离合器装置和控制方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于将驱动转矩从驱动轴(2)传递到机动车的辅助设备，尤其传递到机动车的风扇叶轮(11)的离合器装置，包括驱动轴(2)、从动装置(10)以及能借助电磁装置(13)换挡的圆盘摩擦离合器(12)，其特征在于，所述离合器装置(1)除了用于将转矩从驱动轴(2)传递到从动装置(10)上的圆盘摩擦离合器(12)外还包括液体摩擦离合器(4)，该液体摩擦离合器的液压控制阀(5)能被控制用于借助所述圆盘摩擦离合器(12)的电磁装置(13)来调节滑转。
【专利说明】离合器装置和控制方法
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于将驱动转矩从驱动轴传递到机动车的辅助装置、尤其传递到机动车的风扇叶轮的离合器装置，包括驱动轴、从动装置或输出侧、以及能借助电磁装置接合的圆盘摩擦离合器。此外，本发明还涉及根据权利要求14的前序部分所述的用于控制这种离合器装置的控制方法。
[0002]大体上已知用于运行辅助设备、例如风扇叶轮的单级或者多级圆盘摩擦离合器。这种例如设计为能电磁式操作的离合器的圆盘摩擦离合器、例如在EP0317703A2、DE3203143C2以及DE4207710A1中有所阐述。在这种圆盘摩擦离合器的基本结构、工作方式以及应用领域方面可引用公开文献。在换挡时，圆盘摩擦离合器无打滑或无滑转(Schlupf)，并且因此在支承架上没有转速差。通常还已知，由于滚动轴承的错误滚动会导致磨损提高，并且因此可能导致损耗增加直至在应用区域中的可能发生的支承架脱落。尤其对于单级圆盘摩擦离合器是有这样的缺点，即这种单级圆盘摩擦离合器在具有较高驱动转速的接通(联接或连接)状态下提供了通常所不希望的较高从动转速，并且出现较强的换挡冲击(SchaItstdik)。
[0003]代替上面所述的圆盘离合器，为了驱动机动车的辅助设备使用所谓的液体摩擦离合器、也被称为粘滞离合器(Viskokupplung)或者粘性离合器。在使用粘滞离合器时，将初级侧的旋转运动传递给液体，并且随后由该液体传递给离合器的次级侧。关于液体摩擦离合器可能的结构参照US4，305, 491、EP1248007B1以及DE69911479T2。广泛应用于商业领域的液体摩擦离合器包括液压控制阀，借助该控制阀能调节液体摩擦离合器的滑转。在简单的实施变型方案中，控制阀的开口截面通过测量温度的双金属件来调节。此外，已知设计为电磁阀的控制阀，该控制阀可控制在储存室与工作室之间的液体流，并且由此控制液体摩擦离合器的滑转。原理上已知，将液压控制阀设为比例阀、或者可选地设计为定时运行的间歇阀(Diskretventil)，其中，流量取决于电枢的接通时间部分相对于断开时间部分的比例。
[0004]与单级圆盘摩擦离合器相比，液体摩擦离合器具有迟缓的响应性能接合(Ansprechverhalten)，并且会引起较高的滑转系数。根据上述【背景技术】，本发明所要解决的技术问题在于提供一种可选的离合器装置，其特征在于降低圆盘摩擦离合器的磨损。这种离合器装置应该尤其具有尽可能少的功能部件。这种离合器装置应该具有舒适的可控性。在优选处于完全连通可能方式的情况下应该优选确保在较大范围内的可变化的转速调节，以及良好的减震特性和快速的响应接合性能。此外，所要解决的技术问题还在于提供一种用于这种离合器装置的简化的控制方法。
[0005]所述技术问题借助具有权利要求1所述特征的离合器装置所解决，所述离合器装置的特征在于，这种离合器装置除了用于将转矩从驱动轴传递到从动装置上的圆盘摩擦离合器之外，还包括液体摩擦离合器，借助圆盘摩擦离合器的电磁装置能控制所述液体摩擦离合器的液压控制阀(电磁阀)，以用于设定或调节滑转。
[0006]关于方法的技术问题被具有权利要求14所述的特征所解决。
[0007]本发明更多的优点、特征和细节由从属权利要求给出。所有由至少两个在说明书、权利要求和/或附图中所公开的特征构成的组合都属于本发明的范畴。为了避免重复，与设备相关的公开特征也应该适用于与方法相关的特征，并且应受到保护。同样地，与方法相关的公开特征特适用于与设备相关的特征，并应受到保护。
[0008]本发明的思路在于，在包括可受电磁激活的圆盘摩擦离合器以及可受电磁激活的液体摩擦离合器(粘滞离合器)的离合器装置中，为所述圆盘摩擦离合器和所述液体摩擦离合器配置共同的电磁装置，借助该电磁装置不仅能接合圆盘摩擦离合器、即能使圆盘摩擦离合器耦联或者脱耦，还能够调节液体摩擦离合器的液压控制阀。换言之，在根据本发明的离合器装置中，如此设计和安置电磁装置，即这种电磁装置优选根据其有效电流接合圆盘摩擦离合器，以及控制或调节液体摩擦离合器的液压控制阀，以便由此调节在液体摩擦离合器内的在液体摩擦离合器的初级侧与次级侧之间的用于转矩传递而使用的液体量、尤其油量。再换言之，设置用于圆盘摩擦离合器和液体摩擦离合器的共同的电磁离合器，借助该电磁离合器不仅能够操作圆盘摩擦离合器的电枢或衔铁，还能够操作配属于液体摩擦离合器的控制阀的、用于设定或调节液体摩擦离合器的滑转的电枢。在此，根据第一实施方式能够为电磁装置配置两个磁路，或者由该电磁装置产生两个磁路，其中，第一磁路用于操作优选设计为摩擦盘或者支承摩擦盘的圆盘摩擦离合器的电枢，并且第二磁路用于调整能电磁控制的液压控制阀的电枢，所述液压控制阀用于调节液体摩擦离合器的滑转。通过共同的电磁装置的设置，能够省去用于单独地接合或控制圆盘摩擦离合器和用于接合或控制液体摩擦离合器的单独的电磁装置。可选地，借助一个单独的磁路能实现这种设计，尤其当设有用于调节粘滞离合器的液压阀的转动电枢时能实现这种设计，其中，在这种设计中，所述磁路优选首先穿过圆盘摩擦离合器的电枢和转子，并且随后穿过尤其设计为转动电枢的液体摩擦离合器的电枢延伸。显然还可以控制其他设计的电枢，例如控制具有一个磁路的移动电枢。在使用一个单独的磁路的情况下，这种磁路也必须跨接两个电枢(圆盘摩擦离合器电枢以及粘滞离合器电枢)的空气间隙和工作间隙。
[0009]除了根据本发明的离合器装置(优选一个单独的)的电磁装置的双重功能之外，该离合器装置还具有其它优点。如上面所述，除了在共同的用于辅助设备的传动系内的设计为单级或者多级的能电磁控制的圆盘摩擦离合器外，根据本发明的离合器装置还包括液体摩擦离合器，以便将转矩从驱动轴传递到辅助设备上、尤其传递到优选用于冷却内燃机的机动车的风扇叶轮上。本发明也考虑到离合器装置的复杂且成本高昂的结构，以便将已知的圆盘摩擦离合器和已知的液体摩擦离合器的优点以出人意料的方式相互组合，其中，首要复杂的结构根据本发明被明显地简化并以成本降低的方式被设计，即设置共同的电磁离合器用于操作圆盘摩擦离合器和液体摩擦离合器。通过将圆盘摩擦离合器技术与液体摩擦离合器技术组合在共同的离合器装置内，能够实现圆盘摩擦离合器的减震(平缓的)接合，以致圆盘摩擦离合器、尤其圆盘摩擦离合器的摩擦盘的磨损降低。此外，圆盘摩擦离合器和液体摩擦离合器的组合导致任选的设在从动装置上的皮带传动的更低的负载。此外，由于可能的滞涩还能够减少在较高的发动机转速下的能量消耗。由于这种组合也能够实现对扭转振动的缓冲，由此根据本发明的离合器装置是适用于曲轴的。特别优选这样地设置离合器装置，即在较低的转速区域内、优选在例如10%至85%的最大转速的范围内只通过液体摩擦离合器来运行辅助设备，其中，传递的转矩可通过利用共同的电磁装置对液压控制阀的相应控制被调制，当有较高的冷却需求时，圆盘摩擦离合器能够随后被接合，其中，圆盘摩擦离合器的特征在于快速的连通性能。
[0010]在本发明的改进方案中具有这样的优点，即平行地安置液体摩擦离合器和圆盘摩擦离合器，也就是说，在两个离合器中的一个(尤其圆盘摩擦离合器)被脱开(脱耦)时作用力从驱动轴通过另一个离合器(尤其液体摩擦离合器)向从动装置延伸。如果圆盘摩擦离合器自从动装置上脱开，则力矩也能够在优选平行布置中只通过液体摩擦离合器从驱动轴向从动装置传递。如上面所述，力矩传递优选在较低的负载或转速范围内、尤其当不要求最大的冷却负荷时只通过液体摩擦离合器进行。
[0011]本发明特别优选的有利设计是，液体摩擦离合器能借助圆盘摩擦离合器被跨接。换言之，优选如此安置或使组合液体摩擦离合器和圆盘摩擦离合器共同作用，在接合圆盘摩擦离合器时，能够实现将转矩从驱动轴无滑转地传递到从动装置。因此，能够无滑转地传递转矩，这尤其在较高的冷却负荷情况下是有利的。
[0012]当离合器装置的从动装置由液体摩擦离合器的次级侧(从动装置侧)构成时，或者当离合器的从动装置、优选无滑转地、尤其通过万向轴与液体摩擦离合器的次级侧相连接、即功能连接时，是特征符合目的的。优选液体摩擦离合器的次级侧相对于驱动轴可转动地支承，其中，在圆盘摩擦离合器脱开时，转矩借助液体摩擦离合器优选只通过液体、尤其油在液体摩擦离合器内从初级侧传递到次级侧，其中，如上面所述，用于转矩传递的在次级侧和初级侧之间的液体量能以已知的方式通过液压控制阀被调节，但是其中，根据本发明能借助共同的电磁装置控制液压控制阀。液体摩擦离合器的初级侧优选持续地与驱动轴固定连接。特别优选液体摩擦离合器的转子被固定在驱动轴的自由端。
[0013]特别优选的是，液体摩擦离合器的次级侧能通过圆盘摩擦离合器摩擦接合地、传递转矩地与驱动轴相连接。为此，液体摩擦离合器的次级侧优选配属于圆盘摩擦离合器的转子，其中，液体摩擦离合器的次级侧、尤其能通过可轴向调节的电枢摩擦接合地与该转子相连接。在这种情况下，尤其对于把圆盘摩擦离合器设计为单级离合器的情况下，液体摩擦离合器的液体摩擦转矩传递机构被跨接，因为液体摩擦离合器的次级侧能直接地被圆盘摩擦离合器所驱动，该液体摩擦离合器优选尤其在圆盘摩擦离合器被设计为单级离合器的情况下以驱动轴的转速转动。
[0014]这种实施变型方案是特别优选的，其中，将圆盘摩擦离合器的转子轴向地安置在共同的电磁装置与液体摩擦离合器、尤其液体摩擦离合器的次级侧之间，其中，第一磁路从电磁装置被导引向转子，并且(在电磁装置有足够的有效电流的情况下)通过优选用空气填充的间隙(工作间隙)被导向与液体摩擦离合器的次级侧相连接的电枢。在此，优选将至少两个在轴向方向上相隔的转子的部段通过磁性隔离(Trennung)而相互连接、或磁性地相隔，以便避免磁性短路。
[0015]在本发明的改进方案中特别优选地设置，上述圆盘摩擦离合器的电枢通过回位件、尤其回位弹簧被固定在液体摩擦离合器的次级侧。特别符合目的是，回位件是将电枢从转子沿着液体摩擦离合器的次级侧方向拉开的(亦即脱离的)弹簧时，其中，显然还能够在可选的实施变型方案中将所述弹簧设计为压力弹簧，以便在这种情况下在没有接通电流的状态下保持圆盘摩擦离合器的接合、即连接。圆盘摩擦离合器也既能够被设计为在接通电流的状态下被联接的离合器，也可选被设计为在接通电流的状态下被脱开的离合器、即被设计为防故障的离合器。[0016]在圆盘摩擦离合器的电枢的实施方式方面有多种可能性。根据第一优选可选方式，电枢同时直接构成用来与转子摩擦接合地共同作用的摩擦盘。在可选的设计变型方案中，电枢支承摩擦盘，该摩擦盘能借助电枢被轴向调节，以便摩擦接合地与圆盘摩擦离合器的转子共同作用。
[0017]特别符合目的的是，圆盘摩擦离合器设计为简单的单级离合器、即要么传递全部转矩要么不传递转矩的离合器，地，其中，显然还能够设置两级、三级或者更多级的离合器作为圆盘摩擦离合器，例如在DE202007004786U1中所述的圆盘摩擦离合器，其中特别符合目的的是，在离合器被设计为多级离合器的情况下设有涡流件，用以形成旨在实现共同牵引的涡流或形成离合器部件，即用于形成滑转。
[0018]为了能够借助电磁装置优化地、即优选相互独立地控制圆盘摩擦离合器和液体摩擦离合器，在本发明的改进方案中规定，圆盘摩擦离合器的电枢能通过向电磁装置接通第一电流强度的电流被接合，也在超过或者低于第一有效电流强度(临界值)的情况下接合圆盘摩擦离合器，并且通过向共同的电磁装置接通与第一电流强度不同的第二有效电流强度调节液体摩擦离合器的液压控制阀的电枢，以便调整滑转。特别有利的是，控制阀的流量能分级或者无级调节，从而能够通过向电磁装置接通相应的电流来实现液体摩擦离合器的多于两个的不同滑转系数。第二有效电流强度用于通过控制阀调节希望流量、并进而由此用于调整转矩传递所用的液体量，原则上能够考虑第二有效电流强度大于第一有效电流强度。但是，在特别优选的实施变型方案中，第一电流强度尤其明显的地大于至少一个第二有效电流强度，以便由此在第一、尤其较高的电流区域(电流强度范围)内通过接通电磁装置来接合圆盘摩擦离合器，并且通过在第二、优选较低的电流区域(电流强度范围)内接通电磁装置来调节液体摩擦离合器、更准确地说调节该液体摩擦离合器的液压控制阀，以便由此能够调整不同的流量并由此调整滑转系数。
[0019]在此，有效的电流强度理解为与磁通量相关(flussrelevante)的电流强度、即电磁装置电流的电流强度，该电流强度用于产生电磁场，或用于将产生的电磁场或产生的电磁通量建立函数的关联。如果电磁装置例如接通稳定的直流电，则有效的电流强度相应地理解为稳定的电流强度(非脉冲电流)。如果电磁装置例如接通PWM(脉冲宽度调制)信号，则有效的电流强度被理解为被引发的或在指定时间间隔内、尤其在一定周期内平均电流强度。如之前所述尤其优选的是，液体摩擦离合器不只显示或具有两个接合状态，还能通过液体摩擦离合器在多个级别内或持续地调节流量，以便能够实现对液体摩擦离合器的滑转的特别良好的调制。这能够由此实现，即电磁装置能够接通选自第二电流范围内的不同的第二有效电流强度，所述第二电流范围优选低于第一电流范围，在所述第一电流范围内设置有用于操作圆盘摩擦离合器的第一有效电流强度(临界值)。不同的有效电流强度能够通过具有不同的PWM-占空比的电流来调节，或者通过不同大小的恒定电流(非脉冲电流)来调节。PWM-占空比是指在一段时间间隔内接通电流的时间部分相对于断开电流的时间部分的比例。如果PWM频率的数值例如是1Hz，参考时间(时间间隔)就是ls，则60%PWM意味着0.6s有电流、0.4s无电流。如果频率为5Hz，参考时间(时间间隔)就是0.2s，则60%PWM在此意味着0.12s有电流、0.08s无电流。在所述的两个示例中，有效电流是相同的，只是时间基数、即周期时长(在两个增加的脉冲波峰之间的时间)是不相同的。当液压控制阀设计为所谓的比例阀，在该比例阀通过可调节的流通截面来调节流量时，则提供例如前述的电流接通方式。在比例阀以PWM方式被接通电流的情况下，应该选择相对较高的PWM频率、例如400Hz。在使用所谓的间歇阀作为液压控制阀、即定时运行(快速打开和关闭)阀的情况下，能够可选的借助接通和断开恒定电流(非脉冲)或者借助PWM信号(脉冲电流)来进行电流的接通，其中，PWM频率优选是较低的、例如IHz。
[0020]如上面所述还能够考虑，用于调节在控制阀内不同流量的多个(不同的)第二有效电流强度高于第一有效电流强度、尤其高于用于连接圆盘摩擦离合器的临界值。但是，在优选的实施变型方案中，第一有效电流强度(大于该电流强度可实现圆盘摩擦离合器的接合)大于上述第二电流强度。换言之，用于调节液压控制阀内的不同流量的第二有效电流强度被设置在第二电流范围内，并且第一有效电流强度(超过或者低于该电流强度实现对圆盘摩擦离合器的电枢的操作或者实现圆盘摩擦离合器的接合)被设置在第一电流范围内，其中特别优选的是，第一电流范围(电流强度范围)高于第二电流范围。
[0021]在特别优选的变型方案中，圆盘摩擦离合器在达到和超过第一有效电流强度的情况下被连接，并且在第二有效电流强度增长或者电磁装置电流的占空比增长的情况下提高了液体摩擦离合器的滑转。换言之，第二有效电流强度越大，滑转越高。这种变型方案是所谓的防障碍实施方式(无误方式)，因为在错误的电流情况下传递最高由粘滞离合器实现的转速(最低的滑转)。控制阀能够可选地被这样地设计和安置，使得第二有效电流强度越低，滑转越高。
[0022]特别符合目的的是，液体摩擦离合器的液压控制阀在对电磁装置接通(至少)第一有效电流强度时被关闭。
[0023]如上面所述，第一和第二有效电流强度的产生有多种可能性。特别优选的是，借助不同的PWM信号或不同的占空比通过使用PWM装置来产生不同的有效电流强度。可选地可以设有电路调节器，借助该电路调节器能够提供几乎恒定的、即非脉冲的、或不可调制的电流。
[0024]在液压控制阀的电枢的设计方面存在多种可能性，所述液压控制阀能通过向电磁装置接通至少一个第二有效电流强度被调节。因此，可以考虑将电枢设置为能平移调节的电枢、或者能偏转的电枢(翻转电枢)，还能考虑设置能旋转调节的电枢(旋转电枢)，在驱动轴上更优选地布置有这种电枢。
[0025]本发明还涉及用于控制根据本发明的、之前详细阐述的离合器装置的方法。该方法的特征在于，所述离合器装置首先除了用于将转矩从驱动轴传递到从动装置的圆盘摩擦离合器外还包括液体摩擦离合器，借助圆盘摩擦离合器和液体摩擦离合器的共同电磁装置能控制所述液体摩擦离合器的用于调节滑转的液压控制阀。优选这样进行控制，如之前在设备或装置的说明摘要中所述，通过接通不同的有效电流强度，尤其通过超过或者低于第一有效电流强度来接合圆盘摩擦离合器，并且通过接通第二有效电流强度或者通过接通具有不同的占空比的电流来调节通过液体摩擦离合器的流量，以便由此调整用于传递转矩的液体流量，以便最终因此影响液体摩擦离合器的滑转。
[0026]由下面对优选实施例的说明并结合附图给出本发明其它的优点、特征和细节。
[0027]在附图中:
[0028]图1示出离合器装置的示意图，该离合器装置除了设计为电磁离合器的单级(也可为多级)圆盘摩擦离合器外还包括具有变化的、能电磁操作的控制阀的液体摩擦离合器，该液体摩擦离合器用于将转矩从驱动轴传递到辅助设备上、在此传递到内燃机冷却装置的风扇叶轮上，其中，所述圆盘摩擦离合器和液体摩擦离合器平行地安置，
[0029]图2示出离合器装置的可能的变型方案的剖面图，其中，从图中可见两个磁路，其中，第一磁路用于操作圆盘摩擦离合器的电枢，并且第二磁路用于操作液体摩擦离合器的液压控制阀的电枢，
[0030]图3示出具有用于圆盘摩擦离合器和液体摩擦离合器的共同的电磁装置的离合器装置的可能的控制图表，
[0031]图4a示出离合器装置可能的变型方案的剖面图，其中，设有转动电枢(旋转电枢)作为用于操作液体摩擦离合器的液压控制阀的电枢，所述转动电枢根据优选实施例被安置在驱动轴上，并且
[0032]图4b示出沿图4a的剖切线A_A所得的剖面图。
[0033]在附图中，相同的部件和相同功能的部件用相同的附图标记来表示。
[0034]图1示意性地示出离合器装置I的实施例。该离合器装置包括由未示出的内燃机驱动的驱动轴2，在该驱动轴的自由端上抗扭地固定液体摩擦离合器4 (粘滞离合器)的初级侧部件3 (转子、初级侧)。所述液体摩擦离合器4包括液压控制阀5，该液压控制阀5用于调节液体摩擦离合器4的滑转。借助液压控制阀5能够调节在液体储存室6和工作室7之间的液体(尤其油)的流量或流量体积，并由此调整向工作室传递转矩所使用的液体量。在工作室7和液体储存室6之间设置未示出的通常已知的刮水件或者水泵件，所述刮水件或者水泵件在初级侧部件3旋转时将用于转矩传递的液体从工作室7输送回到液体储存室6中。通过控制液压控制阀5也可以一定程度上影响向工作室7的液体回流，并且因此影响液体摩擦离合器4的滑转。
[0035]在工作室7内，液体位于液体摩擦离合器的初级侧部件3 (初级侧)和次级侧部件8 (次级侧)之间，并且被以驱动轴转速旋转的初级侧部件3剪切，并且因此向次级侧部件8传递转矩，该次级侧部件8以一定的滑转随初级侧部件3运动。
[0036]初级侧部件3在驱动轴2的驱动下相对于上述的液体摩擦离合器4的次级侧部件8旋转,其中,所述次级侧部件8由液体摩擦离合器4的壳体构成，所述壳体通过轴承9可转动地支承在驱动轴2上。如之前所述，在初级侧部件3与次级侧部件8之间通过设在工作室7内的液体来传递转矩，其中，为传递转矩而使用的在工作室7内的液体量能够根据温度借助液压控制阀5被可控地被调节。
[0037]在所示的实施例中，液体摩擦离合器4的次级侧8 (次级侧部件)同时构成(共同的)从动装置10，其中，在所述从动装置10上设置示意性示出的风扇叶轮11。代替风扇叶轮11的设置，能够将次级侧8、优选无滑转地例如通过万向轴与从动装置相连接。还可以考虑例如将皮带轮设为从动装置，随后能够通过该皮带轮借助皮带传动驱动辅助设备、例如风扇叶轮。
[0038]此外，离合器装置I包括设计为电磁离合器的圆盘摩擦离合器12，这种圆盘摩擦离合器在所示的实施例中与液体摩擦离合器4平行地安置。
[0039]离合器装置I包括固定的、能被通电的电磁装置13，该电磁装置既被用于接合圆盘摩擦离合器12、还被用于操作液压控制阀5。电磁装置13相对于驱动轴2通过(另一个)轴承14被可转动地支承。[0040]在电磁装置13与液体摩擦离合器4的次级侧部件8之间轴向安置与驱动轴2抗扭连接的圆盘摩擦离合器12的转子15，该转子以驱动轴的转速旋转。在所示的实施例中，转子15在轴向方向上与电磁装置13重叠，以便由此实现更好的磁路连接(输入)。图中示意性地示出在非磁性材料上环形的磁性隔离16，所述的非磁材料通过必要时用油填充的工作空气间隙17强制磁路进入圆盘摩擦离合器12的电枢18内。所述电枢18在所示的实施例中通过呈回位弹簧形式的回位件19与液体摩擦离合器4的次级侧部件8固定连接。电枢能够支承摩擦盘(未示出)，或者自己作为摩擦盘在向电磁装置13通电的情况下用于摩擦连接地与转子15共同作用。当通过向电磁装置13通电而使电枢18贴靠在转子15上时，液体摩擦离合器4的液体摩擦转矩-传递机构被跨接，或者说液体摩擦离合器4被跨接，并且液体摩擦离合器4的次级侧部件8以由圆盘摩擦离合器12预设的转速(在单级联接中总是驱动轴转速)被驱动。
[0041]所示的离合器装置I优选如此来工作，在较低的从动装置转速下断开圆盘摩擦离合器12。在这种状态下，从驱动轴3向从动装置8的转矩传递只利用液体摩擦离合器4通过剪切初级侧部件3与次级侧部件8之间的液体摩擦离合器4的工作室7内的液体来进行。液体摩擦离合器4的滑转能通过为传递力矩而使用的在工作室7内的液体量来调节、优选根据温度来调节。在较高的冷却需求下，圆盘摩擦离合器12能够被连接。在所示的实施例中，电磁装置为此被至少接通第一有效的电流强度(下面还会详细阐述)，由此电枢18克服回位件19的回位力沿轴向相向于转子15被调节，并且与转子15摩擦连接地共同作用。在这种工作状态下，如果圆盘离合器被设计为多级离合器，液体摩擦离合器4的次级侧8以转子15的转速来被驱动，或者必要时以更低的转速来被驱动。
[0042]如图1所示，液压控制阀5在此只包括例如设计为翻转电枢的电枢20，在所示实施例中，电枢20通过弹簧件21 (回位弹簧)被固定在初级侧部件3上。通过用不同的第二有效电流强度接通电磁装置13，在使用设计为开关阀(间歇阀)(可选比例阀)的控制阀5的情况下能够调节液体连接22 (阀连接)的不同的开口截面，并且由此调节回流回工作室7内的液体体积流量。在此，电枢20被如此定尺寸或设置，作为液体摩擦离合器4的电枢20，该电枢在电磁装置(已经)有较低的接通电流强度(电流强度)的情况下进行调节。为了调节液体摩擦离合器4的电枢20，磁路跨接优选用油填充的工作间隙23。
[0043]在图2中，示出离合器装置I的另一种变型方案。所述离合器装置I包括共同的、位置固定安置的电磁装置13，电磁装置的线圈为清楚起见而未被示出。电磁装置13在轴向上被圆盘离合器12的转子15重叠，该圆盘离合器12包括能轴向调节的电枢18。可以看到大量沿径向间隔开的在转子15内的磁性隔离16以及在电枢18内的磁性隔离24，以便以已知的方式多次地在转子15和电枢18之间来回输导用于加强磁力的磁通量，并且用来避免磁性短路。转子15抗扭地设在驱动轴2上，相反地，驱动轴2相对于电磁装置13可转动地位于设计为滚动轴承的轴承14上。圆盘摩擦离合器12的电枢18通过回位件19被固定在液体摩擦离合器4的次级侧部件8上，并且因此被固定在支承风扇叶轮的从动装置10上。所述次级侧部件8通过设计为滚动轴承的(另一个)轴承9相对于驱动轴2可转动地被支承，与之相反，液体摩擦离合器4的初级侧部件3抗扭地固定在驱动轴2上。
[0044]液体摩擦离合器4包括液压控制阀5，该液压控制阀能被电磁式地操作。为此，液压控制阀5包括用于操作控制阀5的阀部件25的(控制阀_)电枢20，其中，所述阀部件25根据实施方式也能够直接地由液体摩擦离合器的电枢20构成。阀部件25在所示的实施例中同时设计为弹簧件或回位件。
[0045]借助控制阀5能够调节在液体储存室6与工作室7之间的体积流量，并且由此调节液体摩擦离合器的滑转。借助阀部件25能够调节至少一个、在此为两个相应的液体连接22的开口截面。在使用定时工作的间歇阀时，液体体积流量不是被随意活动的液体截面调节，而是被“接通”时间部分相对于“断开”时间部分的比例所调节。
[0046]在所示实施例中，没有示出用于将从工作室7中的液体输送回液体储存室6中的已知泵件。
[0047]图2示出两个磁路，即第一磁路26和第二磁路27。
[0048]第一磁路26构成用于接合圆盘摩擦离合器12的、即用于操作电枢18的主磁路，与之相对地，第二磁路27构成用于调节控制阀5的副磁路。所述第一磁路26和第二磁路27部分地相互重叠。在较低的(第二)接通电流范围内，第二磁路27起主要作用，因为控制阀5被如此地设置，使得即使相对较低的第二有效电流强度也足以调节液体摩擦离合器4的电枢18。在此，磁路27从电磁装置13开始通过转子15和电枢18穿过导流构件28 —直延伸至液体摩擦离合器4的轴向间隔开的工作空气间隙23。为了避免磁性短路、或为了将磁通量导向液体摩擦离合器4的电枢20并且随后通过驱动轴2流回电磁装置13，如此选择用于离合器装置的不同的部件或构件的材料，使得磁通量可被有目的地导引。在根据图1所示的实施例中(同样在下面还会根据图4a和4b进行阐述的实施例)，非铁磁材料、例如铝用右斜上阴影线表示，与此相反地，用左斜上阴影线表示的构件或部件由铁磁材料、例如钢制成，以便将磁通量有目的地导引通过后者的所述部件。工作空气间隙23被覆盖，并且在第二磁路27中的磁通量在此通过驱动轴2流回电磁装置。
[0049]如果电磁装置13被接通第一有效电流强度或者更高的、优选高于第二有效电流强度的电流强度，则导致形成第一磁路26。在此产生的磁力足够调节电枢18并接合圆盘摩擦离合器12，从而在根据图2所示的装置中液体摩擦离合器几在一定程度上被跨接。在以第一有效电流强度接通时，液体连接22基本上被关闭，从而液体摩擦离合器4本来应该以最大滑转来运行，但是这基本上不能发生，因为液体摩擦离合器4的次级侧部件8被圆盘离合器以驱动轴转速旋转。
[0050]在图3中示出对在图2中示例性示出的离合器装置I的控制可能性。左侧竖轴表示驱动轴的转速，底部水平轴表示借助风扇叶轮冷却的冷却器的冷却剂温度，并且右侧竖轴表示有效电流，在此给出用百分率表示的PWM(在一段周期内，“接通”时间部分相对于“断开”时间部分的比例)，其中，100%PWM表示最大的接通电流。
[0051]冷却剂的温度一开始还是很低的。直至例如所选的温度91°C，只有液体摩擦离合器6运行，但是具有最大滑转。这是由此实现的，即在此处以60%PWM接通最大电流强度的60%。在这种状态下，例如当在使用比例控制阀的情况下将相应的液体连接关闭或者最小化时，从液体储存室6流向工作室7的液体体积最小。在使用间歇阀时，优选将所述液体连接关闭。从图中可知，冷却剂的温度继续提升，在此首先上升到94°C，其中，由于电磁装置被接通一直变得更低的或者在此处变低的第二有效电流强度，所述的状态改变会被抵消。通电则从60%降至0%PWM。因此，在工作室内的液体连接被进一步打开，并且提高了从液体储存室流进工作室的液体体积，并且因此提高了为向工作室传递转矩而使用的液体量，这再次导致滑转的降低，并且因此导致风扇叶轮转速的提高。从最初的恒定值200转/分钟提高到在所示示例中的1600转/分钟。
[0052]在所示的实施例中示出，较高的风扇叶轮转速(1600转/分钟)将冷却剂的温度进一步提高，即从94°C到95°C。为了抵消温度的进一步提高，在达到95°C的情况下，电磁装置接通最大的电流，即100%PWM，从而第一有效电流强度例如是80%PWM甚至更高，并且最终接合圆盘摩擦离合器。由此跨接液体摩擦离合器，并且以驱动轴转速运行风扇叶轮。在所示例子中还示出，基于这种最大运行转速(在此为1900转每分钟)，冷却剂的温度下降。在图3中可知相应的滞磁堵塞(Hystereseanstauung)。在冷却剂温度达到92°C时,基于相应的在未示出的控制件或PWM电流件中的特征曲线减少电磁装置的电流，在此减少到40%PWM，亦即减少到在第二电流范围内的第二有效电流强度，因此随后风扇叶轮仍只是以700转每分钟的转速运行。第二有效电流强度(低于用于接通圆盘摩擦离合器或圆盘摩擦离合器的电枢的最低值)将使得圆盘摩擦离合器脱开，并且在根据图2所示的实施例中，从动装置仅通过剪切在液体摩擦离合器4内的液体来被驱动。
[0053]在图4a和4b局部示出的离合器装置I包括与图2所示实施例相类似的、带有能平移调节的电枢18的圆盘摩擦离合器12。这种电枢18配属于位置固定安置的电磁装置13，该电磁装置的线圈与之前所述的实施例一样为清楚起见而未被示出。该电磁装置13与圆盘摩擦离合器的转子15在轴向上重叠。为了避免重复叙述，在圆盘摩擦离合器12的结构方面以及在其它共同点方面参照根据图2所示的实施例。
[0054]从图4a中可以看出，电磁装置13不止配属于圆盘摩擦离合器12的电枢18，而且还配属于在此设计为转动电枢(旋转电枢)的液体摩擦离合器4的电枢20。与根据图2所示的实施例相比，一个磁路26就足够了，该磁路从所述的电磁装置出发，首先通过圆盘摩擦离合器12、准确地说通过圆盘摩擦离合器的转子15和电枢18延伸，并且随后通过电枢20闭合。所述电枢20、如上述设计为转动电枢的电枢20是驱动轴2的一部分，或被安置在设计为空心轴的驱动轴2内。液体摩擦离合器4的电枢20在与驱动轴2 —起运行时旋转，但是能够依据电磁装置13的电流相对于该电磁装置转动。通过这种相对的旋转运动，液体摩擦离合器4的液压控制阀5的阀部件25相对于至少一个液体连接22旋转，其中，因此影响在工作室7内的液体量。为此，电枢20轴向地纵向延伸，并且向外延伸超过附图平面上驱动轴2的右端，并且在液体储存室6内部抗扭地与阀部件25相连接。为了将设计为转动电枢的电枢20回位，设有弹簧件21，该弹簧件克服由电磁装置13的电流引起的阀部件25的旋转运动。
[0055]在根据图4a和4b所示的离合器装置I的实施例变型方案中，工作间隙23被安置或设计在电枢20的径向突起29和与之反向地、即径向向内指向的驱动轴2的径向突起30之间。
[0056]如果电磁装置13被接通第一有效电流强度或更高的、优选高于第二有效电流强度的电流强度，则圆盘摩擦离合器12的电枢18被调节，因此跨接液体摩擦离合器4。在接通第二电流强度时、即在第二电流范围内，设计为转动电枢的电枢20的位置会被影响，并且因此影响阀部件25相对于液体连接22的旋转位置。因此，为传递转矩而使用的液体向工作室7回流的回流量被调节，并且因此调节液体摩擦离合器4的滑转。该滑转也与电枢20相对于驱动轴2的转角相关。[0057]附图标记清单
[0058]I离合器装置
[0059]2驱动轴
[0060]3初级侧部件
[0061]4液体摩擦离合器
[0062]5控制阀
[0063]6液体储存室
[0064]7工作室
[0065]8次级侧部件
[0066]9轴承
[0067]10从动装置
[0068]11风扇叶轮
[0069]12圆盘摩擦离合器
[0070]13电磁装置
[0071]14另一个轴承`
[0072]15转子
[0073]16隔离件
[0074]17工作空气间隙
[0075]18电枢
[0076]19回位件
[0077]20电枢
[0078]21弹簧件
[0079]22液体连接
[0080]23工作间隙
[0081]24电磁隔离件
[0082]25阀部件
[0083]26第一磁路
[0084]27第二磁路
[0085]28导流构件
[0086]29径向突起
[0087]30径向突起
【权利要求】
1.一种用于将驱动转矩从驱动轴(2)传递到机动车的辅助设备、尤其传递到机动车的风扇叶轮(11)的离合器装置，包括驱动轴(2)、从动装置(10)以及能借助电磁装置(13)接合的圆盘摩擦离合器(12)，其特征在于，所述离合器装置(I)除了用于将转矩从驱动轴(2)传递到从动装置(10)上的圆盘摩擦离合器(12)外还包括液体摩擦离合器(4)，借助圆盘摩擦离合器(12)的电磁装置(13)能控制所述液体摩擦离合器的液压控制阀(5)，以用于调节滑转。
2.根据权利要求1所述的离合器装置，其特征在于，所述圆盘摩擦离合器(12)和液体摩擦离合器(4)平行地安置，从而在圆盘摩擦离合器(12)分离时能够只通过所述液体摩擦离合器(4)将转矩从驱动轴(2)传递到从动装置(10)。
3.根据权利要求1或2所述的离合器装置，其特征在于，所述液体摩擦离合器(4)能借助圆盘离合器(12)被跨接，从而能够将转矩无滑转地从驱动轴(2)传递到从动装置(10)。
4.根据上述权利要求之一所述的离合器装置，其特征在于，所述从动装置(10)由液体摩擦离合器(4)的次级侧构成，或者优选无滑转地与所述液体摩擦离合器(4)的次级侧相联接。
5.根据上述权利要求之一所述的离合器装置，其特征在于，所述液体摩擦离合器(4)的次级侧能摩擦接合地通过圆盘摩擦离合器(12)传递转矩地与驱动轴(2)相连接。
6.根据权利要求4或5所述的离合器装置，其特征在于，所述液体摩擦离合器(4)的次级侧支承圆盘摩擦离合器(12)的电枢(18)和用于电枢(18)的回位件(19)，尤其回位弹簧。
7.根据上述权利要求之一所述的离合器装置，其特征在于，所述圆盘摩擦离合器(12)和液体摩擦离合器(4)被这样设计，即通过向电磁装置(13)接通第一有效电流强度能接合所述圆盘摩擦离合器(12)，并且通过接通与第一电流强度不同的、优选低于第一电流强度的第二有效电流强度能控制液体摩擦离合器(4)的控制阀(5)。
8.根据权利要求7所述的离合器装置，其特征在于，所述电磁装置(13)能被接通选自第二电流范围的不同的第二有效电流强度，用于设定不同的滑转系数，和/或所述电磁装置(13)能通过不同的占空比被接通第二有效电流强度，用于设定不同的滑转系数。
9.根据权利要求8所述的离合器装置，其特征在于，所述第二电流范围内的至少一个第二有效电流强度低于配属于第一电流范围的、用于操作圆盘摩擦离合器(12)的第一有效电流强度。
10.根据权利要求8或9所述的离合器装置，其特征在于，所述液压控制阀(5)能被如此设计和控制，即随着第二有效电流强度的增长、和/或随着占空比的增加，所述液体摩擦离合器的滑转随之增加。
11.根据权利要求7至10之一所述的离合器装置，其特征在于，在电磁装置(13)接通第一有效电流强度时，所述液体摩擦离合器的控制阀(5)被关闭，或者替之以被完全地打开。
12.根据权利要求7至11之一所述的离合器装置，其特征在于，为了向电磁装置(13)接通第一和第二有效电流强度，设置PWM装置和电流调节回路装置。
13.根据上述权利要求之一所述的离合器装置，其特征在于，液体摩擦离合器的控制阀(5)的电枢(20)能通过向电磁装置(13)接通第二有效电流强度被调节，所述电枢(20)是被优选安置在所述驱动轴(2)内的旋转电枢、或者翻转电枢或者能平移调节的电枢(20)。
14.一种用于控制离合器装置(I)、尤其根据上述权利要求之一所述的离合器装置(I)来将驱动转矩从驱动轴(2)传递到机动车的辅助设备上、尤其传递到机动车的风扇叶轮(11)上的方法，其中，所述离合器装置(I)包括驱动轴(2)、从动装置(10)、能借助电磁装置(13)接合的圆盘摩擦离合器(12)，其特征在于，所述离合器装置(I)除了用于将转矩从驱动轴⑵传递到从动装置(10)上的圆盘摩擦离合器(12)外还包括液体摩擦离合器⑷，借助所述圆盘摩擦离合器(12)的电磁装置(13)来控制该液体摩擦离合器的液压控制阀(5)，以用于 调节滑转。
【文档编号】F01P7/08GK103782054SQ201280034578
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年5月10日 优先权日:2011年5月13日
【发明者】C.蒂莉 申请人:康卓力凝有限公司