具有旋转轴线的用于电驱动机的摩擦离合器的制作方法

本发明涉及一种具有旋转轴线的用于电驱动机的摩擦离合器、一种具有这种摩擦离合器的用于电驱动机的传动单元、一种具有这种传动单元的用于机动车的电气化驱动系以及一种具有这种电气化驱动系的机动车。

背景技术：

由现有技术已知多种实施方式中的摩擦离合器，其用于可分离地并且可调节打滑地传递转矩。通常，现有的安装空间非常受限并且寻求可装配(拆卸)的解决方案，所述解决方案能够在可用的安装空间中使用。例如在电气化或混合动力化的机动车的电驱动机中，所述电驱动机不应仅通过固定的变速级与从动装置连接，而是应能够接入第二挡，以便能够以现有的发动机转速实现更高的车辆速度。为此需要负载切换离合器。但是，在此仅存在非常受限的径向安装空间。因此，必须与此相应地保持尺寸和实施方式最小。

技术实现要素：

由此出发，本发明的任务在于，至少部分地克服由现有技术已知的缺点。根据本发明的特征由说明书给出，对此列出有利的构型。本发明的特征可以以任意技术上有意义的方式和方法组合，其中，对此也可以考虑来自以下说明的阐述以及来自附图的特征，它们包括本发明的补充构型。

本发明涉及一种具有旋转轴线的用于电驱动机的摩擦离合器，其至少具有以下部件：

-处于常开配置中的摩擦组；

-用于接收轴向挤压力的对压板，其中，所述对压板实施为摩擦组的摩擦元件，所述摩擦元件具有在摩擦组侧的摩擦区域；和

-离合器盖，所述离合器盖与对压板轴向固定地连接并且摩擦组轴向地支撑在所述离合器盖上。

所述摩擦离合器的特征主要在于，离合器盖具有套筒部段和闭锁部段，其中，所述套筒部段和所述闭锁部段分开地形成并且彼此轴向固定，其中，离合器盖与对压板的摩擦区域重叠地与对压板连接。

如果没有另外明确的提示，则在下面参考所述旋转轴线使用轴向方向、径向方向或环绕方向和相应的概念。如果未明确指出不同情况，则在前文和下文说明中使用的序数仅用于明确的区分，而不表示所标记的部件的顺序或次序。大于一的序数并不意味着一定存在另外的这种部件。

摩擦离合器或摩擦组在已知的实施方式中实施为常开式配置。也就是说，在没有外部操纵力的情况下，转矩不经由摩擦组来传导。只有当摩擦组由外部的操纵力接合时，转矩才能经由摩擦组来传导。也就是说，摩擦离合器在未操纵状态下是断开的并且在负荷情况下通过接合系统(也称为操纵装置)被压合以传递所期望的转矩，即摩擦离合器闭合。根据该定义的摩擦组因此视具体的实施方式而定还包括杠杆弹簧或起相同作用的调节元件，借助于所述调节元件能够在中央(在旋转轴线处)操纵摩擦组，但是以尽可能大的有效直径和/或在摩擦环的平均半径处将挤压力导入到摩擦组中。

常开配置具有以下优点：与常闭配置(具有例如膜片弹簧)相比能够实现更小的(轴向)接合行程，并且因此该配置在轴向上更短地构造。

在应用在电驱动机中时，摩擦离合器从例如大于150km/h[一百五十千米每小时]的行驶速度开始才需要接合，使得在大多数情况下不必借助于摩擦组来传递转矩并且因此不必将操纵力导入到摩擦组中。摩擦离合器然后能够保持断开。

此外，常开配置在具有杠杆弹簧的实施方式中具有以下优点：所述杠杆弹簧的支承直径可以非常远地在外部定位在离合器盖上。由此将摩擦组中的刚度损失保持最小。

此外，摩擦离合器包括用于接收轴向挤压力的对压板。该对压板例如同时形成具有相应大的飞轮质量以及具有大的热质量的飞轮，用于接收待传递的(输入)转矩的以打滑的方式作为废热消散的能量。

用于传递转矩的功能部件、至少所述摩擦组被包在离合器盖中。该离合器盖轴向固定地与对压板连接、例如为了通常所要求的可拆卸性而被拧紧或铆接。摩擦组轴向地支撑在离合器盖上，使得在摩擦组接合时的反作用力和/或(所提供的)分离力因此(例如借助于至少一个板簧)被离合器盖接收。

现在在此提出，离合器盖以套筒部段和闭锁部段两件式地实施。在装配摩擦离合器时，套筒部段和闭锁部段以传递轴向力且传递转矩的方式彼此连接。

通过使离合器盖具有这两个部段，可能的是，离合器盖在摩擦组侧构造有向径向内部指向的第一连接凸缘并且在对压板侧构造有同样向径向内部指向的第二连接凸缘。因此，用于连接离合器盖和对压板的(如传统实施方式中常见的那样)向径向外部凸起的法兰不是必需的。同时，通过划分为两个部段确保了可装配性。

在一个优选的实施方式中，套筒部段和/或闭锁部段分别一体地、特别优选地由板料制成。

此外，在摩擦离合器的一种有利的实施方式中提出，摩擦组轴向地支撑在闭锁部段上并且套筒部段与对压板轴向固定。

在该实施方式中，对压板与套筒部段轴向固定，其中，套筒部段例如借助于多个接片构成在对压板侧的连接凸缘。闭锁部段例如纯(环)盘形地构造，即仅具有一个平面。在一个实施方式中，所述平面不是数学上纯粹平坦的，而是例如设置有凸轮环、肋、辐板或其它具有轴向隆起的器件。在中央形成用于外部操纵装置的贯通开口，从而可以在中央操纵摩擦组(或者可选的杠杆弹簧)并且可以在径向外部形成与套筒部段的连接。借助于闭锁部段形成用于摩擦组(或轴向预紧器件)和/或(可选的)杠杆弹簧的支撑面。在闭锁部段的外边缘上形成与延伸到该轴向区域中的套筒部段的优选直接的连接。此外，闭锁部段例如借助于盖铆钉与轴向预紧器件(参见下面的说明)连接。

此外，在摩擦离合器的一个有利的实施方式中提出，闭锁部段和套筒部段借助于卡口式闭锁部彼此轴向固定。

在该实施方式中，闭锁部段借助于卡口式闭锁部与套筒部段轴向固定，其中，卡口弹簧因此能够经由轴向敞开的卡口入口轴向地插入到卡口接收部中。由于闭锁部段随后围绕摩擦离合器的旋转轴线相对于套筒区段的相对扭转，卡口弹簧能够插入到相应的卡口槽中。所述卡口槽形成轴向作用的侧凹，使得闭锁部段然后相对于套筒部段轴向固定。

优选地，在卡口弹簧与卡口槽连接之前，摩擦组已经与闭锁部段连接、即预装配、例如铆接或者仍未变形地插入盖铆钉。在该优选实施方式中，套筒部段还未与对压板固定，而是仅当闭锁部段借助于卡口式闭锁部与套筒部段固定时(即仅在离合器盖的两个部段相对彼此扭转之后)才与对压板固定。

此外，在摩擦离合器的一个有利的实施方式中提出，闭锁部段由对压板一体构成并且套筒部段具有法兰，其中，摩擦组轴向地支撑在该法兰上。

在与前述实施方式相对于摩擦组轴向颠倒地实施的这个实施方式中，闭锁部段由对压板一体构成。摩擦组然后轴向地支撑在与套筒部段一体构成的(在摩擦组侧的)法兰上、即第一连接凸缘上。该实施方式具有以下优点：省去了其他单独的构件并且因此节省了成本和材料。例如，杠杆弹簧轴向地支撑在套筒部段的法兰上，和/或轴向预紧器件(参见下面的说明)与套筒部段的法兰连接、例如铆接。在一个实施例中，法兰周向闭合，在另一实施例中，法兰借助于多个接片或多个接片的组合构成。在该组合中，例如在(可选的)杠杆弹簧的轴向贴靠的直径区域中形成周向闭合的法兰，并且在轴向预紧器件的连接部的直径区域中对于每个连接部位形成向径向内部的凸起、即接片。

此外，在所述摩擦离合器的一个有利的实施方式中提出，离合器盖还包括至少一个固定元件，以防止套筒部段相对于闭锁部段的相对扭转。

对于摩擦离合器的许多应用情况，会出现不受力的运行点。于是，需要设置固定装置以防止相对(反向)扭转，并因此防止自拆卸。为此设置有至少一个固定元件，其(至少在卡口式闭锁部的闭合方向的反向转动方向上)防止闭锁部段相对于套筒部段扭转。

在卡口式闭锁部中，这种固定元件例如是与闭锁部段固定的保持接片，所述保持接片形成在卡口接收部的入口中，所述卡口接收部至少贴靠在卡口接收部的对立贴靠面上。

在具有与由对压板一体形成的闭锁部段连接的套筒部段的实施方式中，例如在套筒部段的柱形的周面中形成至少一个例如缝隙状的固定接收部，接片可以插入到该固定接收部中。所述接片至少在围绕旋转轴线的一个扭转方向上与该开口贴靠并且与闭锁部段至少旋转固定并且优选还轴向固定。

此外，在摩擦离合器的一个有利的实施方式中提出，离合器盖借助于至少一个盖铆钉、借助于至少一个轴向预紧器件与摩擦组连接。

在该实施方式中提出，两个区段中的一个的第一(摩擦组侧的)连接凸缘借助于至少一个、优选借助于所有的盖铆钉与轴向预紧器件连接。这种轴向预紧器件例如是板簧或板簧组件。轴向预紧器件又与摩擦组或者摩擦组的挤压板连接。优选地，轴向预紧器件也与挤压板铆接。

在一个优选的实施方式中，首先将轴向预紧器件与摩擦组的挤压板铆接，随后(必要时利用间隔套筒)将待布置在轴向预紧器件的盖侧的至少一个盖铆钉预定位，并且将杠杆弹簧定位在所述至少一个盖铆钉上。例如，所述至少一个盖铆钉在挤压板侧具有完成的(扁平的)铆钉头并且其变形端部轴向地背离该挤压板指向。于是，相关的部段通过所述至少一个盖铆钉来引导，而相应的另一部段轴向地(从摩擦组看)(情况1)定位在对压板之后，或者(情况2)当对压板实施为闭锁部段时，该对压板相对于套筒部段定位。随后，在情况1中，(在卡口式闭锁部的情况中优选在将卡口弹簧插入到卡口式槽中之后)将相关的在对压板侧的部段与对压板连接。在情况2中，最终设置有轴向固定元件，用于相对于套筒部段轴向地固定闭锁部段。在情况1中，如同情况2中那样可选地设置有固定元件以防相对扭转，其中，该固定元件优选在情况2中一体地集成到轴向固定元件中。

根据另一方面，提出一种用于电驱动机的传动单元，所述传动单元具有根据上述说明的实施方式的摩擦离合器和切换传动机构，所述切换传动机构具有第一变速档和第二变速档，其中，在所述摩擦离合器的断开状态下，以传递转矩的方式仅接通第一变速档，并且在所述摩擦离合器的闭合状态下，以传递转矩的方式接入第二变速档。

在该实施方式中，根据按照上述说明的实施方式的摩擦离合器设置成用于在电驱动机的情况下、优选在电气化或混合动力化的机动车中使用。摩擦离合器与切换传动机构连接并因此形成传动单元。与使用内燃机的应用(在所述应用中需要内燃机能够与传动机构完全脱耦)不同，在摩擦离合器的断开状态下转矩在这里经由第一变速档来传导并且在闭合状态下以传递转矩的方式接入第二变速档。这些变速档彼此之间的区别在于其各自的传动比，并且例如借助于正齿轮传动机构构成、优选为了小的轴向安装空间需求而借助于行星滚子传动机构构成。在变速档之后的转矩传递系中，从动轴、例如在机动车中首先是差速器和/或固定的(最终)变速级设置为在摩擦离合器侧提供的转矩的消耗器。

根据另一方面，提出一种用于机动车的电气化驱动系，其至少具有以下部件：

-电驱动机；

-至少一个消耗器；和

-第一传动系，用于在所述电驱动机和所述至少一个消耗器之间传递转矩，

其中，所述第一传动系包括根据上述说明的实施方式的摩擦离合器或者根据上述说明的实施方式的传动单元。

这里提出的电气化驱动系具有带有电驱动机的传动系。在该实施方式中，所述至少一个消耗器、例如在机动车中用于推进机动车的驱动轮能够由电驱动机借助于传动系被供以转矩。也可以与所说明的主状态相反地将由消耗器引入的转矩施加到电驱动机上(发电机运行和/或发动机制动)。在此提出的摩擦离合器或者传动单元的特征在于摩擦离合器的非常小的结构尺寸以及简单的可装配性和可拆卸性。同时，制造成本低并且惯性和材料耗费小。

在电气化驱动系的一种实施方式中还设有内燃机，即形成混合动力驱动系。电驱动机在此是用于提供可机械式使用的转矩的唯一的驱动机，并且内燃机串联地连接，即设置为増程器(连同可能附加的发电机或电动机发电机)用于给蓄电池(电池)充电。替代地，内燃机并联连接并且经由另外的传动系为了进行推进(可接通地或持久地)以传递转矩的方式与驱动轮连接。该另外的传动系可能包括另外的电机，该电机例如作为电动机发电机用于产生电能并且用于输出支持转矩(助力)。

根据另一方面，提出一种机动车，其具有根据上述说明的实施方式的电气化驱动系和至少一个驱动轮，其中，所述至少一个驱动轮能够在一个时间点上借助于电驱动机被供以转矩。

正是在具有电气化驱动系的机动车中，由于用于所要求的续航距离的大的蓄电池，轴向和/或径向的安装空间特别小，因此特别有利的是使用小的结构尺寸的电气化驱动系。

在根据欧洲分类的小型车等级的载客车中，该问题变得尖锐。在小型车等级的载客车中所使用的设备相对于较大车辆等级的载客车没有明显缩小。然而，在小型车中所提供的安装空间明显更小。在这里所提出的具有上述电气化驱动系的机动车中，对于第一传动系中的摩擦离合器仅需要非常小的安装空间。因此，切换传动机构和第二传动系的安装能够至少部分地被补偿。

在机动车的一种替代的实施方式中，使驱动系混合动力化，即设置有内燃机，该内燃机用于进行推进(并联式混合动力驱动系)或唯一地作为用于给蓄电池充电的増程器(串联式混合传动系)使用。

载客车根据例如尺寸、价格、重量和功率来分配车辆等级，其中，该定义根据市场需求经历了持续的变化。根据欧洲分类的小型车和微型车等级的车辆在美国市场中被分配给微型车(sub-compactcar)的等级，并且在英国市场中它们对应于超级迷你等级或城市车等级。所述微型车等级的示例是volkswagenup！或renaulttwingo。小型车等级的示例是alfaromeomito、volkswagenpolo、fordka+或renaultclio。小型车等级中已知的全混合动力型是bmwi3、audia3e-tron或toyotayarishybrid。已知的全电动机动车是teslamodels、audie-tron(2018)或porschetaycan。

附图说明

下面在相关的技术背景下参照示出优选构型的附图详细阐述上述发明。本发明不以任何方式受到纯示意性附图的限制，其中，要注意的是，附图不是尺寸精确的并且不适用于限定尺寸比例。其示出了：

图1：具有对压板作为闭锁部段的摩擦离合器的剖视图；

图2：具有对压板作为闭锁部段的摩擦离合器的立体视图；

图3：具有卡口式闭锁部的摩擦离合器的剖视图；

图4：具有卡口式闭锁部的摩擦离合器的立体视图；和

图5：机动车中的电气化驱动系。

具体实施方式

在图1中以立体剖视图示出摩擦离合器1，该摩擦离合器在图2中以立体视图示出。摩擦离合器1的部件可围绕中央旋转轴线3旋转。如在传统的摩擦离合器1中那样，当摩擦组4没有被压紧时，摩擦盘32连同中央轴、例如传动机构输入轴37可相对于离合器盖7、对压板5和摩擦组4的其余部件旋转。摩擦组4在此包括挤压板31和所述摩擦盘32作为摩擦副。在此示出的摩擦盘32以传统的方式在两侧分别具有摩擦衬片和在其间(可选地)具有衬片弹簧装置。为了进行操纵，摩擦组4(可选地)包括杠杆弹簧33，所述杠杆弹簧支撑在挤压板31上(在此通过凸轮环)并且对立地在径向上尽可能远地在外部支撑在离合器盖7上。操纵装置(在此未示出)在中央作用到杠杆弹簧33的接片上，从而所述杠杆弹簧的(外部的)操纵力以当前的杠杆比被转换地转化为作用到挤压板31上的挤压力。对压板5(其优选也形成飞轮)形成用于挤压力的支座，从而摩擦盘32在挤压板31与对压板5之间可以被轴向压紧并且设置成在压紧状态下用于摩擦锁合地传递转矩。与摩擦盘32相匹配地，在对压板5上形成摩擦区域6，该摩擦区域例如具有单独加工的表面或者简单地作为摩擦盘32和对压板5的(环形)径向重叠区域形成。因此，转矩可以由对压板5或离合器盖7摩擦锁合地传递到中央轴37上。当摩擦组4相反地未被压紧时，在该配置中借助于在此实施为(三个)板簧组的轴向预紧器件17确保摩擦副(挤压板31、摩擦盘32和对压板5)的最小的轴向抬离。轴向预紧器件17的板簧组件例如分别借助于板铆钉(未示出)与挤压板31轴向固定并且借助于盖铆钉16(借助于间隔套筒34被限定地间隔开地)与离合器盖7轴向固定。由此提供抵抗(外部)操纵力的轴向预紧力。

在这里，现在离合器盖7被分为套筒部段8和与该套筒部段分开的闭锁部段9。闭锁部段9在这里由对压板5一体形成。套筒部段8以柱形的周面区段以及摩擦组侧的法兰13套在摩擦组4上，其中，在中央设有用于在外部操纵杠杆弹簧33的通道。摩擦组4借助于法兰13、在此借助于(例如三个)盖铆钉16与离合器盖7以持久地传递转矩的方式并且可轴向运动地连接。闭锁部段9或者对压板5在这里借助于(三个)轴向固定元件14并且借助于盖螺栓35以及分别借助于相应的固定接收部36(这里为槽形)与套筒部段8轴向固定，并且还转矩刚性地连接。轴向固定元件14可作为最终的装配步骤贴靠到对压板5上并且其相应的接片可径向地插入到对应的固定接收部36中并且之后可以借助于盖螺栓35与对压板5固定。

在图3中(以摩擦组侧的视图)和图4中(以对压板侧的视图)示出摩擦离合器1的另一实施方式，其中设有卡口式闭锁部10。摩擦组4、对压板5和传动机构输入轴37至少与根据图1和图2的实施方式功能相同地实施。但是，离合器盖7的结构大致在轴向上颠倒：套筒部段8具有用于(借助于相应数量的盖螺栓35)轴向地并且转矩刚性地与对压板5固定的法兰13(在此可选地由多个接片组成)并且在摩擦组侧敞开地构型。闭锁部段9是独立的单独的构件，其形成用于摩擦组4或(可选的)杠杆弹簧33的轴向贴靠部。为此，闭锁部段9以(在此多个)接片状的卡口弹簧11经由轴向敞开的卡口入口插入到卡口接收部中并且借助于套筒部段8与闭锁部段9的相对扭转插入到卡口槽12中。由此，套筒部段8和闭锁部段9在轴向上相对彼此固定。在一种实施方式中，套筒部段8和闭锁部段9在围绕旋转轴线3的两个转动方向中的一个方向上旋转地相对彼此固定。对于在反向转动方向上的(可选的)固定，在此将卡口固定元件15以如下方式定位在卡口开口中，从而禁止在至少反向转动方向上的相对扭转，即，禁止卡口式闭锁部10的松脱。在此，卡口固定元件15(可选地)借助于摩擦组4的盖铆钉16与闭锁部段9旋转(并且轴向)固定。因此，闭锁部段9和套筒部段8在两个转动方向上转矩刚性地且轴向地彼此连接。

在图5中纯示意性地从上方示出具有电气化驱动系22的机动车23。在此，例如示出具有根据在此说明的实施方式的摩擦离合器1的电(主)驱动机2和(可选地在并联式混合动力驱动系中)示出附加的(驱动)内燃机24。但是，所述摩擦离合器1也可以在纯电动的驱动系20中、例如仅在第一传动系27中使用(参见下面)或者在(例如具有作为纯増程器的内燃机24的)串联式混合动力驱动系中使用。在另一实施方式中，内燃机24单独地或与另一电机(未示出)一起形成等价于(电)驱动机2的驱动装置或甚至形成机动车23的主驱动装置。

摩擦离合器1在(第一)传动系27中连接在驱动机2和消耗器之间，所述消耗器在此简化地表示为左驱动轮25和右驱动轮26。因此，驱动机2的转矩在摩擦离合器1的断开状态下经由切换传动机构19的第一变速档20来传导。在闭合状态下(摩擦组4压紧，参见图1)，转矩通过第二变速档21传导至驱动轮25、26。摩擦离合器1和切换传动机构19因此形成(第一)传动系27的传动单元18的一部分。以在此未详细阐述的方式，借助于另一(第二)传动系28将(可选的)内燃机24的转矩传导至驱动轮25、26。在所示配置中，电气化驱动系22在主行驶方向上(根据图示向左)沿纵轴线30布置在驾驶室29之前并且还表示为前轴驱动装置。其它的配置也是可能的，例如电气化驱动系22布置在驾驶室29之前或之后的后部驱动。此外，也可以使用(电)驱动机2与驱动轮25、26的输出轴同轴的布置。

在此提出的摩擦离合器能够在极小的安装空间要求下简单地装配和拆卸。

附图标记列表

1摩擦离合器

2电驱动机

3旋转轴线

4摩擦组

5对压板

6摩擦区域

7离合器盖

8套筒部段

9闭锁部段

10卡口式闭锁部

11卡口弹簧

12卡口槽

13法兰

14轴向固定元件

15卡口固定元件

16盖铆钉

17轴向预紧器件

18传动单元

19切换传动机构

20第一变速档

21第二变速档

22电气化驱动系

23机动车

24内燃机

25左驱动轮

26右驱动轮

27第一传动系

28第二传动系

29驾驶室

30纵轴线

31挤压板

32摩擦盘

33杠杆弹簧

34间隔套筒

35盖螺栓

36固定接收部

37传动机构输入轴