发明内容

由此，本发明的目的是至少部分地克服从现有技术已知的缺点。根据本发明的特征由独立权利要求得出，在从属权利要求中示出其有利实施例。权利要求的特征可以以任何技术上合理的方式组合，并且以下描述中的解释和附图中的特征(包括本发明的附加实施例)也可以用于该目的。

本发明涉及用于电动驱动器的滑动离合器，包括：

-输入端；

-输出端；其中，输入端和输出端可围绕共同旋转轴旋转；

-电绝缘元件，通过电绝缘元件防止输入端和输出端之间的电击穿放电线路；以及

-滑动离合器，其以限制扭矩的方式将输入端和输出端相互连接，其中，滑动离合器包括摩擦片和抗摩擦板，摩擦片和抗摩擦板在接触区中以摩擦扭矩传递方式相互压靠，以及其中，滑动离合器包括绝缘元件。

滑动离合器装置的主要特征在于，摩擦片和/或摩擦板由电绝缘材料制成，至少位于在径向延伸地覆盖接触区的绝缘区域中，其中，绝缘区被设计为用于在径向方向上传递扭矩的轴承结构。

在下文中，如果在没有另外明确指示的情况下使用轴向方向、径向方向或周向方向以及对应的术语，则参考所提及的旋转轴。

应当指出，本文提出的滑动离合器装置正好放入电动机和变速器壳体之间的狭窄安装空间中，例如在机动车辆中作为具有过载保护功能的绝缘元件。在径向方向上，该安装空间通常大致对应于转子直径，并且例如小于200mm(200毫米)。例如，在轴向方向上，当电机直接固定到变速器上时，电机轴承和密封或变速器输入轴承之间的最大间隙为15mm(15毫米)至30mm。代替传统的连续连接轴，滑动离合器装置旨在连接电动驱动器和变速器，其中，传统的连续连接轴分为两个局部轴，例如相互连接的电动驱动器的驱动轴和变速器的变速器输入轴。可使用滑动离合器装置，例如，如随后公开的专利文件DE 10 2018115083A1所述。

合适的电动驱动器布置成与输出轴轴向平行、同轴(以驱动轴作为空心轴)或横向，并通过变速器以扭矩传递方式连接至输出轴。该变速器是升压变速器，例如简单的齿轮级或变速器或无级变速带变速器，和/或用于基于需求分配施加的扭矩的差速器。例如，电动驱动器可以在机动车辆的后轴或前轴上使用，即作为单驱动器(电动汽车)、作为除了另一个驱动器(例如内燃机)之外的额外的驱动器，或者作为起动器发电机来支撑和/或启动内燃机，并且用于例如借助制动能的回收将机械能转换成电能。

滑动离合器装置包括输入端，通过该输入端可以输入扭矩，并且优选地，相反地，也可在电动驱动器的方向上接收扭矩。所述输入端可以连接到电动驱动器。若输入端是滑动离合器的单独组件的一部分或单独(一致地预装配的)组件，则其设计为输入轴毂。输入轴毂可通过形状配合的方式(例如借助键槽或借助螺栓铆钉)和/或以力配合的方式(例如借助螺纹连接)，以扭矩传递的方式，优选以抗扭的方式，直接或间接地连接到电动驱动器的驱动轴。在可选实施例中，输入端是滑动离合器本身的部件，例如摩擦片本身。

滑动离合器装置还包括输出端，通过该输出端可以输出扭矩，并且优选地，相反地也可以在电动驱动器的方向上接收扭矩。所述输出端可以连接到传动轴上。若输出端是滑动离合器的单独组件的一部分或单独(一致地预装配的)组件，那么它被设计为输出轴毂。输出轴毂可以以形状配合的方式(例如借助键槽或借助螺栓铆钉)和/或以力配合的方式(例如借助螺纹连接)，以扭矩传递的方式，优选以抗扭的方式，直接或间接地连接到变速器的变速器轴。在可选实施例中，输出端是滑动离合器本身的部件，例如摩擦板本身。

输入端(例如输入轴毂)和输出端(例如输出轴毂)可以围绕共同旋转轴旋转，其中，公差范围在小于1mm(1毫米)，优选地达到0.7mm(700微米)的轴向偏移内。

滑动离合器以扭矩传递方式将输入端和输出端相互连接，其中，最大可传递扭矩被限制到最大设定点，例如高于电动驱动器可以产生(所需的)最大扭矩的10％(百分之十)至25％。这意味着输入端和输出端之间的连接受扭矩限制。这种受限的扭矩传递例如以具有制动盘和制动块的制动器的方式产生，借助输入端上的摩擦片，即以扭矩传递，优选地以抗扭的方式连接至输入端，以及抗输出端摩擦板，即以扭矩传递，优选地以抗扭的方式连接至输出端。摩擦片和/或摩擦板轴向可移动，优选地可拆卸，使得(轴向)压力引起摩擦片和摩擦板的接触区相互抵靠，从而借助接触区形成摩擦连接。因此，当施加压力时，摩擦片和摩擦板以摩擦接合、扭矩传递的方式相互压靠。至少在使用期间，可以借助预张紧的方式从外部以限定的方式来施加该压力。例如，压力由以张紧方式安装在嵌入空间中的压缩弹簧产生。若在操作期间施加的扭矩大于最大设定值，轴向可移动的摩擦副，即摩擦片和/或摩擦板，利用轴向行程抵抗施加的压力而抬起，使得可传递的扭矩减小。因此，保护电动驱动器免受来自高于输出端的最大设定值的过载扭矩，并且保护变速器免受来自高于电机的最大设定值的冲击扭矩。

现提出一种滑动离合器，其包括电绝缘元件，其中，借助电绝缘元件防止输入端和输出端之间的电击穿放电线路。为此，配置绝缘元件，使得其自身阻抗以及滑动离合器的(更好的)导电相邻部件之间的距离都很大，以至于预期的电压电位不会引起电击穿放电。当用于机动车辆的电驱动时，预期的电压电位例如为2kV(2000伏)至8kV，优选地为3kV至6kV。由此可见，在空气环境中需要大约1mm(1毫米)至4mm，例如2mm至3mm的气隙或距离。

这里提出一种滑动离合器的摩擦片和/或摩擦板，其包括由电绝缘材料制成的绝缘区，例如陶瓷或不导电(例如纤维增强的)塑料。为了满足上述条件，绝缘区形成有延伸部，该延伸部远超过接触区，从而可靠地防止电击穿放电穿过绝缘材料和空气。同时，绝缘区形成用于摩擦内衬的接触区或轴承结构，其中，优选地，摩擦内衬(仅)为电非导体。绝缘区被配置为用于在径向方向上传递扭矩的轴承结构。因此，绝缘区被配置为用于足够高的扭矩传递，该扭矩传递在振动和(低)耗散损失方面足够刚性。传统橡胶连接，在受到振动和改变扭矩方向的传动系中会导致高耗散损失，因此可排除其用作绝缘区，因为滑动离合器必须被配置为用于改变扭矩，例如，如在诸如机动车辆之类的移动设备中所要求的那样。在这种情况下，应该指出，由过载扭矩或冲击扭矩导致的滑动离合器打滑是一种罕见的操作状态，对于其他操作状态来说，目的是以尽可能小的损失传递扭矩。这可以通过本滑动离合器装置和刚性绝缘区来实现。

在随后公开的专利文件DE 102018115083 A1中公开的绝缘片仅在圆周方向上或经由(轴向)剪切传递扭矩。板组中的大量摩擦内衬通常由电绝缘材料制成，但也被设计成仅在圆周方向上或通过(轴向)剪切传递扭矩。另外，由导电材料(例如钢)制成的两个相邻板之间的气隙或距离太小，以至于不能防止电击穿放电。另外，摩擦内衬形成(即，限定)接触区域，因此不形成延伸超过接触区的绝缘区。因此，在随后公开的引用文献中公开的传统板组被设计成不具有绝缘属性(足够防止电击穿放电)。

本文提出的滑动离合器装置的优点是可实现一种简单的结构，即便宜的结构，且仅需很小的安装空间。另外，其可实现较长的使用寿命，并全面防止击穿放电，即在中间部件的情况下无击穿放电。这种方式还消除了中间部件的(相对)接地需要，尤其借助滑动接触的方式，或者消除了这种中间元件防止火花电蚀的相应坚固设计。

根据滑动离合器装置的有利实施例，用于传递扭矩的滑动离合器仅包括摩擦片和摩擦板。

作为本文提出的可选实施例，配备有用于传递扭矩的多个摩擦片和/或摩擦板，其中，每个摩擦片和/或摩擦板如上所述配置以防止电击穿放电。该实施例的优点在于，通过在很小的径向安装空间中具有多个摩擦副的该摩擦组，可以用(大致)相同的压力传递多个(大致对应于摩擦副的数量)扭矩。

根据实施例之一，用于传递扭矩的滑动离合器仅包括如上所述的摩擦片和摩擦板，即仅包括单摩擦片和单摩擦板，其在接触区上形成单(共同)摩擦副。上述结构尤其简单，且仅需很小的轴向安装空间。通过摩擦片和摩擦板的可行(厚)设计，可以施加高压力，由此可通过摩擦接合的方式传递高扭矩。因为这是被动滑动离合器，所以压力可以设计成明显高于主动打开和关闭的摩擦离合器的压力，例如借助离合器改变传动比。

根据滑动离合器装置的有利实施例，摩擦片和/或摩擦板完全由电绝缘材料制成。

在该实施例中，由电绝缘材料制造摩擦片或摩擦板尤其简单，例如在塑料的情况下借助(例如1K)注塑成型的方式，或者在陶瓷的情况下借助烧结的方式。另外，由于机械要求和得到的部件厚度或(径向)扩展，本质上排除了从滑动离合器或滑动离合器装置的一个导电部件到另一个导电部件产生电弧的风险。

根据滑动离合器装置的有利实施例，配备有轴向作用的盘簧，用于压紧摩擦片和摩擦板。

所述盘簧需要小轴向空间来产生或保持非常高的轴向力。另外，在给定适当预紧力的情况下，弹簧特性曲线的梯度很小，这导致在摩擦片或摩擦板被压紧的轴向行程期间，力仅略微增加。这意味着用于正常操作的受压部件，即摩擦接合的扭矩传递装置，可以设计成接近其各自的负载极限。例如，在施加过载扭矩的轴向行程的情况下，摩擦表面的偏转(由于力不会非常急剧的增加)不会过度增加，从而在这种状态下，防止了由于过度弯曲而导致的扭矩的减小和/或摩擦片和摩擦板之间的线接触的强力磨削。

根据滑动离合器装置的有利实施例，所述摩擦片与形成为输入轴毂的输入端一体形成，和/或摩擦板与形成为输出轴毂的输出端一体形成。

在该实施例中，与随后公开的根据专利文件DE 102018115083 A1的实施例相比，滑动离合器装置的部件数量明显减少。总的来说，上述结构更简单，成本更低。在摩擦片与输入轴毂和/或摩擦板与输出轴毂为一体式设计的情况下，不排除例如单独地形成摩擦内衬。然而，摩擦片到输入轴毂的径向延伸和/或摩擦板到输出轴毂的径向延伸被设计成一整体，即，扭矩的径向传递通过一体式摩擦片和/或一体式摩擦板传递至各自的轴毂来实现。优选地，输入轴毂和/或输出轴毂包括形状配合连接，尤其优选地借助(外侧或内侧)键槽。

根据滑动离合器装置的有利实施例，摩擦片或摩擦板连接至输入端或输出端，以便借助形状配合连接以抗扭的方式轴向移动。

在该实施例中，摩擦片是轴向固定的，并且摩擦板是轴向可移动的，例如可拆卸式，或者摩擦板是轴向固定的，并且摩擦片是轴向可移动的，例如可拆卸式。轴向可移动的摩擦副，即摩擦片或摩擦板，仅以抗扭、形状配合的方式连接至各自的端部。

在一个实施例中，阻尼器或减震器或另一个元件被置于(可轴向移动)摩擦副和各自的毂之间，即输入轴轮毂或输出轴轮毂之间。在这种情况下，所讨论的摩擦副仅以抗扭的方式直接连接至各自毂。相关的摩擦副仅以扭矩传递的方式间接连接至各自的毂。在这种情况下，即使滑动离合器装置形成预组装组件，所讨论的端部也不能被看作与毂相同。

在一个实施例中，形状配合连接是键槽。在一个实施例中，键槽设计为插入到输入轴毂或输出轴毂的互补键槽中，其中，所讨论的毂的互补键槽被构造成连接至驱动轴或变速器输入轴。

根据一个实施例，根据上述用于压紧摩擦片和摩擦板的实施例，所述盘簧被轴向支撑在输入端或输出端上。在该实施例中，所述盘簧被支撑在滑动离合器装置的组件内，因此客户无需组装。例如，客户是OEM(原始设备制造商；在汽车行业中，这意味着品牌制造商之一(通常为最终消费者所熟知的))的装配工人。

在一个实施例中，一个或多个盘簧布置在以抗扭的方式相互连接的部件之间，例如在输入轴毂的凸缘和(轴向可移动的)摩擦片之间和/或在输出轴毂的凸缘和(轴向可移动的)摩擦板之间。

根据另一方面，公开了一种传动系，其具有：带驱动轴的电动驱动器、带变速器输入轴和变速器输出轴的变速器以及根据上述实施例的滑动离合器装置，其中，驱动轴借助防止电击穿放电线路并防止过载扭矩的滑动离合器以扭矩传递的方式连接到变速器输入轴，使得具有修改的和/或可变的传动比的扭矩可以经由变速器输出轴传递至消耗端。

传动系被配置为以受限的方式，即，仅达到期望的最大设定值，为至少一个消耗端传递由电动驱动器提供并经由其驱动轴输出的扭矩。示例性消耗端是机动车辆的至少一个驱动轮和/或辅助装置，诸如空调泵。相反地，例如也可以从驱动轮接收惯性能。在电动驱动器的发电机模式下，惯性能借助滑动离合器装置以限制扭矩的方式被转换成电能，即，例如，机动车辆的制动能被回收，即，用于来自消耗端的直接电力供应或用于电力存储。此外，在优选实施例中，配备多个驱动器。示例是由一个或多个电动驱动器和至少一个内燃机组成的混合驱动装置。

为了仅在有限的程度上传递扭矩，本文提出的滑动离合器装置特别有利。滑动离合器装置在轴向上很紧凑，以至于可以在滑动离合器端省去用于电动驱动器的转子的(传统配备)转子轴承，使得在变速器端仅需要用于转子轴和变速器输入轴的单滚柱轴承。这种滚柱轴承也可以低廉地实现，因为滑动离合器装置也是防止电击穿放电的完全绝缘体，可在变速器端使用例如(纯)金属滚柱轴承。

根据另一方面，提出了一种机动车辆，该机动车辆包括可以借助根据如上所述的实施例的传动系来驱动的至少一个驱动轮。

目前，电动汽车的能量存储空间大，如锂电池，从而使得可用的安装空间很小。此外，目前大多数电动汽车都作为混合动力汽车配备了额外的内燃机，例如作为增程器，从而进一步减少了安装空间。因此，使用小型滑动离合器装置尤其有优势。在机动两轮车辆中使用滑动离合器装置也有类似的问题。

上述传动系具有尤其小尺寸的滑动离合器装置。同时，其生产成本低廉，并且在传动侧可以使用低廉的传统滚柱轴承。