阅读说明：本技术 具有作为离合器载体的扭振减振器的离合器单元、具有离合器单元的混合动力模块 (Clutch unit with torsional vibration damper as clutch carrier, hybrid module with clutch unit ) 是由 马尔科·格雷特尔 洛亚尔·格奥尔格·麦克米利安 马库斯·贝尔 卡斯滕·迈尔 于 2019-01-15 设计创作，主要内容包括：本发明涉及用于机动车的动力总成的离合器单元(1),其具有起驱动元件作用的转矩输入构件(2)和起从动元件作用的转矩输出构件(3),转矩输出构件能通过在使用摩擦副(4)的情况下能切换的离合器(5)与转矩输入构件(2)以传递转矩的方式连接,其中,离合器(5)具有两个子离合器(10、16),转矩输入构件(2)和转矩输出构件(3)能借助这两个子离合器以传递转矩的方式连接,其中,两个子离合器(10、16)中的一个子离合器构造为形状锁合式离合器(16、17),并且两个子离合器(10、16)中的另一子离合器构造为摩擦锁合式离合器(10、11)。此外,本发明还涉及具有第一驱动机的混合动力模块,第一驱动机的从动轴能通过这种离合器单元(1)与第二驱动机的从动轴或变速器输入轴连接。(The invention relates to a clutch unit (1) for a drive train of a motor vehicle, comprising a torque input element (2) acting as a drive element and a torque output element (3) acting as a driven element, which can be connected to the torque input element (2) in a torque-transmitting manner by means of a clutch (5) that can be switched using a friction pair (4), wherein the clutch (5) has two partial clutches (10, 16) by means of which the torque input element (2) and the torque output element (3) can be connected in a torque-transmitting manner, wherein one of the two partial clutches (10, 16) is designed as a form-locking clutch (16, 17), and the other of the two partial clutches (10, 16) is designed as a friction-locking clutch (10, 11). The invention further relates to a hybrid module having a first drive machine, the output shaft of which can be connected to the output shaft of a second drive machine or to the transmission input shaft by means of such a clutch unit (1).)

具有作为离合器载体的扭振减振器的离合器单元、具有离合 器单元的混合动力模块

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的动力总成的离合器单元，其具有：起驱动元件作用的转矩输入构件、例如曲轴或相对曲轴固定的部件，转矩输入构件尤其用于导入第一驱动机、如尤其内燃机的转矩；和起从动元件作用的转矩输出构件、例如变速器输入轴或第二驱动机的从动轴、尤其电机的从动轴，其中，转矩输出构件可以通过优选在使用摩擦副、例如摩擦衬片和/或叠片的情况下能切换的离合器、尤其通过分离离合器与转矩输入构件以传递转矩的方式连接，其中，离合器具有两个子离合器，转矩输入构件和转矩输出构件可以借助子离合器以传递转矩的方式连接。此外，本发明还涉及具有第一驱动机的混合动力模块，第一驱动机的从动轴可以通过这种离合器单元与第二驱动机的从动轴或变速器输入轴连接。

背景技术

由现有技术已经公知了这种离合器单元。DE 10 2009 032 336 A1例如公开了用于车辆的动力总成的在内燃机的曲轴与变速器的变速器输入轴之间的转矩传递装置，其包括分离离合器和双质量飞轮，其中，双质量飞轮和分离离合器串联布置在曲轴与变速器输入轴之间，其中，双质量飞轮布置在曲轴侧，并且分离离合器布置在变速器输入轴侧。

DE 10 2010 054 545 A1也公开了一种用于车辆的动力总成的在内燃机的曲轴与变速器的变速器输入轴之间的转矩传递装置，其包括分离离合器和双质量飞轮，其中，双质量飞轮和分离离合器串联布置在曲轴与变速器输入轴之间，其中，双质量飞轮布置在曲轴侧，并且分离离合器布置在变速器输入轴侧，并且其中，电驱动器的转子径向围嵌分离离合器的部件，其中，分离离合器是多盘式离合器。

然而，现有技术总是具有如下缺点：即这种离合器单元和前置的扭振减振器需要大的结构空间，并且用于减少转动不均匀性的成本费用是非常大的。现有技术也具有如下缺点：即在湿式运行的、基于摩擦的分离离合器中，此外通过带排力矩形成高的损耗；在干式运行的、基于摩擦的分离离合器中，还有结构空间需求是很大的；并且在基于形状锁合式分离离合器中，此外难以实现可操控性。

发明内容

因此，本发明的任务是，避免或至少减小来自于现有技术的缺点。尤其应该研发如下的离合器单元：其优选一方面满足分离离合器的功能，另一方面满足减少转动不均匀性的功能，并且同时在其需要的结构空间和成本中有所减少。尤其应该提供如下的分离离合器：在其中形成小的损耗，其需要仅很小的结构空间，具有良好的可操控性，并且可以廉价地制造。

本发明的任务在按类属的设备中根据本发明以如下方式解决：即离合器具有两个子离合器，借助它们，转矩输入构件和转矩输出构件能以传递转矩的方式连接，其中，两个子离合器中的一个子离合器构造为形状锁合式离合器，并且两个子离合器中的另一子离合器构造为摩擦锁合式离合器。

这具有如下优点：由此能够实现不同地设计两个子离合器，从而分离离合器的功能可以被拆分到子离合器中。因此，对于分离离合器的一个功能、尤其第一驱动机的启动，可以使用摩擦锁合式离合器，并且对于分离离合器的另一功能、尤其第一驱动机的联接，可以使用形状锁合式离合器，以便可以使两个离合器类型的优点相互组合。通过将功能有针对性地分配给这两个分离离合器来解决本发明的任务，从而通过摩擦锁合式离合器实现以更小的力矩要求来启动发动机的高的可操控性，并且通过形状锁合式离合器可以传递更高的力矩。由此得到离合器损耗和所需结构空间的减少，以及离合器可操控性的改进和成本的优化。

有利的实施方式在从属权利要求中要求保护，并且随后详细阐述。

此外适宜的是，离合器单元具有扭振减振器，其具有两个相对彼此受阻尼的用于减少尤其内燃机的转动不均匀性的质量件，扭振减振器布置在转矩输入构件与转矩输出构件之间，其中，扭振减振器的两个质量件中的至少一个质量件同时设计为用于摩擦副的载体。这具有如下优点：即将用于减少转动不均匀性的功能整合在满足分离离合器(K0)的功能的结构组件中。因此，以有利的方式可以节约轴向的结构空间，并且将用于减少转动不均匀性的成本保持很小。

此外适宜的是，至少一个承载/容纳摩擦副的质量件构造为叠片载体。

此外有利的是，离合器和扭振减振器至少部分地、优选完全地布置在轴向方向上的相同区域中。也就是说，离合器和扭振减振器布置在相同的轴向高度中。因此，使轴向的总长度减少了针对减少转动不均匀性的功能的轴向长度。

在此有利的是，离合器和扭振减振器径向套叠，即在径向方向上依次/重叠地布置。通过径向套叠明显节约了轴向的结构空间、即在其他情况下对于扭振减振器所需要的轴向的结构空间。

此外适宜的是，扭振减振器在径向方向上布置在离合器以外。特别优选的是，扭振减振器布置为使得其径向包围离合器。因此可以有利地提高惯性力矩。

在备选的实施方式中也可能的是，扭振减振器在径向方向上布置在离合器之内，从而使离合器径向包围扭振减振器。

特别优选的是，形状锁合式离合器构造为切换牙嵌式设备/牙嵌式离合器。尤其有利的是，形状锁合式离合器布置和设计为使得其用于联接内燃机与动力总成，即此时机动车的变速器输入轴通过内燃机来驱动。由此，以有利的方式实现的是，内燃机的从动轴无滑差地并且以非常小的损耗与变速器输入轴联接。

也有利的是，摩擦锁合式离合器构造为单盘式/多盘式/多片式离合器。由此避免在摩擦锁合式离合器闭合时突然传递转矩。

也有利的是，摩擦锁合式离合器和形状锁合式离合器具有相互独立的或分开的用于限制离合器行程的离合器止挡件。

特别优选的是，摩擦锁合式离合器布置和设计为使得其用于通过第二驱动机/电机启动内燃机。为了启动内燃机，电机的从动轴通过摩擦锁合式离合器与内燃机联接，从而由电机施加的转矩可以用于启动、即用于牵引内燃机。

在优选的实施方式中，摩擦锁合式离合器的摩擦面平坦或锥形/锥状地实施。

此外适宜的是，一个子离合器的操纵方向与另一子离合器的操纵方向相反。由此，对于两个子离合器可以使用不一样大的操纵面。此外由此，针对通过形状锁合式离合器导致的连接能够实现简单的挂入和挂出，并且在通过摩擦锁合式离合器导致的连接时能够实现扭振减振器的跨过/脱联。

此外有利的是，摩擦锁合式子离合器的操纵面与形状锁合式子离合器的操纵面相比是不一样大的。这具有如下优点：即不必在摩擦离合器的必要的驱动力和形状锁合式离合器的必要的动作速度之间进行妥协。

此外有利的是，扭振减振器布置为使得其在形状锁合式子离合器未***纵时与动力总成脱联。也就是说，当摩擦锁合式子离合器闭合并且形状锁合式子离合器断开时，扭振减振器被跨过。也就是说，扭振减振器仅在形状锁合式子离合器闭合时是动力总成的一部分。由此，扭振减振器有利地不必在内燃机被牵引时被一同拖动，而是当还需要减少转动不均匀性时才在动力总成中被一同拖动。

也可能的是，一个子离合器的操纵方向(子离合器在该方向上被调节，以便***纵)与另一子离合器的操纵方向相同。也就是说，两个子离合器在相同的操纵方向上***纵。用于操纵两个子离合器的操纵系统尤其布置和构造为使得在操纵形状锁合式子离合器之前操纵摩擦锁合式子离合器。因此以简单的方式实现的是，在通过操纵形状锁合式子离合器使内燃机耦联至变速器输入轴来驱动机动车之前，首先通过操纵摩擦锁合式子离合器来牵引内燃机。

此外有利的是，两个子离合器设计成使得它们通过转动执行件(Drehdurchführung)来操纵。由此可以获得对于摩擦锁合式离合器来说必要的挤压力和对于形状锁合式离合器来说必要的速度。

在此尤其有利的是，以小的摩擦直径实现转动执行件。因此，损耗力矩保持很小。

此外适宜的是，两个子离合器布置成使得它们通过共同的操纵系统***纵。由此可以取消用于操纵的附加的元件。

此外有利的是，根据本发明的离合器单元使用在湿式运行的系统中，因为操纵可以通过转动执行件简单地整合。

特别优选的是，扭振减振器构造为双质量飞轮，双质量飞轮具有初级飞轮质量和次级飞轮质量，初级飞轮质量布置在发动机侧/初级侧、即内燃机侧，次级飞轮质量布置在变速器侧/次级侧。

在优选的实施方式中，摩擦锁合式子离合器和形状锁合式子离合器接驳在双质量飞轮的次级侧/次级质量件上、即双质量飞轮的变速器侧上。

在此有利的是，摩擦锁合式子离合器朝发动机/内燃机方向布置，或形状锁合式子离合器朝发动机方向布置。此外优选的是，摩擦锁合式子离合器构造为具有锥形布置的摩擦元件的圆锥离合器。

在另外的优选的实施方式中，摩擦锁合式子离合器接驳在双质量飞轮的初级侧/初级质量件上，并且形状锁合式子离合器接驳在双质量飞轮的次级侧/次级质量件上。

在此有利的是，两个子离合器轴向套叠地布置，或两个子离合器径向套叠地布置。由此，需要的结构空间可以保持非常小。

在附加的有利的实施方式中，卡锁件设置在离合器上，在形状锁合式子离合器***纵时，该卡锁件使得调节进入端点和中间位变得容易，在端点中，牙嵌式离合器的爪牙被挂入，形状锁合式子离合器因此闭合，在中间位中，两个子离合器均未***纵。由此改进形状锁合式子离合器的可操控性和“常驻(normally-stay)”特性。

本发明的任务也通过例如用于P2混合动力应用的混合动力模块解决，混合动力模块具有第一驱动机、尤其内燃机，第一驱动机的从动轴能通过根据本发明的离合器单元与第二驱动机的从动轴、尤其电机的从动轴或变速器输入轴连接。

在此有利的是，第一驱动机的从动轴用作转矩输入构件，和/或第二驱动机的从动轴或变速器输入轴用作转矩输出构件。也适宜的是，离合器的摩擦锁合式子离合器用于通过第二驱动机的从动轴启动第一驱动机，和/或离合器的形状锁合式子离合器用于无滑差地联接第一驱动机与第二驱动机的从动轴或变速器输入轴。

换言之，本发明涉及一种结构组件，在该结构组件中集合了分离离合器的功能和用于减少内燃机的转动不均匀性的功能。在此，这两种功能基本上径向套叠地布置，以便在轴向上尽可能短地构建。在此，用于减少转动不均匀性的功能位于径向外部，分离离合器的功能位于径向内部。为了减少转动不均匀性例如可以使用双质量飞轮或离心摆。

附加地，分离离合器的功能被分为用于联接内燃机与变速器的功能和用于牵引内燃机的功能。为了与内燃机联接而使用形状锁合元件(切换牙嵌式设备)，并且为了牵引而使用能调制的摩擦元件。在此，摩擦元件可以单面地或多面地实施以及平坦地或锥形地实施。

用于两个功能的运动方向可以相同也可以是相反的方向。在一个运动方向上实现功能时，在实施无滑差的“联接功能”之前，首先在内燃机启动时实施“摩擦功能”。与在相同或相反的方向上的操纵无关地，实现“联接”功能的特征在于，在执行用于激活功能的运动之后没有形成损耗或仅形成很小的损耗。在相反的方向上实施功能是有利的，因为一方面对于离合器功能来说可以实现简单的主动的挂入和挂出，并且另一方面对于“牵引”来说，在启动过程期间可以跨过用于减少转动不均匀性的功能，这可以明显减少其机械负载。此外，由此可以使用不一样大的操纵面，从而不必在摩擦元件的必要的挤压力与用于牙嵌式设备的必要的动作速度之间进行妥协。在湿式运行的系统中，两个功能的操纵可以有利地通过轴和转动执行件以很小的摩擦直径实现。

附图说明

本发明随后借助附图进行阐述。其中：

图1示出了根据本发明的在第一实施例中的离合器单元的纵向截面图，该离合器单元具有分离离合器的摩擦锁合式子离合器和形状锁合式子离合器，这些子离合器接驳至扭振减振器的次级质量件，其中，摩擦锁合式子离合器朝第一驱动机方向布置；

图2示出了在第二实施例中的离合器单元的纵向截面图，该离合器单元具有摩擦锁合式子离合器和形状锁合式子离合器，这些子离合器接驳至扭振减振器的次级质量件，其中，形状锁合式子离合器朝第一驱动机方向布置；

图3示出了在第三实施例中的离合器单元的纵向截面图，该离合器单元具有摩擦锁合式子离合器和形状锁合式子离合器，摩擦锁合式子离合器接驳至扭振减振器的初级质量件，形状锁合式子离合器接驳至扭振减振器的次级质量件，其中，子离合器轴向套叠地布置；

图4示出了在第四实施例中的离合器单元的纵向截面图，该离合器单元具有摩擦锁合式子离合器和形状锁合式子离合器，摩擦锁合式子离合器接驳至扭振减振器的初级质量件，形状锁合式子离合器接驳至扭振减振器的次级质量件，其中，子离合器径向套叠地布置；

图5示出了在第五实施例中的离合器单元的纵向截面图，该离合器单元具有构造为圆锥离合器的摩擦锁合式子离合器；并且

图6示出了在第六实施例中的离合器单元的纵向截面图，该离合器单元具有用于形状锁合式子离合器的卡锁件。

附图仅是象征性的，并且仅用于理解本发明。相同的元件用相同的附图标记表示。实施例的不同的特征可以互换。

具体实施方式

图1示出了用于机动车的动力总成的离合器单元1。离合器单元1具有起驱动元件(或从动元件)作用的转矩输入构件2和起从动元件(或驱动元件)作用的转矩输出构件3。转矩输出构件3可以通过在使用摩擦副4的情况下能切换的离合器/分离离合器5与转矩输入构件2以传递转矩的方式连接。离合器单元1也具有用于减少转动不均匀性的扭振减振器6，其构造为双质量飞轮。扭振减振器6具有与转矩输入构件2连接的初级质量件7和通过离合器5与转矩输出构件3连接的次级质量件8。初级质量件7相对于次级质量件8受阻尼。初级质量件7或次级质量件8同时用作用于离合器5的摩擦副4的载体9，或与载体9一体地构造。

离合器5具有摩擦锁合式子离合器10，其构造为多片式离合器11。当摩擦锁合式子离合器10闭合时，转矩输入构件2和转矩输出构件3以传递转矩的方式连接。多片式离合器11具有内叠片载体12和外叠片载体14，内叠片载体12以抗相对转动、但能轴向移动的方式容纳内叠片13，外叠片载体14以抗相对转动、但能轴向移动的方式容纳外叠片15。内叠片13和外叠片15用作摩擦副4。外叠片载体14与初级质量件7或次级质量件8一体地构造。在图1所示的第一实施例中，外叠片载体14与次级质量件8一体地构造。

扭振减振器6布置在和离合器5相同的轴向高度上，从而扭振减振器6和离合器5径向套叠地布置。扭振减振器6径向布置在离合器5之外，从而扭振减振器径向包围离合器。

离合器5具有形状锁合式子离合器16，其构造为牙嵌式离合器/牙嵌式切换设备17。当形状锁合式子离合器16闭合时，转矩输入构件2和转矩输出构件3以传递转矩的方式连接。牙嵌式离合器17具有转矩输出构件侧的爪牙18和转矩输入构件侧的爪牙19。

形状锁合式子离合器16和摩擦锁合式子离合器10通过转动执行件20操纵。在此，形状锁合式子离合器16的操纵方向与摩擦锁合式子离合器10的操纵方向相反。操纵方向也可以是相同的，即使这没有在附图中示出。

在所有实施方式中，摩擦锁合式子离合器10和形状锁合式子离合器16具有彼此独立的或分开的止挡件，由此，离合器单元1与经典的变速器同步单元区别开来。

在图1所示的第一实施例中，用于摩擦锁合式子离合器10的外叠片载体14和用于形状锁合式子离合器16的转矩输入构件侧的爪牙19与扭振减振器6的次级质量件8牢固地连接。次级质量件8通过弹簧21与初级质量件7联接。摩擦锁合式子离合器10朝发动机方向、即靠近转矩输入构件2地布置，并且形状锁合式子离合器朝变速器方向、即靠近转矩输出构件3或变速器输入轴地布置。转动执行件在轴向方向上布置在形状锁合式子离合器16与摩擦锁合式子离合器10之间。

在图2所示的第二实施例中，用于摩擦锁合式子离合器10的外叠片载体14和用于形状锁合式子离合器16的转矩输入构件侧的爪牙19与扭振减振器6的次级质量件8牢固地连接。摩擦锁合式子离合器10朝变速器方向、即靠近转矩输出构件3地布置，并且形状锁合式子离合器朝发动机方向、即靠近转矩输入构件2或变速器输入轴地布置。转动执行件在轴向方向上布置在形状锁合式子离合器16与摩擦锁合式子离合器10之间。

在图3所示的第三实施例中，用于摩擦锁合式子离合器10的外叠片载体14与扭振减振器6的初级质量件7牢固地连接，并且用于形状锁合式子离合器16的转矩输入构件侧的爪牙19与扭振减振器6的次级质量件8牢固地连接。摩擦锁合式子离合器10朝发动机方向、即靠近转矩输入构件2地布置，并且形状锁合式子离合器朝变速器方向、即靠近转矩输出构件3或变速器输入轴地布置。子离合器10、16在轴向方向上套叠地布置。转动执行件在轴向方向上布置在形状锁合式子离合器16与摩擦锁合式子离合器10之间。

在图4所示的第四实施例中，用于摩擦锁合式子离合器10的外叠片载体14与扭振减振器6的初级质量件7牢固地连接，并且用于形状锁合式子离合器16的转矩输入构件侧的爪牙19与扭振减振器6的次级质量件8牢固地连接。子离合器10、16在径向方向上套叠地布置，其中，形状锁合式子离合器16径向布置在摩擦锁合式子离合器10之外。两个子离合器10、16布置在发动机侧，并且转动执行件20布置在变速器侧。

图5示出了第五实施例中的离合器单元1，除了如下特征：摩擦锁合式离合器10构造为具有锥形/锥状的摩擦衬片的圆锥离合器22，并且没有如在第一实施例中那样构造为具有平坦的摩擦衬片的多片式离合器，第五实施例在所有其他特征方面相应于第一实施例。

图6示出了在第六实施例中的离合器单元1，除了如下附加特征：在第六实施例中存在卡锁件23，第六实施例在所有其他特征方面相应于第四实施例。卡锁件23具有弹簧预紧的球24，当牙嵌式离合器17被置入端部位置(在其中爪牙18、19被挂入)中，即牙嵌式离合器17***纵时，或牙嵌式离合器被置入中间位(在其中牙嵌式离合器17和多片式离合器11被断开)中时，球嵌入相对应的留空部25中。

附图标记列表

1 离合器单元

2 转矩输入构件

3 转矩输出构件

4 摩擦副

5 离合器/分离离合器

6 扭振减振器

7 初级质量件

8 次级质量件

9 叠片载体

10 摩擦锁合式子离合器

11 多片式离合器

12 内叠片载体

13 内叠片

14 外叠片载体

15 外叠片

16 形状锁合式子离合器

17 牙嵌式离合器

18 爪牙

19 爪牙

20 转动执行件

21 弹簧

22 圆锥离合器

23 卡锁件

24 球

25 留空部