发明内容

本发明的目的是，提出一种改善的电磁的摩擦片式离合器，用于驱动车辆的内燃机或燃力机的辅助设备，其相比于目前的摩擦片式离合器在经济和技术上有利，特别是构造紧凑，并且装配友好，展现出最佳的磁性效果。

该目的通过独立权利要求得以实现。

从属权利要求说明了本发明的有利的和合乎目的的改进。

本发明基于一种带有轴的电磁的摩擦片式离合器，该轴在装配状态下延伸穿过至少一个壳体区段，该摩擦片式离合器包括电磁装置、用于驱动轴的转子和电枢盘，该电枢盘牢固地与轴连接，并且在关于轴心线的轴向方向上可弹性地移位，从而在摩擦片式离合器的接合状态下电枢盘可摩擦配合地与转子连接，其中，转子借助转子-轴承单元相对于壳体区段和轴被转动地支撑，其中，为了使得电枢盘与转子连接，可通过给电磁装置通电来产生磁性作用，该磁性作用使得电枢盘移位，从而电枢盘可摩擦配合地与转子连接。

壳体区段尤其是指固定不动的区段。壳体区段优选是装置壳体和/或辅助设备-壳体的完全地或者至少部分地位于外面的区段，该区段可利用根据本发明的摩擦片式离合器来工作，比如泵壳体的或水泵装置的壳体区段，如果摩擦片式离合器被设置用于例如冷却回路的水泵的话。

本发明的核心在于，转子-轴承单元在关于轴的轴向方向上相对于电磁装置偏移，其中，在关于轴的轴向方向上，转子-轴承单元与电磁装置重叠。通过这种方式，转子-轴承单元和电磁装置在轴的轴向观察方向上或者在端视图中或者在其纵向方向上叠置地或者前后地存在。由此相比于目前的布置——其中电磁装置和转子-轴承单元在关于轴的纵向轴线的径向方向上并排装配地存在——实现了减小摩擦片式离合器的在直径或者轴的径向方向上的尺寸。相比于已知的相仿的摩擦片式离合器，采用本发明可以实现使得直径通常减小例如三分之一。这尤其提高了根据本发明的摩擦片式离合器的应用可行性。

本发明尤其涉及一种电磁的摩擦片式离合器，其形成内燃机比如机动车内燃机的辅助设备的驱动器的一部分。摩擦片式离合器例如属于用于冷却液的泵和/或带有可旋转的通风机转轮的通风机单元的驱动器。摩擦片式离合器优选属于被设计成双速水泵离合器的水泵离合器。除了离合双方的摩擦配合的连接外，这种摩擦片式离合器优选还提供了附加的驱动效果，其无需摩擦配合而按照涡流原理工作。

摩擦片式离合器的转子优选例如通过皮带传动装置予以驱动。通常或者优选地，转子和轴的旋转轴线重叠，或者它们相互同心。

电磁装置例如在摩擦片式离合器的径向的尺寸区域内存在，该尺寸区域位于轴承单元的径向的宽度尺寸之内。特别地，电磁装置包括线圈体和至少部分地包围该线圈体的导磁机构，其中，线圈体的径向的宽度尺寸连同与线圈体相邻的导磁机构位于转子-轴承单元的径向的宽度尺寸之内。转子-轴承单元优选是滚动体-轴承单元，其在转子-轴承单元的两个轴承环之间带有滚动体。

电枢盘相对于转子同心地被支撑，并且可与转子的对应区段或者与和转子连接的构件处于摩擦配合中。

该对应区段优选是转子的一体的组成部分。转子借助于转子-轴承单元被旋转地例如支撑在轴承区段上，进而相对于壳体可转动地且相对于轴被转动地支撑。轴承区段优选是摩擦片式离合器的一体的芯部构件。

本发明还延及一种带有轴的电磁的摩擦片式离合器，该轴在装配状态下延伸穿过至少一个壳体区段，该摩擦片式离合器包括电磁装置、用于驱动轴的转子和电枢盘，该电枢盘牢固地与轴连接，并且在关于轴心线的轴向方向上可弹性地移位，从而在摩擦片式离合器的接合状态下电枢盘可摩擦配合地与转子连接，其中，转子借助转子-轴承单元相对于壳体区段和轴被转动地支撑，其中，电枢盘利用摩擦片式离合器的永磁装置可摩擦配合地与转子连接，其中，为了使得电枢盘与转子分离，可通过给电磁装置通电来产生磁性作用，该磁性作用对抗永磁装置的磁性作用，从而电枢盘进行移位，致使可取消电枢盘与转子的摩擦配合的连接。根据本发明，转子-轴承单元在关于轴的轴向方向上相对于电磁装置偏移，其中，在关于轴的轴向方向上，转子-轴承单元与电磁装置重叠。由此提供了径向紧凑地构造的所谓100％的故障-安全离合器。该离合器是有利的，因为特别是在电磁装置的供电失效时，仍对辅助设备进行驱动。在这种情况下，由于电枢盘与转子的永磁地摩擦配合地连接，强制地设计了冷却回路，其中，始终都执行冷却功能，从而避免因内燃机过热所致的负面影响。

有利地，在转子-轴承单元的附近区域中，存在由不可磁化的材料构成的阻挡区段(Sperrabschnitt)，用于在给电磁装置通电时或者在存在永磁装置时影响磁通。由此在电磁装置的通电状态或者在永磁装置作用时实现电磁装置的磁通，进而实现其所希望的最佳的磁性效果。流经转子-轴承单元的短路磁通由此得到抑制或者至少减小到可容忍的程度，从而确保用于扭矩传递的足够的摩擦配合效果。

阻挡区段材料优选不导磁或磁绝缘，或者具有比较高的磁阻。阻挡区段材料例如是基于塑料或铝材料或陶瓷材料或矿物材料或非磁性材料或无磁性材料的材料。

阻挡区段例如构造成由非导磁性材料或导磁性差的材料构成的环形套筒。阻挡区段相对于轴优选在周向闭合。阻挡区段与转子连接，或者替代地是转子的一部分。

如果阻挡区段在轴的径向方向上观察相对于转子-轴承单元偏移，则产生优点。

优选地，阻挡区段与转子-轴承单元相邻，优选与转子-轴承单元或者与转子-轴承单元的径向外侧面直接相邻。阻挡区段在轴的径向上观察优选位于转子-轴承单元的一侧，该侧背离轴，或者处于摩擦片式离合器的径向外部，或者处于转子-轴承单元与转子或摩擦片式离合器的径向外侧之间。

进一步有利的是，阻挡区段在关于轴的轴向方向上观察沿着转子-轴承单元的轴向长度伸展。优选地，阻挡区段沿着转子-轴承单元的至少几乎整个轴向长度或者整个轴向长度伸展，优选沿着转子-轴承单元的两个轴向外侧中的恰好一个的轴向长度伸展。

由此使得阻挡区段的屏蔽的或者非磁性的作用在转子-轴承单元的整个相关侧起作用，优选沿着转子-轴承单元的整个轴向长度起作用。

阻挡区段优选略微突出超过转子-轴承单元的轴向长度，或者在转子-轴承单元的至少一个轴向端部处略微突出超过。优选地，阻挡区段仅在转子-轴承单元的两个相对的轴向端部或纵向端部中的恰好一个处突出超过。优选地，阻挡区段的一个轴向端部，特别是阻挡区段的沿轴向方向突出超过转子-轴承单元的端部，伸展至电枢盘附近，或者伸展到电枢盘的区域中，或者伸展至电枢盘的面向转子-轴承单元的轴向侧。

在阻挡区段的端部与电枢盘的相关侧之间的轴向距离优选在毫米范围内。

根据本发明的另一种有利的变型，阻挡区段的面向电枢盘的端部在轴的径向方向上观察在电枢盘的摩擦配合区段的径向宽度之内伸展。因此有利地影响或者引导转子与电枢盘之间的磁力线。

有利的是，阻挡区段的径向的宽度尺寸小于或等于电枢盘的摩擦配合区段的径向宽度尺寸。

优选地，阻挡区段的面向电枢盘的端部或者阻挡区段的相关的端侧在径向上观察相对于电枢盘的摩擦配合区段大致居中。

此外有利的是，转子-轴承单元由不可磁化的材料构成，用于在电磁装置通电时影响磁通。这对于具有永磁装置的实施方式或者对于100％的故障-安全变型也是有利的。由此可以避免或者减小并非所愿的短路-磁通效应，其方式为，由电磁装置产生的磁通可基本上或者完全地在转子-轴承单元之外形成。

此外提出，转子-轴承单元在关于轴的轴向方向上位于电枢盘与电磁装置之间。这有利于把摩擦片式离合器例如安装在辅助设备上的情况。

根据本发明的一种替代的有利的变型，电磁装置在关于轴的轴向方向上位于电枢盘与转子-轴承单元之间。这是另一种在径向上紧凑地构造的摩擦片式离合器。

根据本发明的一种优选的设计，存在利用内部轴承支撑在轴上的芯部构件。

优选一体的芯部构件由导磁的材料例如钢材料构成。芯部构件位于壳体内部，并且优选环形地围绕轴闭合。芯部构件优选具有狭窄的在轴向方向上伸展的例如柱形的套筒区段和狭窄的在径向方向上相对于套筒区段成角度地伸展的凸缘区段。

芯部构件例如在径向剖切面中为L-形。

如果转子借助于转子-轴承单元相对于芯部构件可转动地被支撑，则产生本发明的另一优点。由此可以得到一种构造紧凑的且利用相互间精确地对准的组件形成的摩擦片式离合器。芯部构件经过优选构造，使得它在其关于轴的轴向伸展段中至少沿着摩擦片式离合器的主要的轴向长度伸展。

优选地，在转子-轴承单元的芯部构件或套筒区段的例如径向外部的外壳面上，例如接纳着滚子轴承或者布置着其内环。

在与带有转子-轴承单元的区段相邻的区段处，在芯部构件或套筒区段的外部，带有线圈或者带有包围该线圈的浇注物质的电磁装置优选接纳在芯部构件上。在轴向伸展中，芯部构件的长度或者优选套筒区段的轴向长度由此至少覆盖转子-轴承单元的轴向长度和电磁装置的轴向长度。

凸缘区段的径向伸展距离，在套筒区段的径向外部，优选至少近似由电磁装置的径向伸展距离和转子的径向伸展距离的总和、附加地加上用于使得摩擦片式离合器与对应区段连接的径向突伸部得到。

据此，突伸部或凸缘区段的一个区段例如径向地延伸超出转子的径向外侧，且优选用于把摩擦片式离合器拧紧在对应区段比如辅助设备的壳体上。

优选在芯部构件的内侧或套筒区段的内侧——其在径向方向上与套筒区段的径向外部的外壳面相对——和轴或其轴外侧面之间，存在轴的轴承比如滚子轴承，用于相对于芯部构件可转动地支撑轴。

有利的是，芯部构件经过构造，从而它为转子-轴承单元提供了定中装置。由此以比较高的制造精度或高的测量精度或最小的误差把芯部构件的一个区域比如套筒区段外面的一个区段构造成轴承接纳面。

由此可以使得转子-轴承单元精确地与居中的轴-纵轴线对准，或者实现把转子-轴承单元精确地配合在芯部构件上，进而实现摩擦片式离合器的高的功能性。

根据本发明的一种改型，芯部构件经过构造，从而芯部构件为内轴承提供了定中装置。由此以比较高的制造精度或高的测量精度或最小的误差把芯部构件的一个区域比如套筒区段内的一个区段构造成轴承接纳面。

由此可以使得内部-轴承精确地与居中的轴-纵轴线对准，或者实现把内部-轴承精确地配合在芯部构件上，进而实现摩擦片式离合器的高的功能性。

芯部构件经过有利的构造，从而芯部构件为壳体区段、特别是泵壳体区段提供了定中装置。

相应地，以比较高的制造精度或高的测量精度或最小的误差把芯部构件的一个区域比如凸缘区段上的一个区段构造成接纳面，用于壳体与芯部构件的相互支撑。

由此可以使得壳体精确地与居中的轴-纵轴线对准，或者实现把壳体精确地配合在芯部构件上，进而实现摩擦片式离合器的高的功能性。

根据本发明的一种优选的设计，芯部构件经过构造，从而芯部构件为在摩擦片式离合器的通过无材料的区域彼此分开的区段之间形成的气隙设定了规定的缝隙尺寸。气隙优选在摩擦片式离合器的相对的区段之间的分离区域内形成。缝隙宽度例如约为一毫米的气隙优选在摩擦片式离合器的径向地或轴向地相对的区段之间形成一个中间腔，其中，一个区段旋转，而另一个区段固定不动或者同样旋转。由此利用芯部构件以有利的或有效的且简单的方式提供了摩擦片式离合器的在构造和功能上的高精度。这在如下时候尤为适用：除了规定的缝隙尺寸外，在芯部构件上还以最小的误差提供了其它的区段，用于配合或定中。

利用精确地设定的缝隙尺寸，在轴向的和/或径向的分离区域中实现了无材料的缝隙区域。相关的气隙例如可在芯部构件与转子之间和/或在电枢盘与转子之间提供。

有利地，摩擦片式离合器的外直径小于120毫米，优选小于100毫米，优选小于90毫米，优选小于85毫米，优选小于80毫米，优选小于70毫米。由此可以更灵活地使用摩擦片式离合器，特别是在相仿的最大的扭矩传递时尺寸较小。

特别地，可提供一种通用的摩擦片式离合器，其壳体外直径例如约为83毫米，该摩擦片式离合器作为相仿的非根据本发明的摩擦片式离合器具有大约120毫米的外直径。该外直径特别是由两个轴承装置、芯部构件和壳体的各自的径向宽度得到。

本发明还有利地涉及一种内燃机的辅助设备，其带有根据前述设计中任一项的电磁的摩擦片式离合器。优选地，本发明涉及一种用于冷却内燃机的辅助设备，其带有双速摩擦片式离合器，其中，如果没有直接的或者一对一的从转子到轴的转速传递、或者在电枢盘与转子之间未设计摩擦配合，则第二转速调节部形成为涡流离合器。

本发明还涉及一种用于把带有轴的电磁的摩擦片式离合器装配在可利用该轴驱动的辅助设备上的方法，其中，该摩擦片式离合器包括电磁装置、用于驱动轴的转子和电枢盘，该电枢盘牢固地与轴连接，并且在关于轴心线的轴向方向上可弹性地移位，其中，电磁的摩擦片式离合器安置在辅助设备的壳体区段上，其中，轴穿过壳体区段上的孔，随后把辅助设备的其它构件(包括动态的密封件和叶轮在内)压在轴的一个区段上，该区段在安置状态在背离摩擦片式离合器的一侧突出于壳体区段。

由此在有利地提供或制造根据本发明的电磁的摩擦片式离合器时可以有利地实现装配摩擦片式离合器。特别可行的是，在制造现场以相关的误差有利地制造完整的根据本发明的电磁的摩擦片式离合器(连同轴在内)，并测试摩擦片式离合器的功能。此外，相比于以前的做法，随后的装配比较简单。

这在技术上和经济上是有利的，特别是在制造商提供摩擦片式离合器的特性和与辅助设备组装方面。在这里，摩擦片式离合器的制造商和制造地点往往不同于辅助设备的制造商和制造地点。

目前，在组件的制造及其组装时要相互协调地考虑相关的质量标准。

例如，目前在摩擦片式离合器的制造地点，首先在第一步骤中使得由转子、轴的轴承和冷却环构成的第一构件组与包括电枢盘、弹簧、永磁体载体和永磁体的第二构件组连接。在参照轴的轴向方向上在第一构件组与第二构件组之间的气隙还不存在，因而还不能调节。

组装的单元因而准备好装配在辅助设备上，且通常例如在第二地点提供。

电磁铁与其独立地或者在辅助设备的第二组装地点拧紧在壳体区段比如泵壳体区段上。

同时，在第一种构件组的轴承与壳体区段比如泵壳体区段之间、并且在第二构件组与轴之间，设计了两个压配合。

在压紧时，必须正确地产生轴向的气隙。分别相对于第一构件组的相关的相邻轴向侧，气隙涉及第二构件组的相对轴向侧。

此外，一方面在电磁铁的径向内部区段与转子的径向相邻部分之间的第一径向气隙、和另一方面在电磁铁的径向外部区段与转子的相邻部分之间的第二径向气隙，必须是正确的，这尤其取决于壳体区段或泵壳体。

在把摩擦片式离合器完全安装在辅助设备上的情况下，现在才可以测试摩擦片式离合器的功能。

相比之下，所提出的根据本发明的方法是有利的。

根据本发明，在第一地点有利地可正确地调节全部的轴向的和径向的气隙，这可以由摩擦片式离合器的制造商来完成。此外，离合器制造商可以测试离合器功能，这对于离合器制造商来说是重要的。然后才把摩擦片式离合器连同轴与辅助设备一起提供至组装地点。在那里，只需再把摩擦片式离合器连同轴一起拧紧在壳体区段或泵壳体上。然后，把动态密封件和叶轮不严格地压在轴上。