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轴向稳定齿轮组件

文献发布时间:2024-01-17 01:27:33


轴向稳定齿轮组件

技术领域

所提出的技术一般涉及用于道路车辆的湿式离合器领域,并且更具体地,涉及包括湿式离合器和齿轮的齿轮组件,其在高性能应用中受到轴向载荷。

背景技术

在一些应用中,单片离合器的尺寸太大,并且需要更紧凑的离合器来传递所需的扭矩。这可以通过多片离合器来实现,多片离合器可允许在保持总摩擦力的情况下实现更小的直径。多片离合器是一项成熟的技术。在道路车辆中,多片离合器通常出现在摩托车和高性能汽车中。多片离合器具有与几个从动构件交错的几个主动构件,通常集中在离合器片组中。需要进一步减小离合器的尺寸,或者至少保持现有的尺寸,同时提高效率。

干式离合器的摩擦元件或者主动和从动构件不受冷却润滑液的影响,而是依靠机械摩擦来接合。在湿式离合器中,摩擦元件通常浸在冷却和润滑液中,以获得更平稳的性能和更长的寿命。

在一些应用中,湿式离合器的长时间不接合的离合器片组中的粘性阻力可能会导致效率损失。此种湿式离合器通常设计成使得它们在未被激活时分离,并在被主动激活时接合。因此,需要一种多片湿式离合器,其在离合器分离时减少粘性阻力。

多片湿式离合器的离合器篮可附接到以同一根轴为中心的齿轮上。齿轮,另外以及离合器篮例如通过滚动元件轴承相对于轴可旋转地支撑。当湿式离合器接合并将扭矩传递到齿轮时,齿轮可能受到或产生沿湿式离合器方向的轴向载荷,这可在轴承上产生应变并导致齿轮轴向移位。

发明内容

所提出的技术的目的是提高效率并减小多片湿式离合器的总体尺寸。另一个目的是提高包括湿式离合器和齿轮的齿轮组件的轴向稳定性。

在所提出的技术的第一方面,提供了一种用于安装在轴上的齿轮组件。齿轮组件包括:齿轮或嵌齿轮,其配置成相对于轴和多片湿式离合器可旋转地支撑。湿式离合器包括:离合器毂,其配置成安装在轴上;前部或轴环,其配置成相对于轴固定或安装在轴上;后部或径向延伸的凸缘,其配置成相对于轴固定或安装在轴上;离合器篮,其附接到或安装在齿轮上;以及离合器片组,其可操作地连接离合器毂和离合器篮,其中离合器片组位于前部和后部之间。湿式离合器还包括:致动器,其由前部支撑,并且致动器配置成接合离合器片组并将离合器片组压靠在后部上。离合器片组具有:其中离合器毂和离合器篮解锁的非接合状态,以及其中离合器毂和离合器篮锁定在一起的接合状态。另外,后部在非接合状态下与齿轮间隔开,并且后部在接合状态下接合或接触齿轮,或者齿轮组件配置成使得后部在接合状态下接合或接触齿轮。

在所提出的技术的第二方面,提供了一种轴组件,其包括:轴;以及根据所提出的技术的第一方面安装在轴上的齿轮组件。

齿轮组件和轴组件可以用于道路车辆的变速箱中。在所提出技术的第三方面,提供了一种变速箱,其包括根据所提出技术的第二方面的轴组件。

应当理解,湿式离合器配置成安装在轴上。离合器篮附接到齿轮上,并且齿轮相对于轴可旋转地支撑,这意味着离合器篮也相对于轴可旋转地支撑。应当理解,离合器篮相对于齿轮是旋转固定的。还应当理解,当离合器毂和离合器篮在非接合状态下被解锁时,它们能够以不同的速度旋转,并且当它们在接合状态下被锁定在一起时,它们以相同的速度旋转。应当理解,齿轮和后部相对于轴径向延伸,并且轴可以限定旋转轴线。

后部可以定位或至少部分定位在离合器片组和齿轮之间。后部在非接合状态下与齿轮间隔开被理解成包括后部和齿轮被分离并在它们之间形成间隙。间隙可以小于1毫米、小于0.5毫米或小于0.1毫米。后部在接合状态下与齿轮接合被理解成包括后部和齿轮彼此接触或压靠。

齿轮组件,另外以及齿轮和湿式离合器可以形成用于接收轴的贯穿孔。在轴组件中,轴可以穿过整个齿轮组件。这意味着轴穿过湿式离合器和齿轮,并且另外穿过离合器毂、前部、后部、离合器篮和离合器片组。前部可以并置或附接到离合器毂上。类似地,后部可以并置或附接到离合器毂上。离合器毂和离合器篮可以相对于轴同心。类似地,前部、后部、致动器和齿轮可以相对于轴同心。

后部和齿轮彼此接合的效果是防止齿轮沿着轴朝向前部轴向移动。在接合状态下,将沿着轴在一个方向上稳定和支撑离合器篮。这将减轻支撑离合器篮的任何轴承沿轴的轴向载荷,这在高轴向载荷和高转速下尤为重要。

齿轮可以是整体结构。或者,它可以是由多个部分组成的复合结构。后部可以是整体结构。整体式齿轮和整体式后部可以由钢制成。

当从非接合状态进入接合状态时,后部和齿轮可以在达到接合状态后彼此接合。当离开非接合状态时,离合器篮可以在由致动器产生的第一力下达到接合状态,并且后部和齿轮可以在由致动器产生的大于第一力的第二力下彼此接合。这里,应当理解,当致动器提供的力增大时,离合器片组的状态从非接合转变为接合。

当从接合状态进入非接合状态时,后部和齿轮可能在到达非接合状态之前彼此脱离。当离开接合状态时,离合器篮可以在由致动器产生的第三力下达到非接合状态,并且后部和齿轮可以在由致动器产生的大于第三力的第四力下彼此脱离。这里,应当理解,当由致动器提供的力减小时,离合器片组的状态从接合转变为非接合。

后部可以配置成当离合器片组处于接合状态时弹性变形并接合齿轮。这里,应当理解,变形是由致动器将离合器片组压靠在后部上而引起的。后部的变形可以包括后部弯曲,或者后部的一部分朝向齿轮移动。例如,它可以是后部的朝向齿轮移动的径向外部部分。

在接合状态下,在与配合齿轮啮合时,齿轮可产生或承受沿轴的轴向载荷或轴向推力。例如,这可以是在向配合齿轮传递扭矩时。齿轮可以是斜齿轮,其可给出相应的轴向载荷。轴向载荷的方向通常取决于斜齿轮的旋转方向。

轴向载荷可以在后部或朝向后部的方向上推动齿轮,由此后部接合(或接触)齿轮,或者载荷推动齿轮和后部接触或接合。应当理解的是,传递到配合齿轮上的扭矩的方向导致轴向载荷朝向后部。后部相对于轴是固定的,这防止了任何进一步的轴向移动,并减少了支撑齿轮的任何轴承上的轴向载荷。

后部可以具有或形成面向齿轮的第一接触区域或第一接触表面,并且齿轮可以具有或形成面向第一接触区域的第二接触区域或第二接触表面,其中在接合状态下,第一接触区域接合第二接触区域。

第一接触区域和第二接触区域可以在非接合状态下分离。它们也可以在非接合状态下形成或限定后部和齿轮之间的间隙。在接合状态下,第一接触区域可以与第二接触区域齐平、配合或协作。在非接合状态下,第一接触区域也可以与第二接触区域一致,其中在两个区域之间具有间隙。应当理解,接触区域可具有高的纵横比。例如,第一接触区域和第二接触区域中的每一个可以是具有窄宽度的环形盘,也即是说,具有圆形、同心且以一定宽度分开的内边缘和外边缘,该宽度小于内边缘半径的10%,诸如小于5%或小于1%。

第一接触区域和第二接触区域可以具有与轴或旋转轴线成直角的平面几何形状。它们可以相对于轴同心。

附加地或替代地,第一接触区域可以限定凸触点,以及第二接触区域可以限定配合的凹触点。第一接触区域和第二接触区域可以具有与轴或旋转轴线同心或相对于轴或旋转轴线旋转对称的截头圆锥形几何形状。这可以是对上述平面几何形状的补充。截头圆锥形几何形状的宽端可以在前部的方向或面向前部,而截头圆锥形几何形状的窄端可以在远离前部的方向或背离前部。附加地或替代地,第一接触区域和第二接触区域可以具有弯曲的或平滑弯曲的同心几何形状。几何形状可以相对于轴或旋转轴线旋转对称。

第一接触区域和第二接触区域可以分别具有平滑的第一接触表面和第二接触表面。这减少了后部和齿轮之间的摩擦。

后部可以包括相对于离合器毂或轴径向延伸的板状部分或结构。板状部分可以是凸缘或盘状。它可以相对于轴同心。致动器可以在接合状态下将离合器片组压靠在板状部分上,并且后部的板状部分可以在接合状态下接合齿轮。第一接触区域可以位于板状部分上。板状部分或整个压盘可以具有平面几何形状。

后部可以具有一个或多个轴向的贯穿孔或开口。附加地或替代地,它可以具有一个或多个切口。切口可以位于后部的径向外边缘处。孔或切口可以位于后部的板状部分上。这使得后部在沿着轴的方向上具有更大的柔性,并且在由致动器产生的特定力的情况下具有更大的变形。

离合器篮可以包括附接到齿轮的圆柱形部分或者由其组成。可选地,离合器篮可以包括径向部分和圆柱形部分,或者由径向部分和圆柱形部分组成,其中径向部分位于齿轮处或者附接到齿轮上。后部和圆柱形部分可以在接合状态下分离。这意味着在操作过程中离合器篮不会磨损。应当理解,径向部分相对于轴径向延伸。圆柱形部分可以连接到径向部分并从径向部分沿前部方向延伸。应当理解,径向部分和圆柱形部分相对于轴同心。

离合器片组可以包括附接或连接到离合器毂的多个内片和附接或连接到离合器篮的多个外片。应当理解,离合器片组是多片离合器片组,其中内片和外片堆叠在一起形成离合器片组。例如,内片可以是主动盘,并且外片可以是从动盘。

外片可以附接或连接到离合器篮的圆柱形部分。应当理解,片可滑动地附接,以允许位置的轴向移动。这样,内片和外片可在非接合状态下分离,并在接合状态下压在一起。

后部可以具有外边缘。后部的第一接触区域可以与外边缘径向分离。离合器篮的径向部分可以具有比后部的外边缘更靠近轴的内边缘。这意味着后部的外边缘可以相对于轴处于第一半径处,并且径向部分的内边缘可以相对于轴处于小于第一半径的第二半径处。

后部可以包括内部部分和外部部分,或者由内部部分和外部部分组成。内部部分可以相对于轴旋转对称。类似地,外部部分可以相对于轴旋转对称。应当理解,内部部分比外部部分更靠近轴。还应该理解,内部部分和外部部分是连接的或并置的。

后部还可以具有或形成面向离合器片组的支撑区域,其中离合器片组在接合状态下压靠或接合支撑区域。应当理解,支撑区域相对于轴径向延伸。完整的支撑区域可以位于后部的外部部分上。可选地,支撑区域可以部分地位于后部的外部部分上,并且部分地位于后部的内部部分上。

在一个替代方案中,外部部分可以在接合状态下接合齿轮。第一接触区域可以位于外部部分上或由外部部分形成。这里,应当理解,在接合状态下,内部部分与齿轮或离合器篮的径向部分分离,这意味着内部部分不与齿轮接合。

在另一个替代方案中,内部部分可以在接合状态下接合齿轮。第一接触区域可以位于内部部分上或者由内部部分形成。应当理解,在接合状态下,外部部分与齿轮或离合器篮的径向部分分离。因此,外部部分不与齿轮接合。

离合器片组还可以具有:滑动状态,其中离合器毂和离合器篮部分地锁定在一起,并且能够以不同的速度旋转,其中离合器片组在轴向压缩或沿轴压缩时,离合器片组从非接合状态经由滑动状态改变到接合状态。在滑动状态下,可以通过两种类型的片之间的动摩擦在内片和外片之间传递扭矩。这意味着离合器毂和离合器篮之间存在滑动机械联接。在接合状态下,而是可以通过静摩擦来传递扭矩。这意味着在离合器毂和离合器篮之间存在非滑动机械联接。在非接合状态下,没有扭矩在它们之间机械传递。在这种情况下,不认为仅由冷却剂的流体联接引起的扭矩传递是机械扭矩传递。

齿轮组件还可以包括:第一滚动轴承或第一滚动元件轴承,其相对于轴旋转地支撑齿轮。此外,齿轮组件还可以包括:第二滚动轴承或第二滚动元件轴承,其相对于轴旋转地支撑齿轮。第一滚动轴承和第二滚动轴承可以并置。

轴可以包括用于润滑剂的内部轴导管。应当理解,润滑剂也可具有冷却剂的功能。齿轮组件还可以包括:轴承导管,其配置成可操作地连接到内部轴导管,并在第一滚动轴承和/或第二滚动轴承处释放润滑剂。它可以配置成释放第一滚动轴承和第二滚动轴承之间的润滑剂。在轴组件中,而是轴承导管可操作地连接到内部轴导管。

例如,轴可以是中空的,并形成圆柱形管,其内部构成内部轴导管。管还可以具有孔,或者形成孔洞,润滑剂可通过该孔或孔洞。轴承导管可以具有连接到孔的入口和从其释放润滑剂的出口。出口可以位于第一滚动轴承和第二滚动轴承之间。

应当理解,滚动轴承相对于轴同心。滚动轴承可以是径向滚动轴承。更具体地,滚动轴承可以是角接触球轴承。它们可以以背对背的配置定位。径向滚动轴承可以限定齿轮沿着轴的轴向静止位置。应当理解,静止位置是齿轮上没有任何轴向载荷的位置。滚动轴承可以允许齿轮的轴向移动或沿着轴的移动,例如在后部的方向或朝向后部。轴向移动可以处于接合状态。附加地或替代地,轴向移动可以大于在非接合状态下后部和齿轮之间的间隙。

第一滚动轴承和第二滚动轴承中的每一个都可以包括内圈、外圈和多个滚动元件,诸如球。应当理解,滚动元件位于内圈和外圈之间。外圈可以附接或固定到齿轮上。它可以形成齿轮的一部分。

内圈可以附接或固定到轴上。或者,齿轮组件还可以包括:径向间隔件,其配置成固定到轴或安装在轴上。在这种替代方案中,内圈附接或固定到径向间隔件上。可以由内圈和外圈在无轴向载荷或小轴向载荷时的相对静止位置来限定上述轴向静止位置。径向间隔件的效果是使滚动轴承的半径更大,这使得齿轮组件上的径向载荷更大。此外,它减少了相对于轴旋转的质量,这使得在接合湿式离合器时的响应更快。

第一滚动轴承的内圈可以接触湿式离合器或湿式离合器的后部、相对于湿式离合器或湿式离合器的后部固定或者由湿式离合器或湿式离合器的后部预加载。这里,可以理解,第一滚动轴承的内圈和湿式离合器是并置的。第一滚动轴承的内圈和第二滚动轴承的内圈可以由轴向间隔件分开。轴向间隔件可以相对于第一滚动轴承的内圈固定或预加载第二滚动轴承的内圈。

轴承导管可以至少部分地由第一滚动轴承的内圈和第二滚动轴承的内圈形成。例如,可以分开内圈,以允许润滑剂在它们之间通过。此外,轴承导管可以至少部分地由径向间隔件形成。

齿轮可以具有中心通孔或洞,其带有旋转对称的内壁,在轴组件的情况下,轴可穿过或者穿过该中心通孔或洞。外圈可以与通孔的内壁一致,或者附接到通孔的内壁。径向间隔件可以具有环形主体。主体可以是中空的或部分中空的。径向间隔件可以附接或安装在离合器毂上。离合器毂又可以配置成安装在轴上并直接刚性附接到轴上。这样,径向间隔件配置成相对于轴旋转固定。

湿式离合器还可以包括:多个单独的离合器导管,其中每个离合器导管具有由轴环形成的轴环部分和由离合器毂形成的毂部分。轴环部分具有用于接收冷却剂的入口,并且毂部分联接到轴环部分,并在具有在离合器片组处的一个或多个出口以用于释放冷却剂。湿式离合器还可以包括:多个阀,其中每个阀可操作地连接到单个离合器导管,阀配置成控制冷却剂流动通过离合器导管。此外,致动器可以配置成同时接合离合器片组并操作多个阀。

多个离合器导管实现了湿式离合器的紧凑结构。此外,致动器接合离合器片组并操作多个阀的事实意味着致动器控制离合器片组的操作(或接合和分离)以及冷却。这种接合功能也实现了更紧凑的结构。

前部可以是环形的,并且前部相对于轴固定,并且由前部支撑的致动器实现了更紧凑的结构,例如与具有由封闭壳体或外壳支撑的致动器的湿式离合器相比。所提出的技术还允许在具有最大效果的地方供应冷却剂,即在离合器片组的内部。

致动器可以是单个致动器。这意味着只有一个致动器操作离合器片组和多个阀。事实上,单个致动器可提供该功能进一步有助于实现更紧凑的结构。

离合器毂可以配置成例如通过花键直接刚性地附接到轴上。前部可以例如通过螺栓刚性地附接到离合器毂。或者,它可以刚性地直接附接到轴上。这样,离合器毂和前部可以相对于轴旋转地且轴向地或纵向地固定。在安装湿式离合器时,离合器毂和前部相对于轴旋转且轴向固定的事实意味着它们不能相对于轴旋转并且不能相对于轴纵向移动。

齿轮,另外以及离合器篮相对于轴可旋转地支撑,这意味着它们可相对于轴旋转,只要离合器片组未阻止它们旋转。

离合器毂可以构成由单件材料制成的单一主体。类似地,前部可以构成由单件材料制成的单一主体。离合器毂可以形成用于接收轴的通孔。类似地,前部、后部和齿轮可以形成用于接收轴的通孔。

润滑剂或冷却剂可以是液体。润滑剂可以是油基的。

致动器可以配置成当被激活时接合离合器片组。这意味着湿式离合器必须主动接合或锁定。当停用致动器时,分离或打开离合器片组,另外以及湿式离合器。

多个单独的离合器导管可以包括十个或更多个离合器导管。每个离合器导管的毂部分可以是细长的,并且与轴对齐,或者平行于轴延伸。每个毂部分可以具有圆柱形部分,这意味着该部分的形状像圆柱体。它可以具有圆形横截面。圆柱形部分可以具有与轴平行或与轴的轴线平行的轴线。所有毂部分的圆柱形部分可以具有平行的圆柱轴。这里指定的特征实现了紧凑的导管布置,这又实现了更紧凑的湿式离合器。

前部的通孔可以具有面向轴的圆周内壁部分,并且前部在内壁部分中形成圆周凹槽或通道,以用于接收来自内部轴导管的冷却剂,其中每个离合器导管的前部部分的入口连接到凹槽。例如,内部轴导管可以具有出口,并且在安装湿式离合器时,圆周凹槽可以位于出口处并与出口流体连通。例如,如果轴是圆柱形管,其内部构成内部轴导管,则单个出口可以是管中的孔或洞。面向轴的内壁部分可以配置成与轴齐平,并防止冷却剂在前部和轴之间泄漏。

离合器导管的前部可以围绕轴均匀分布。类似地,离合器导管的毂部分可以围绕轴均匀分布。围绕轴的分布被理解为相对于轴的旋转轴线的角度分布。例如,如果有12个前部部分,则相邻前部部分的中心之间相对于轴的旋转轴线有30度的间隔。

多个离合器导管和凹槽可以形成导管装置的一部分或构成导管装置,该导管装置配置成将轴导管可操作地连接到出口,并允许冷却剂在其间流动。然后,导管装置构成了分配冷却剂的歧管。每个离合器导管可以配置成可操作地连接到内部轴导管,以用于从其接收润滑剂或冷却剂。在轴组件中,而是每个离合器导管可操作地连接到内部轴导管。

每个离合器导管或毂部分可以具有相对于离合器毂轴向分布的多个出口。另外,这意味着出口相对于轴是轴向分布的。可选地,每个离合器导管或毂部分可以具有单个出口,该出口是细长的并且相对于离合器毂轴向延伸。这允许冷却剂的轴向分布,其又允许离合器片组具有更多数量的片和更小的直径,从而有助于实现更有效和紧凑的湿式离合器。

离合器毂和离合器片组可以形成花键接头或通过花键接头连接,其中花键接头包括离合器毂中的多个轴向延伸的脊和凹槽。然后,每个离合器导管的一个或多个出口可以位于单个凹槽的底部。换种说法,花键接头可以包括离合器毂中的多个凸花键,并且每个离合器导管的一个或多个出口可以位于两个相邻的凸花键之间。脊或凸花键的数量可以是离合器导管数量的整数倍。例如,离合器导管的数量可以是十五个,并且凸花键的数量可以是四十五个,即相当于3的整数倍。多个轴向延伸的脊和凹槽可以形成与由离合器片组形成的凹花键配合的凸花键。

离合器片组可以相对于离合器毂同心,并且另外相对于轴同心。离合器篮可以相对于离合器片组同心,并且另外相对于离合器毂同心。离合器片组可以具有环形形状,并且相对于离合器毂径向和轴向延伸,并且另外相对于轴径向和轴向延伸。

内片可相对于离合器毂轴向移动,并且相对于离合器毂旋转地或成角度地固定,并且外片可以相对于离合器篮轴向移动,并且相对于离合器篮旋转地或成角度地固定。这意味着离合器毂构成了内片托架,并且离合器篮构成了外片托架。

内片和外片可以交替放置在离合器片组中。在非接合状态下,在内片和外片之间不存在机械摩擦,在滑动状态下,在内片和外片之间存在动摩擦,并且在接合状态下,在内片和外片之间存在静摩擦。

致动器可以配置成轴向压缩离合器片组。在轴向压缩离合器片组时,它可以从非接合状态(a)通过滑动状态(b)变为接合状态(c)。

当离合器片组处于其接合状态时,离合器片组可在内片和外片之间或穿过离合器片组形成多个径向延伸的通道以用于冷却剂。通道可以形成在内片中,并限定正方形或矩形网格图案。径向延伸的通道有助于离合器片组的有效冷却。

离合器毂可以具有多个凸花键,并且多个内片中的每一个可以具有与离合器毂的多个凸花键配合的多个凹花键。离合器篮可以具有多个凹花键,并且多个外片中的每一个可以具有与离合器篮的多个凹花键配合的多个凸花键。

阀可以:(i)当离合器片组处于其非接合状态时,防止或限制冷却剂流动,(ii)当离合器片组处于其滑动状态时,允许冷却剂流动,以及(iii)当离合器片组处于其接合状态时,允许冷却剂流动。当离合器片组处于其接合状态时,冷却剂的流量可能大于离合器片组处于其滑动状态时的流量。例如,滑动状态下的流量可以在接合状态下的流量的70%至100%或90%至100%的范围内。

湿式离合器还可以包括相对于轴同心并位于致动器和离合器片组之间的环形压盘,并且压盘可以配置成接合离合器片组。压盘可以形成每个阀的一部分。应当理解,压盘的位置可轴向移动,或者沿着轴移动。压盘可以是平面的或者具有平面几何形状。对于每个阀,前部可以在毂部分和离合器导管的与阀连接的前部部分之间的联接处或连接处形成阀座。阀座可以是与前部成一体的硬性座。这意味着没有弹性体垫圈提供密封。压盘可以是盘形的和/或相对于轴旋转对称。它可以具有中心孔,并且压盘可以具有或形成多个突起或凸耳,每个突起或凸耳在中心孔中或相对于中心孔径向向内延伸。压盘的每个突起可以构成多个阀中的单个阀的阀构件或阀盘。当湿式离合器处于其非接合状态时,突起可以接触或密封阀的阀座。在其接合状态下,湿式离合器可以在突起和阀座之间存在间隙,从而允许润滑剂流过突起并进入毂部分。

压盘可以形成致动器的一部分或者与致动器成为一体。在滑动状态和接合状态下,离合器片组可以由压盘轴向加载。

湿式离合器还可以包括单独定位在多个离合器导管的毂部分中的多个弹簧,其中每个弹簧接合或偏压压盘。这意味着每个离合器导管的毂部分中都有弹簧。可以理解的是,弹簧朝着致动器或前部偏压或推动压盘。

如果毂部分具有圆柱形部分,弹簧可以位于毂部分的圆柱形部分中。每个弹簧可以接合压盘的突起。提供突起形成阀的一部分,这意味着弹簧共同作用以关闭阀。每个弹簧可以是压缩螺旋弹簧,并且定向成平行于轴压缩和延伸。

当离合器片组或湿式离合器处于其非接合状态时,压盘或突起会阻塞离合器导管的前部部分。这样,防止了冷却剂流过离合器导管并到达离合器片组。

致动器可以包括:环形凹部,其由前部形成且与轴同心;以及环形活塞,其位于凹部中并且配置成相对于轴轴向移动。

环形凹部可以面向离合器片组或压盘或者朝着离合器片组或压盘的方向敞开。环形活塞可以接合或接触环形压盘。在滑动状态和接合状态下,环形活塞轴向加载或压靠压盘。多个弹簧可以朝向或抵靠环形活塞偏压或推动压盘。

轴可以具有用于液压流体的附加内部轴导管,并且致动器可以配置成可操作地连接到附加内部轴导管。更准确地说,环形凹部可以配置成例如通过连接导管连接到附加的内部轴,或者与附加的内部轴流体连通。安装后,这意味着通过增加液压流体的压力来激活致动器,这导致环形活塞向离合器片组或压盘移动,并接合湿式离合器。在轴组件中,应该理解的是,而是致动器可操作地连接到附加的内部轴导管。

后部具有支座或端板的功能,离合器片组由致动器压靠在其上。在滑动状态和接合状态下,离合器片组然后由压盘和后部轴向加载。后部可以相对于轴同心。它可以具有环形形状。后部实现了湿式离合器的紧凑结构。

离合器篮可以具有圆柱形形状或者可以是环形形状。这意味着离合器篮具有有限的径向范围,并且其不形成沿径向方向延伸的端板。离合器篮包括或形成多个孔,以用于允许冷却剂在径向方向上逸出湿式离合器。这意味着湿式离合器没有密封,并且冷却液未包含在湿式离合器中。因此,在此类湿式离合器内不需要冷却剂循环系统,这实现了更紧凑的结构。相反,可以通过外部系统循环冷却剂。此外,当湿式离合器或离合器片组未接合时,这使得湿式离合器不受冷却剂的影响。附加地或替代地,在离合器篮和前部之间可以有间隙,冷却剂可通过间隙逸出湿式离合器。

轴可以具有用于液压流体的附加内部轴导管,并且致动器可以配置成可操作地连接到附加内部轴导管。在轴组件中,而是致动器可操作地连接到附加的内部轴导管。

齿轮可以具有或形成与轴同心的轴向延伸的凸缘,其中离合器篮和凸缘重叠。离合器篮可以附接到凸缘上。离合器篮和凸缘在重叠处可以具有一致的形状。凸缘的外侧可以在重叠处与离合器篮的内侧一致。

应当理解,术语“齿轮”不包括通常用于与链条或皮带等啮合的链轮齿或链轮。

附图说明

从下面结合附图对提出的技术的优选实施例的详细描述中,对提出的技术的上述和其他特征和优点的更完整的理解将是显而易见的,其中:

图1示意性地示出了轴组件的实施例,其中齿轮组件安装在轴上,

图2示意性地示出了图1所示齿轮组件的横截面,其中旋转支撑部件与固定部件分离,

图3a至图3b示意性地示出了图1所示齿轮组件的轴向支撑功能,

图4a至图4b示意性地示出了图1所示齿轮组件的另一个轴向支撑功能,

图5a至图5b示意性地示出了齿轮组件的替代实施例的轴向支撑功能,

图6a至图6b示意性地示出了图5a至图5b所示的齿轮组件的替代实施例的另一个轴向支撑功能,

图7a示意性地示出了图1的齿轮组件中的离合器篮和齿轮之间的连接的特写,

图7b至图7c示意性地示出了替代实施例中离合器篮和齿轮之间的连接的特写,

图8a示意性地示出了图1的齿轮组件的后部,

图8b至图8c示意性地示出了替代实施例中的后部,

图9示出了图1中所示的齿轮组件的透视横截面,

图10示出了图9所示齿轮组件后端处的部分的透视横截面,以及

图11示出了图9所示齿轮组件前端处的部件的透视横截面。

具体实施方式

图1示意性地示出了用于道路车辆的变速箱的轴组件6。轴组件6具有轴12,其带有内部轴导管14,旨在用于运送油基的混合的冷却剂和润滑剂。它还具有齿轮组件8,其安装在轴12上并连接到内部轴导管14。齿轮组件8形成接收轴12的通孔68,由此轴12穿过完整的齿轮组件8。

齿轮组件8具有相对于轴12可旋转地支撑的齿轮80。它还具有湿式离合器10,其安装在轴12上并可操作地连接到内部轴导管14。

齿轮80和湿式离合器10相对于轴12同心。齿轮80具有轴向延伸的凸缘82,凸缘也与轴12同心。离合器篮18和凸缘82在凸缘82处重叠。凸缘82的外侧在重叠处与离合器篮18的内侧相一致,由此离合器篮18附接到凸缘82,并且延伸到齿轮80,这可在图7a和图9中看出。

湿式离合器10是多片离合器并且轴12穿过完整的湿式离合器10。湿式离合器10具有离合器毂16,离合器毂安装在轴12上并且通过花键102相对于轴12径向固定。它还具有相对于轴12旋转支撑的离合器篮18以及连接离合器毂16和离合器篮18的离合器片组20。湿式离合器10还具有通过螺栓与离合器毂16并列并附接到离合器毂16的前部34。这样,前部34安装在轴12上并且相对于其旋转地固定。

离合器毂16和离合器篮18相对于轴12同心。离合器毂16形成通孔62并且前部34形成另一个通孔64,见图9。这意味着离合器毂10形成接收轴12的通孔66。

齿轮组件8具有径向间隔件84,其通过螺栓相对于离合器毂16旋转固定。因此,它也相对于轴12旋转地固定。齿轮组件8还具有相对于轴12可旋转地支撑齿轮80的第一滚动轴承104和第二滚动轴承106。滚动轴承104和106是径向滚动轴承,更准确地说,是角接触球轴承,其以背对背的配置定位,例如如图1和图9所示。第一滚动轴承104和第二滚动轴承106中的每一个都具有内圈108、外圈110和位于内圈108和外圈110之间的球形滚珠形式的多个滚动元件112。内圈108附接到径向间隔件84,并且外圈110附接到齿轮80。

齿轮80具有中心通孔146,其带有旋转对称内壁148,例如参见图2和图10。外圈110与内壁148一致并附接到该内壁上。径向间隔件84具有环形的部分中空的主体。

滚动轴承104和106限定了齿轮80相对于轴10的轴向静止位置。静止位置是在没有载荷或扭矩传递的情况下齿轮80的位置。滚动轴承104和10可允许小的轴向移动,当它们受到磨损时,轴向移动变得更大。

每个滚动轴承104和106的内圈108附接到径向间隔件84,而外圈110附接到齿轮80。齿轮80具有带有圆柱形内壁的中心通孔146,并且外圈110与通孔146的内壁一致并与该内壁接合。

夹具(未示出)在齿轮组件8的任一侧上定位在轴12上,夹具相对于轴12轴向固定湿式离合器10和径向间隔件84,并且延伸固定离合器毂16、离合器篮18和前部34。

离合器毂16由单片钢制成。类似地,前部34由单片钢制成。这意味着两个部件单独构成单一主体。

湿式离合器10具有15个单独的离合器导管48。每个都具有由前部34形成的前部部分52和由离合器毂16形成的毂部分50。前部部分52具有入口54,该入口可接收混合的冷却剂和润滑剂。毂部分50联接到前部部分52,并在离合器片组20处具有三个出口,混合的冷却剂和润滑剂可通过这三个出口释放。出口24相对于离合器毂16轴向分布,这意味着它们相对于轴12纵向分布。

每个离合器导管48的毂部分50是细长的,并与轴12对齐。每个毂部分50具有圆柱形部分56,该圆柱形部分具有圆形横截面和平行于轴12的轴线90的轴线,如图9和图10所示。这意味着所有圆柱形部分56具有平行的圆柱轴。

前部34的接收轴12的通孔64具有面向轴12的圆周内壁部分72。前部34在内壁部分72中形成周向凹槽70,该周向凹槽可接收来自轴导管14的混合冷却剂和润滑剂,并且每个离合器导管48的前部部分52的入口54连接到凹槽70。面向轴12的内壁部分72与轴12的外表面齐平。这样,单独的离合器导管48形成导管装置26的将轴导管14连接到出口24的一部分。导管装置26允许在离合器片组20处分配来自轴导管14的混合冷却剂和润滑剂流,因此具有歧管的功能。

离合器导管48的前部部分52和毂部分50围绕轴12均匀分布。它们在相邻的离合器导管48之间相对于轴12的旋转轴线90具有24度的间隔。

离合器毂16具有多个轴向延伸的脊44,这些脊形成了花键与离合器片组20的接合的一部分。每个离合器导管48的出口24位于一对相邻的脊44之间,或者更准确地说,位于相邻脊44之间的单个凹槽的底部处。有四十五个脊44和十五个离合器导管48,这意味着前脊者是离合器导管的三倍。轴向延伸的脊44形成与由离合器片组20形成的凹花键46配合的凸花键44。

离合器片组20具有三种状态。在第一状态或非接合状态下,离合器毂16和离合器篮18被解锁并且能够以不同的速度旋转。另外,这意味着齿轮80可相对于轴12自由旋转。在第二状态或滑动状态下,离合器毂16和离合器篮18部分地锁定在一起,但能够以不同的速度旋转。这意味着一些扭矩从轴12递送到齿轮80。在第三状态或接合状态下,离合器毂16和离合器篮18锁定在一起,并以相同的速度旋转。这意味着供应到轴12的所有扭矩递送到齿轮80。

湿式离合器10有15个阀28。每个阀28控制通过单个离合器导管48的混合冷却剂和润滑剂的流量。湿式离合器10还具有由前部34支撑的单个致动器22和相对于轴12同心的环形压盘40。压盘40位于致动器22和离合器片组20之间,使得在激活致动器22时,压盘可接合离合器片组20。此外,压盘40形成每个阀28的一部分,这意味着它同时接合离合器片组20并操作阀28。

当激活时,致动器轴向压缩离合器片组20,并且当离合器片组20被轴向压缩时,离合器片组20经由滑动状态从非接合状态变为接合状态。

离合器片组20相对于离合器毂16和轴12是同心的。离合器篮18相对于离合器片组20同心,并且延伸相对于离合器毂16同心。离合器片组20具有环形形状,并且相对于轴90的轴线径向和轴向延伸。

离合器片组20具有:附接到离合器毂16的八个内片30,其构成内片架;以及附接到离合器篮18的七个交错的外片32,其构成外片架。内片30可相对于离合器毂16轴向移动并且相对于离合器毂16旋转地固定。类似地,外片32可相对于离合器篮18轴向移动并且相对于离合器篮18旋转地固定。

内片30和外片32交替放置在离合器片组20中。在非接合状态下,在内片和外片之间不存在机械摩擦,在滑动状态下,在内片30和外片32之间存在动摩擦,并且在接合状态下,在内片30和外片32之间存在静摩擦。

离合器片组20在每个内片30的两侧上形成正方形网格图案的通道92。即使没有径向定向,圆片30上的正方形网格意味着所有的通道92在某种程度上相对于轴12径向延伸,这使得混合冷却剂和润滑剂能够径向向外流过离合器片组20。

如上所述,离合器毂16具有多个外部凸花键44,并且每个内片30具有与凸花键44配合的相同数量的凹花键46。类似地,离合器篮18具有凹花键76,并且外片32中的每一个具有与凹花键76配合的凸花键78。

阀28配置成当离合器片组20处于其非接合状态时,防止混合的冷却剂和润滑剂流过离合器导管48。阀还允许当离合器片组20处于其滑动状态和接合状态时,混合的冷却剂和润滑剂流动。在一些实施例中,当离合器片组20处于其接合状态时,混合的冷却剂和润滑剂的流量是处于其非接合状态时的十倍,这意味着即使阀28处于关闭状态也有流量。

前部34在毂部分50和离合器导管48的前部部分52之间的每个联接处形成阀座96。阀座96是集成到前部34的硬性座。

压盘40是圆盘形的平面,并且相对于轴12的轴线90旋转对称。它具有中心通孔94并形成多个突起60,更准确地说,形成15个突起60,每个突起在中心孔94中径向向内延伸,如图4所示。每个突起60构成单个阀28的阀构件或阀盘,并且当湿式离合器10处于其非接合状态时,抵靠阀座96中的一个阀座密封。在其接合状态下,致动器22推动压盘40,使得在突起60和阀座96之间形成间隙,从而允许混合的冷却剂和润滑剂流过突起60并进入毂部分50中,混合的冷却剂和润滑剂从其经由出口24排出。

压缩螺旋弹簧58位于每个毂部分50的圆柱形部分56中。每个弹簧58接合压盘40的单个突起60,并且弹簧58相对于离合器毂16联合偏压压盘40,并将压盘推向致动器22,从而起到关闭阀28的作用。

当离合器片组20或湿式离合器10处于其非接合状态时,阀关闭,其中突起60阻塞离合器导管48的前部部分52。这样,防止了混合冷却剂和润滑剂流过离合器导管48并到达离合器片组20。

致动器22具有环形凹部36,其由前部34形成并与轴12的轴线90同心,这可在图P和图11中看到。它还具有环形活塞38,其定位在凹部36中并配置成相对于轴12轴向移动。活塞38由垫圈98密封,防止液压流体通过活塞38泄漏。

环形活塞38接合环形压盘40。在滑动状态和接合状态下,活塞38压靠并轴向加载压盘40。多个弹簧58提供了将压盘40推向环形活塞38的反作用力。通过压盘40,致动器22配置成同时接合离合器片组20并操作多个阀28。

轴12具有用于液压流体的附加内部轴导管88,并且环形凹部36连接到附加内部轴导管88。致动器22通过增加液压流体的压力而被激活,这引起环形活塞38朝向离合器片组20移动,并接合湿式离合器10。

湿式离合器10还具有安装在轴12上并与其同心的径向且向外延伸的后部42。后部42与离合器毂16并置,并且离合器片组20定位在后部42和前部34之间。后部42通过螺栓附接到离合器毂16。当致动器22在湿式离合器10的滑动状态下和接合状态下接合离合器片组20时,离合器片组20被压靠在后部42上。

后部42部分地位于离合器片组20和齿轮80之间。后部42和齿轮80间隔开,并且在非接合状态下在它们之间形成间隙114,如图3a和图4a所示。间隙114的尺寸被夸大以示出后部42和齿轮80的功能。在图10的透视截面图中示出了大约0.1毫米的间隙114。后部42在接合状态下接合齿轮80,如图3b和图4b所示。后部42和齿轮80之间的接触是如图3b所示的后部42的弹性变形和如图4b所示的齿轮80朝向后部42的轴向移动的组合。在替代实施例中,接触可以由弹性变形或移动引起。

后部42和齿轮80彼此接合的效果是防止齿轮80并且另外防止离合器篮18进一步朝向前部34移动。这样,稳定并在朝向前部34的方向上轴向支撑齿轮80和离合器篮18。这减轻了第一滚动轴承104和第二滚动轴承106在后部42方向上的轴向载荷。

齿轮80是由单片钢形成的整体结构。类似地,后部42是由钢制成的整体结构,其可在致动器22的载荷下弹性变形。

当从非接合状态进入接合状态时,后部42和齿轮80彼此接合,如图3b和图4b所示。在后部42接触齿轮80之前,离合器篮18达到接合状态。在由致动器22产生的第一力下达到接合状态,并且在由致动器产生的更大的第二力下实现接触。相反,当离合器篮18处于接合状态时,在离合器篮18达到非接合状态之前,后部42和齿轮80脱离接合。

如图3b所示,当离合器片组20处于接合状态时,后部42变形并接合齿轮80。离合器片组20压靠在后部42上,这导致后部42的径向外部弯曲并接触齿轮80。

齿轮80是螺旋齿轮,当其与配合齿轮(未示出)啮合时,其沿着轴12产生轴向载荷。齿轮80的齿定向成使得齿轮80沿预期最大扭矩的方向推向后部42。这样,齿轮组件8配置成使得齿轮80接合后部42,如图4b中示意性示出的。后部42通过离合器毂16相对于轴12固定,这防止了齿轮80的任何进一步的轴向移动。

后部42形成面向齿轮80的第一接触区域116,并且齿轮80形成面向第一接触区域116的第二接触区域118。在接合状态下,第一接触区域116接合第二接触区域118,如图3b所示。在非接合状态下,第一接触区域116和第二接触区域118通过后部42和齿轮80之间的间隙114彼此分开。第一接触区域116和第二接触区域118都是平面的,并且与轴12成直角,因此在非接合和接合状态下彼此一致。

图7a示出了第一接触区域116和第二接触区域的平面几何形状。在替代实施例中,第一接触区域116和第二接触区域118具有与轴12同心的截头圆锥形几何形状,如图7b所示。截头圆锥形的宽端在前部34的方向上,以及截头圆锥形的窄端在相反的方向上。在另一个替代实施例中,第一接触区域116和第二接触区域118具有与轴12同心的弯曲几何形状,如图7c所示。在两个替代实施例中,第一接触区域116限定了凸触点,并且第二接触区域118限定了配合的凹触点。

第一接触区域116具有光滑的第一接触表面120,并且第二接触区域118具有光滑的第二接触表面122。

后部42具有相对于轴12径向延伸的板状部分124,以相对于离合器毂16形成具有平面几何形状的凸缘。致动器22在接合状态下将离合器片组20压靠在板状部分124上,并且板状部分124又接合齿轮80。第一接触区域116位于板状部分124上。

图8a示出了后部42的前视图。在替代实施例中,后部42在后部42的径向外边缘中具有多个切口126,如图8b所示。在又一个替代实施例中,后部42具有多个轴向贯穿孔128。切口128和孔128为板状部分124的给定厚度提供了更大的灵活性。

离合器篮18是圆柱形的,并通过凸缘82附接到齿轮80上,例如参见图7a和图9。这意味着离合器篮18由圆柱形部分130组成。在图5和图6所示的替代实施例中,离合器篮18由径向部分132和圆柱形部分130组成。径向部分132附接到齿轮80上。后部42和圆柱形部分132在接合状态下分离,如图5b和图6b所示。圆柱形部分130连接到径向部分132并从径向部分沿前部34的方向延伸。离合器片组20的外片32可滑动地附接到离合器篮18的圆柱形部分130,以允许位置的轴向移动。

后部42具有外边缘134。在图5和图6的替代实施例中,后部42的第一接触区域116与外边缘134径向分离。离合器篮18的径向部分132具有比后部42的外边缘134更靠近轴12的内边缘136。然后,外边缘134相对于轴处于第一半径处,并且内边缘136处于较小的第二半径处。

除了离合器篮18和后部42之外,图5和图6的替代实施例具有与主实施例的实施例相同的特征,例如关于图1至图4所描述的。

后部42由相对于轴12旋转对称的内部部分138和外部部分140组成。后部42具有面向离合器片组20的径向延伸的支撑区域142,并且离合器片组20在接合状态下压靠在支撑区域142上。支撑区域142部分地位于外部部分140上,并且部分地位于内部部分138上。

在图3和图4的实施例中,由外部部分140形成第一接触区域116,并且外部部分138在接合状态下接合齿轮80。在接合状态下,内部部分138与齿轮80分离。

在图5和图6的替代实施例中,在接合状态下,内部部分138接合齿轮80,而不是外部部分140。第一接触区域116是内部部分138或由内部部分形成。在接合状态下,外部部分140不接合齿轮80。

齿轮组件8具有轴承导管144,该轴承导管由径向间隔件84形成并连接到内部轴导管14。轴承导管144的出口位于第一滚动轴承104和第二滚动轴承106的内圈108之间,由此可释放轴导管14中的混合冷却剂和润滑剂以润滑轴承104和106。这对于第一滚动轴承104尤其重要,第一滚动轴承与后板42并置,并且通过后板42、齿轮80和第二滚动轴承106与外部隔离。在图1的实施例中,离合器篮18具有没有任何径向部分的圆柱形形状,如图1、图7a和图9所示。它具有几个孔74,混合的冷却剂和润滑剂可通过这些孔径向逸出湿式离合器10。在离合器篮18和前部34之间也有间隙,混合的冷却剂和润滑剂可通过该间隙逸出湿式离合器10。

附图标记列表

6 轴组件

8 齿轮组件

10 湿式离合器

12 轴

14用于混合冷却剂和润滑剂的内部轴导管

16 离合器毂

18 离合器篮

20 离合器片组

22 致动器

24 出口

26 导管装置

28 阀

30 内片

32 外片

34 前部

36 环形凹槽

38 环形活塞

40 压盘

42 后部

44 离合器毂的凸花键

46 内片的凹花键

48 离合器导管

50单独离合器导管的毂部分

52单独离合导管的前部部分

54 离合器导管的入口

56 圆柱形部分

58 弹簧

60 压盘的突起

62 离合器毂的通孔

64 前部的通孔

66 湿式离合器的通孔

68 齿轮组件的通孔

70 前部的周向凹槽

72 前部的通孔的内壁部分

74 离合器篮的孔

76 离合器篮的凹花键

78 外片的凸花键

80 齿轮

82 齿轮的轴向延伸的凸缘

84 径向间隔件

88用于液压流体的附加内部轴导管

90 轴的轴线

92 内片通道

94 压盘的通孔

96 阀座

98 垫圈

100 间隙

102 离合器毂的花键

104 第一滚动轴承

106 第二滚动轴承

108 内圈

110 外圈

112 滚动元件或球

114 后部和齿轮之间的间隙

116 后部的第一接触表面

118 齿轮的第二接触表面

120 第一接触表面

122 第二接触表面

124 后部的板状部分

126 切口

128 孔

130 离合器篮的圆柱形部分

132 离合器篮的径向部分

134 后部的外边缘

136 径向部分的内边缘

138 后部的内部部分

140 后部的外部部分

142 后部的支撑区域

144 轴承导管

146 齿轮的中心通孔

148圆柱形内壁。

技术分类

06120116220610