弹性的离合装置和机动车的制作方法

本实用新型涉及用于同轴地连接两个轴端的弹性的离合装置和机动车。该离合装置尤其用于将转矩从机动车的驱动器(例如马达和/或变速器)传递给从动器(例如差速器、轴减速器、变速器)。离合装置优选规定用于特别是在机动车中将电的驱动单元的驱动轴与变速器的变速器输入轴连接起来。

背景技术：

驱动轴和变速器输入轴特别是在电的驱动单元(电动机)中通常未经减震和/或未经缓冲地例如通过轴制齿部抗扭地相互连接。在传统的内燃机中通过公知的离合器盘片或动液压的变扭器保证的减震，在电的驱动单元中迄今为止未被设置。但正好在机动车中出现了高动态的负荷方向切换，例如通过ABS(防抱死系统)、ESP(电子稳定程序)和其它系统的制动干预或通过基于行车道上变化的牵引条件的切换反应。这导致(特别是通过电的驱动单元的典型很高的惯性矩被加强)在整个传动系中伴随显著的负荷过高的冲击。由此可能明显降低传动系的变速器、驱动单元和必要时其它的部件的所有传递转矩部分的使用寿命。此外，在公知的未经减震的系统中出现了技术人员公知的NVH(噪声、振动、声振粗糙度)问题。

这种离合装置还由US 6,470,560和EP 1 170 076 A1公知，在这些离合装置中通过套筒产生了未减震的连接，两个有待连接的轴端通过制齿部抗扭地容纳在所述套筒中。

由DE 93 08 521 U1已知一种弹性的离合器，在该离合器中使用皮带形式的弹性的离合元件。这种离合元件(在这种离合元件中，弹性基本上或几乎仅通过所使用的材料(例如弹性体)的材料特性产生)是易磨损的以及因此在使用寿命方面受限且考虑到NVH特性并不合适。

技术实现要素：

因此本实用新型的任务是，至少部分解决参照现有技术描述的问题以及特别是提供一种弹性的离合装置，该离合装置降低了负荷过高以及冲击引起的噪声(NVH)，具有提高的使用寿命以及必要时实现了驱动部分的结构尺寸的减小(尤其通过现在引入的减震和负荷过高的降低)。这种离合装置应当能进一步降低制造成本、安装成本和维护成本。进一步期望的是，离合装置适合至少部分补偿已连接的轴端的必要时出现的(几何形状的)偏移。

这些任务用按照如下特征所述的弹性的离合装置解决：

用于将第一轴端与第二轴端同轴地连接起来的弹性的离合装置，至少具有用于抗扭地布置所述第一轴端的套筒状的第一容纳部以及用于抗扭地布置所述第二轴端的、与所述第一容纳部沿轴向相间隔且同轴布置的套筒状的第二容纳部，所述第一容纳部和所述第二容纳部与套筒状的连接元件的两个端侧中的各一个连接，且所述连接元件进一步在其端侧之间沿着径向向外拱曲，从而在那里形成了沿周向环绕的空腔。

依此提出了一种用于将第一轴端和第二轴端同轴地连接起来的弹性的离合装置，该离合装置至少具有用于抗扭地布置第一轴端的套筒状的第一容纳部和用于抗扭地布置第二轴端的、与所述第一容纳部在轴向相间隔且同轴布置的套筒状的第二容纳部。第一容纳部和第二容纳部在此与套筒状的连接元件的两个端侧的各一个连接。此外，连接元件在其端侧之间沿径向向外拱曲，因而在那里形成了沿周向环绕的空腔。也就是换句话说，连接元件在端侧之间以及沿径向向外延伸，因而通过连接元件在其端侧之间以及沿着径向在容纳部外形成了环绕的空腔。

离合装置的弹性主要或基本上(或者甚至几乎仅)通过离合装置的造型建立以及很少(可以忽略)通过所使用的材料建立。

离合装置优选一体且完全由金属的材料制成。

离合装置上移到轴端上，因而所述轴端布置在各容纳部中。

连接元件优选在端侧之间一方面构成了用于(全面)和轴端接触的径向内置的容纳部以及另一方面构成了径向外置的拱曲，所述容纳部和拱曲至少部分彼此相间隔地覆盖。

离合装置使得两个彼此同轴布置的轴端的弹性的连接成为可能，其中，通过连接元件缓冲了沿轴向或周向的可能的振动。此外，在一定的限度内均衡了几何形状的偏差，例如轴端的转动轴线的角度偏移。尤其可以均衡第一轴端的转动轴线与第二轴端的转动轴线的(0.1度)直至0.2度的角度差。由此可以特别是也减小在轴端和容纳部之间的抗扭的连接的负荷以及因此对抗摩擦腐蚀的形成。

容纳部中的至少一个尤其具有用于抗扭地布置轴端的键齿部。在轴端和容纳部之间的抗扭的连接也可以例如借助配合键和槽和/或借助压配合建立。

按照一种优选的设计方案，连接元件在与空腔相邻的区域中具有多个开口。因此尤其指的是带有拱曲的径向外置的区段。多个开口允许了连接元件的更为强烈的变形以及容纳部彼此间朝下列方向中的至少一个的位置的更为强烈的改变：轴向；径向和周向。通过开口的尺寸、位置和数量可以使离合装置的刚度与各应用情形相适应。

连接元件尤其以与容纳部的连接为出发点，作为(理论上闭合的假想的)连续延伸的面沿着周向和沿着轴向以及沿径向在容纳部外延伸。连续意味着，连接元件的面不具有跃变部位。开口布置在这个总体上连续的表面中。

两个容纳部尤其以与连接元件的端侧的各连接为出发点，沿着轴向朝着彼此延伸。这尤其意味着，两个容纳部从端侧出发大致柱形地成形且取向彼此地延伸。

连接元件的至少一个端侧尤其布置在容纳部中的至少一个的端面处，其中，这个容纳部的端面面朝其它容纳部。连接元件的两个端侧优选布置在容纳部的端面(端面)处，因而连接元件沿着轴向基本上(仅)布置在两个容纳部之间。

离合装置优选一体地以及材料接合地实施。材料接合的连接指的是所有这样的连接，在这些连接中连接对通过原子力或分子力保持在一起。它们同时是不可松开的连接，这种连接仅通过毁坏连接器件才能分开。

离合装置尤其也一体地制造，例如通过铸造，其中，不排除通过变形或切削加工的其它的再加工。

离合装置尤其由多个单个零件制造，这些单个零件为了形成离合装置相互材料接合地(例如通过焊接、粘接或钎焊)连接。单个零件可以分别例如通过成型方法(例如铸造)或改型方法(例如深拉或类似工艺)制造。

至少容纳部尤其由一种金属的材料制成。

连接元件尤其由下列材料中的一种制造：金属的材料；有比弹性体小得多的弹性的塑料(亦即正好不是弹性体)；纤维增强的复合材料(例如GFK；CFK)。

按本实用新型的离合装置优选用于在轴-轴连接和轴-毂连接中传递转矩。在此，转矩尤其要在驱动轴和变速器输入轴之间传递。驱动轴在此优选配属于电的驱动单元，特别是机动车的电的驱动单元。

在离合装置布置在电的驱动单元和变速器之间时，尤其不使用任何其它的离合器(例如摩擦离合器或类似)。这因此也意味着，电的驱动单元和变速器的运动的质量实际上仅通过离合装置相互连接。相比迄今为止常见的刚性的连接(在该连接中，电的驱动单元的驱动轴刚性地(非弹性地)与变速器输入轴连接)，可以通过在此所提出的离合装置均衡容纳部彼此间朝下列方向中的至少一个的位置的改变：轴向、径向和周向。一方面通过开口的尺寸、位置和/或数量，和/或另一方面通过所使用的材料、材料厚度和/或连接元件的造型(例如它的拱曲/弧长)，可以使离合装置的刚度与各应用情形相适应。所述的参数可以单独或彼此任意组合地用作调整可行方案，特别是为了对在各已连接的构件(电的驱动单元、变速器等)中的不同的固有频率(谐振频率)和/或激励频率产生影响。

离合装置此外可以与现有的结构空间相匹配，或专门为当前的结构空间所设计。

进一步提出了一种机动车，其带有电的驱动单元和变速器以及至少一个按本实用新型的离合装置，其中，离合装置为了传递转矩而布置在驱动单元和变速器之间。

针对离合装置的实施方案也适用于它的应用和机动车，反之亦然。

附图说明

接下来借助附图详细阐释本实用新型和技术领域。要指出的是，附图示出了本实用新型的特别优选的实施变型方案，但附图并不局限于此。在附图中，为相同的对象使用相同的附图标记。附图中：

图1在剖面中以侧视图示出了离合装置的第一个实施变型方案；

图2在立体视图中示出了按图1的离合装置；

图3在剖面中以侧视图示出了离合装置的第一个实施变型方案和该离合装置在轴端上的布置；

图4在剖面中以侧视图示出了离合装置的第二个实施变型方案；

图5在立体视图中示出了按图4的离合装置；

图6在剖面中以侧视图示出了离合装置的第二个实施变型方案和该离合装置在轴端上的布置；

图7在剖面中以侧视图示出了离合装置的第三个实施变型方案；

图8在沿转动轴线的方向的视图中示出了按图7的离合装置，带有第一种形状的开口；

图9在立体图中示出了按图7和8的离合装置；

图10在沿转动轴线的方向的视图中示出了按第三个实施变型方案的离合装置，带有第二种形状的开口；以及

图11在沿转动轴线的方向的视图中示出了按第三个实施变型方案的离合装置，带有第三种形状的开口。

具体实施方式

图1在剖面图中以侧视图示出了离合装置1的第一个实施变型方案。离合装置1具有套筒状的第一容纳部4，其带有用于抗扭地布置第一轴端2(未示出)的键齿部13，还具有沿轴向5与第一容纳部4相间隔且同轴地布置的套筒状的第二容纳部6，带有用于抗扭地布置第二轴端3(同样未示出)的键齿部13。容纳部4、6和连接元件9与共同的转动轴线26同轴布置。两个容纳部4、6中的每一个都与套筒状的连接元件9的两个端侧7、8中的各一个连接。连接元件9进一步在端侧7、8之间延伸且沿着径向10向外延伸，因而通过在连接元件9的端侧7、8之间的以及沿着径向10在容纳部4、6外的连接元件9形成了一个沿周向11环绕的空腔12。

两个容纳部4、6在此从相应的与连接元件9的端侧7、8的连接处出发沿着轴向5朝着彼此延伸。连接元件9的端侧7、8例如通过沿周向11延伸的焊缝27在法兰25处连接在各容纳部4、6处。

可以看到，离合装置1由多个单个零件17制成，所述单个零件为了形成离合装置1而相互材料接合地连接(例如通过焊接)。

连接元件9、第一容纳部4和第二容纳部6可以由同样的或同一种材料，但也可以由不同的材料18制成。

图2在立体视图中示出了按图1的离合装置。连接元件9具有多个开口14，通过所述开口实现了连接元件9的更为强烈的变形以及因此实现了容纳部4、6彼此间朝下列方向中的至少一个的位置的更强的变化：轴向5、径向10和周向11。

通过开口14的尺寸、位置和数量，可以使离合装置1的刚度与各应用情况相适应。

连接元件9以在容纳部4、6处的连接为出发点，作为一个(理论上闭合的假想的)连续延伸的面沿着周向11以及沿着轴向5、沿着径向10在容纳部4、6外延伸。连续意味着，连接元件9的面没有跃变部位。开口14布置在这个总体上连续的表面中。

图3在剖面中以侧视图示出了离合装置1的第一个实施变型方案和它在轴端2、3上的布置。离合装置1布置在机动车23中，和电的驱动单元22和变速器24一起，其中，离合装置1为了传递转矩而布置在驱动单元22和变速器24之间。离合装置1因此用于在驱动轴20和变速器输入轴21之间的轴-轴连接。两个轴端2、3在此也布置在容纳部4、6中。

两个容纳部4、6在此也从在容纳部4、6处的连接元件9的端侧7、8处的相应的连接出发沿着径向5朝着彼此延伸。

连接元件9的端侧7、8例如通过沿周向11延伸的焊缝27连接在各容纳部4、6的法兰25处。

图4在剖面中以侧视图示出了离合装置1的第二个变型方案。图1的实施方案相应地适用。但离合装置1在此由两个单个零件17拼合，在此通过在连接元件9的区域中沿周向11环绕的焊缝27。第一容纳部4和第二容纳部6分别与连接元件9一体式连接。

图5在立体视图中示出了按图4的离合装置1。可以看到在连接元件9的区域中沿周向11环绕的焊缝27，焊缝设置用于材料接合地连接离合装置1的单个零件17。

图6在剖面中以侧视图示出了离合装置1的第二个变型方案和它在轴端2、3上的布置。图3的实施方案相应地适用。

图7在剖面中以侧视图示出了离合装置1的第三个变型方案。连接元件9的端侧7、8在此布置在容纳部4、6的周面28处。连接元件9的端侧7、8可以备选沿着径向10进一步向内延伸以及布置在容纳部4、6的端面15、16处(但在此未示出)，其中，第一容纳部4的端面15面朝第二容纳部6。然后正好在这种情况下将连接元件9沿轴向5基本上布置在两个容纳部4、6之间。

离合装置1在此也具有套筒状的第一容纳部4，带有用于抗扭地布置第一轴端2(未示出)的键齿部13，以及具有沿轴向5与该第一容纳部4相间隔且同轴布置的套筒状的第二容纳部6，带有用于抗扭地布置第二轴端3的键齿部13。容纳部4、6和连接元件9与共同的转动轴线26同轴布置。两个容纳部4、6中的每一个在此都通过周面28与套筒状的连接元件9的两个端侧7、8中的各一个连接。连接元件9进一步在端侧7、8之间以及沿着径向10向外延伸，因而通过连接元件9在该连接元件9的端侧7、8之间以及沿径向10在容纳部4、6外形成了一个沿周向11环绕的空腔12。

离合装置1在此由四个单个零件17拼合，在此通过在连接元件9的区域中沿周向11环绕的焊缝27以及通过用于将连接元件9的端侧7、8连接到各容纳部4、6处的各一条焊缝27。

图8在沿转动轴线26的方向的视图中示出了按图7的离合装置1，带有第一种形状的开口14。离合装置1的第三个实施变型方案也包括带有多个开口14(在此为沿径向10延伸的切槽)的连接元件9，通过这些开口实现了连接元件9的更为强烈的变形以及因此实现了容纳部4、6彼此间的位置的更为强烈的改变。

图9在立体的视图中示出了按图7和8的离合装置1。图2和5的实施方案在此相应地适用。但离合装置1在此由四个单个零件17拼合，在此通过一条在连接元件9的区域中沿周向11环绕的焊缝27以及通过在第一容纳部4与连接元件9之间和在第二容纳部6与连接元件9之间的两条沿周向11环绕的焊缝27。

图10在沿转动轴线26的方向的视图中示出了按第三种实施变型方案的离合装置1，带有第二种形状的开口14。开口14在此按三角形的类型设计。图8的实施方案相应地适用。

图11在沿转动轴线26的方向的视图中示出了按第三种实施变型方案的离合装置1，带有第三种形状的开口14。开口14在此按沿周向11倾斜的切槽的类型设计。图8的实施方案相应地适用。

附图标记列表

1 离合装置

2 第一轴端

3 第二轴端

4 第一容纳部

5 轴向

6 第二容纳部

7 第一端侧

8 第二端侧

9 连接元件

10 径向

11 周向

12 空腔

13 键齿部

14 开口

15 第一端面

16 第二端面

17 单个零件

18 材料

19 连接

20 驱动轴

21 变速器输入轴

22 驱动单元

23 机动车

24 变速器

25 法兰

26 转动轴线

27 焊缝

28 周面。