩的固定部9关于与飞轮I的旋转轴线7的径向间距10在径向上在外地来布置，并且中间件5在支座面11处形成对摩擦离合器4的摩擦衬片12的支座。因为中间件5能够可松开地经由固定件8固定在飞轮I处，代替所示出的摩擦离合器4，还可将其它类型的中间件(未示出)放置到相同的飞轮I处，以确保飞轮I与其它类型的、优选地具有可变的传输元件的连结装置(未示出)的连接。以此可实现模块原理。
[0023]起动发动机3具有转子13以及定子14，其中，转子13布置在飞轮I上且形成在飞轮I与中间件5之间的形状配合的接触/连接且因此位置固定地相对于飞轮I和中间件5来固定。
[0024]用于将中间件5固定在飞轮I处的固定部8有利地传热地来构造。为此例如可应用导热膜，以将在支座面11处产生的热量尽可能即刻传递到飞轮I处。导热膜例如已知由用于冷却处理器的EDV-技术制成且例如由陶瓷薄膜构成。
[0025]在所示的实施形式中，中间件5盘状地来构造且在其中心具有容纳室15，其用于容纳传动轴元件(未示出)且可旋转运动地容纳它。通过输出轴元件可旋转运动地容纳在容纳区域15中，在径向上来支撑输出轴元件，其中，为此特别优选地在容纳区域15中应用轴承体16。与容纳区域15相联系地，使中间件5在容纳区域15中设有凸缘截段17证明为有利的，其在最终装配状态中从飞轮I指离地来取向。
[0026]飞轮I经由固定件18、18’与曲轴(未示出)相连接。在此可设置成，中间件5具有通引凹口(未示出)，在中间件5和飞轮I的组装状态中可引导固定件18、18’穿过其或者至少一个工具可引导穿过这些通引凹口，以便操纵固定件18、18’。
[0027]在中间件的在最终装配状态中面向飞轮I的面处布置有定心接合元件19，其接合到飞轮侧的、对应的定心配对元件20中。在所示的实施方案中定心接合元件19构造为环形凸起而定心配对元件20构造为与该环形凸起对应的面截段。用于将中间件5与飞轮I固定的固定件(固定部8)与旋转轴线7的间距6相应于用于将中间件5与摩擦离合器4的离合器罩壳24固定的固定件(固定部9)的间距10的0.3至0.7倍。在所示的实施形式中，转子13环形地来构造，其中，其与旋转轴线7的间距21和因此其内径相应于用于将中间件5与飞轮I固定的固定件(固定部8)与旋转轴线7的间距6的1.00至1.40倍。定子14优选地布置在包围飞轮I的罩壳2的区域中。在飞轮I的面向曲轴的侧面上布置有齿圈23，其与电动机/发电机(未示出)相连接。该电动机/发电机(其至少具有电动机的功能)用作另外的起动可能性，以将曲轴置于旋转运动中。因此对于该组件存在用于引入转矩到曲轴上的两个可能性供起动发动机使用。一方面其是起动器发电机3的而另一方面是经由电动机/发动机引入到齿圈23上的能量。特别优选地，对于冷的发动机应用经由齿圈23接合的电动机/发动机而在对于热的发动机且因此在阻力更小的情况中起动器发电机3的起动元件被用于将曲轴置于旋转运动中。
[0028]有利地，在最终装配状态中用于将飞轮I与曲轴固定的固定件的中心纵轴线平行于用于将中间件5固定在飞轮I处的固定件的中心纵轴线和/或平行于用于将离合器固定到中间件5处的固定件的中心纵轴线来取向。当接合方向与因此飞轮/曲轴和中间件/飞轮连接的构造为螺栓的固定件8、8’、18、18’的螺栓头的方向取向到相同的方向中时，也是有利的。
[0029]摩擦离合器4包括带有摩擦衬片12的按压盘以及内部的摩擦离合罩壳24，其经由固定部9借助于螺栓将摩擦离合器4与中间件5连接。摩擦离合器4自身布置在罩壳22之内。罩壳22具有开口 25，起动器发电机3的组成部分(这里:缆线)被引导穿过其中。此外，罩壳22具有相对于外周缘面径向向内错置的承载区域26，其环状地在曲轴方向上延伸且起动器发电机3的定子14布置在其上。在此有利的是，罩壳22的环状的承载区域26伸入飞轮I的罩壳2的内部区域27中并且/或者至少部分地布置在其之内。罩壳22的周缘面大约处于罩壳2的围绕飞轮I的截段的高度上。优选地，周缘面几乎与罩壳2的围绕飞轮的区域齐平地终止。承载区域26相对于周缘面的偏移允许至少部分地组装罩壳2与罩壳22。罩壳22在上面的说明部分中与冷却装置(未不出)相联系地称为罩壳件。
[0030]冷却装置的冷却通道(未示出)可布置在罩壳(件)22和/或飞轮罩壳2的区域中，其中，该冷却通道优选地至少局部地与罩壳22和/或飞轮罩壳2 —体地来构造，这样使得至少在冷却通道的子区域中冷却通道横截面的一部分由罩壳22和/或飞轮罩壳2的凹口(未示出)形成而冷却通道横截面的另一部分由遮盖元件(未示出)形成。
【权利要求】
1.一种组件，其包括内燃机、布置在所述内燃机的曲轴处的飞轮(I)、布置在所述飞轮(I)的罩壳(2)中的起动器发电机(3)和将所述飞轮(I)与变速器连接的摩擦离合器(4)，其特征在于，在所述飞轮(I)的输出侧处固定有中间件(5)，这样使得 -所述中间件(5)在所述飞 轮⑴处的传递转矩的固定部⑶关于与所述飞轮⑴的旋转轴线(7)的径向间距(6)相对于所述中间件(5)在所述摩擦离合器(4)处的传递转矩的固定部(9)在径向上在内地来布置并且 -所述中间件(5)在支座面(11)处形成对所述摩擦离合器⑷的摩擦衬片(12)的支座。
2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述起动器发电机(3)包括定子(14)和转子(13)，其中，所述定子(14)至少局部地固定在飞轮罩壳的罩壳(2)处并且/或者至少局部地固定在搭接所述摩擦离合器(4)的罩壳(22)处。
3.根据权利要求1或者2所述的组件，其特征在于，所述起动器发电机(3)包括定子(14)和转子(13)，其中，所述转子(13)至少局部地固定在所述飞轮(I)上并且/或者至少局部地固定在所述中间件(5)上。
4.根据权利要求3所述的组件，其特征在于，所述转子(13)形状配合地和/或力配合地通过所述飞轮(I)和所述中间件(5)的相邻的区域至少在其轴向的和/或可旋转的可移动性上受限制，优选地阻止所述转子(13)的轴向移位。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的组件，其特征在于，所述摩擦离合器在最终装配状态中至少局部地被罩壳(22)围绕且所述罩壳(22)具有径向向内偏置的承载区域(26)，其在最终装配状态中优选地环状地在曲轴方向上延伸且所述起动器发电机(3)的定子(14)布置在其上，其中，在最终装配状态中优选地所述罩壳(22)的环状的承载区域(26)伸入所述飞轮(I)的罩壳(2)的内部区域(27)中且/或布置在其内并且/或者在所述罩壳(22)和/或所述飞轮罩壳(2)的区域中布置有冷却装置用于导出所述起动器发电机(3)的废热。
6.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，所述中间件(5)盘状地、柱状地和/或棱柱状地来构造且优选地在其中心包括输出轴元件的容纳区域(15)，其确保在所述输出轴元件的径向上可旋转移动的容纳和支撑，其中，所述容纳区域(15)特别优选地包括轴承体(16)。
7.根据权利要求6所述的组件，其特征在于，所述中间件(5)在所述容纳区域(15)处包括凸缘截段(17)，其在组装状态中从所述飞轮(I)指离地取向。
8.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，所述中间件(5)的在组装状态中面向所述飞轮(I)的面具有至少一个定心接合元件(19)，其接合到飞轮侧的定心配对元件(20)中，其中，优选地所述定心接合元件(19)构造为环形凸起或构造为布置在圆环上的突出部而所述定心配对元件(20)构造为与所述环形凸起或布置在圆环上的所述突出部相对应的面截段。
9.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，用于将所述中间件(5)与所述飞轮(I)固定的固定件与所述旋转轴线(7)的间距(6)相应于用于将所述中间件(5)与所述摩擦离合器(4)的离合器罩壳固定的固定件的间距(10)的0.3至0.7倍、优选地0.4至0.6倍。
10.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，所述转子(13)与所述旋转轴线的间距(21)相应于用于将所述中间件(5)与所述飞轮(I)固定的所述固定件与所述旋转轴线⑵的间距(6)的1.05至1.40倍。
11.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，所述中间件(5)在它的在径向上在内的区域中包括至少一个通引凹口，其构造成使得在中间件(5)与飞轮(I)的组装状态中优选地借助于工具能够穿过通引凹口引导固定件(18)和/或操纵固定件(18)，其中，所述固定件(18)用于在曲轴处固定所述飞轮(I)。
12.根据权利要求11所述的组件，其特征在于，在最终装配状态中用于将所述飞轮(I)与所述曲轴固定的所述固定件(18)的中心纵轴线平行于用于在所述飞轮(I)处固定所述中间件(5)的所述固定件的中心纵轴线和/或平行于用于将所述摩擦离合器(4)固定到所述中间件(5)处的所述固定件的中心纵轴线来取向。
13.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，用于将所述飞轮(I)与所述曲轴固定的至少一个固定件(18)同时用作用于将所述中间件(5)与所述飞轮(I)固定的固定件(18) ο
14.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，所述中间件(5)的半径与其最大宽度的比为2至5、优选地2.8至4.2、特别优选地3.3至3.9。
15.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，在所述飞轮(I)的外周缘处布置有齿圈(23)，其中，所述齿圈(23)优选地经由至少一个齿轮与另外的电动机相连接。
【文档编号】F02N15/02GK103498747SQ201310056711
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年2月22日 优先权日:2012年2月22日
【发明者】W.福格尔, M.拉姆帕尔策尔, J.盖斯勒, B.施赖纳, M.帕特拉 申请人:曼卡车和巴士股份公司