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1、(10)申请公布号 CN 104024674 A(43)申请公布日 2014.09.03CN104024674A(21)申请号 201280063470.1(22)申请日 2012.12.1961/579,865 2011.12.23 USF16D 25/06(2006.01)F16D 25/0638(2006.01)F16D 13/74(2006.01)(71)申请人舍弗勒技术有限两合公司地址德国黑措根奥拉赫(72)发明人 J亨普希尔 P林德曼(74)专利代理机构永新专利商标代理有限公司 72002代理人周家新 蔡胜利(54) 发明名称用于较快离合器施加的两级活塞(57) 摘要一种离合器组件。
2、包括：次活塞组件；主活塞；第一腔室，其由主活塞的第一侧至少部分地形成；第二腔室，其由次活塞组件和主活塞的第二侧至少部分地形成；和止回阀，其连通第一和第二腔室。对于由第一腔室中的流体施加第一力的情况，主活塞保持轴向静止，流体从第一腔室流至第二腔室中，且次活塞组件沿着第一轴向方向移位，以接触离合器单元。对于第一力增加至第二力的情况，第一和第二腔室之间的流体流动被止回阀阻挡，且主活塞和次活塞组件沿着第一轴向方向移位，以闭合离合器单元。(30)优先权数据(85)PCT国际申请进入国家阶段日2014.06.20(86)PCT国际申请的申请数据PCT/US2012/070597 2012.12.19(87。
3、)PCT国际申请的公布数据WO2013/096434 EN 2013.06.27(51)Int.Cl.权利要求书3页 说明书5页 附图6页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书3页 说明书5页 附图6页(10)申请公布号 CN 104024674 ACN 104024674 A1/3页21.一种离合器组件，包括：次活塞组件；主活塞，其包括位于次活塞的径向外侧的部分；第一腔室，其由主活塞的第一侧至少部分地形成；第二腔室，其由次活塞组件、和主活塞的第二侧至少部分地形成；和止回阀，其连接第一和第二腔室，其特征在于：对于由第一腔室中的流体施加第一力的情况：主活塞保持轴向静止。
4、；流体从第一腔室流至第二腔室中；且次活塞组件沿着第一轴向方向移位，以接触离合器单元；且对于第一力增加至第二力的情况：第一和第二腔室之间的流体流动被止回阀阻挡；且主活塞和次活塞组件沿着第一轴向方向移位，以闭合离合器单元。2.如权利要求1所述的离合器阀组件，其特征在于：所述止回阀包括可移位元件和第一弹性元件；且在第一力增加至第二力的第一阶段过程中，第一弹性元件设置成：能阻止所述止回阀闭合。3.如权利要求2所述的离合器阀组件，其特征在于：所述止回阀包括第二弹性元件；且在第一力增加至第二力的第二阶段过程中，第一可移位元件设置成能变形，第二弹性元件设置成能移动所述可移位元件以闭合止回阀。4.如权利要求3。
5、所述的离合器阀组件，其特征在于，还包括复位弹簧，且对于第二力减小的情况：第一弹性元件设置成：能移动所述可移位元件以开启止回阀；且所述复位弹簧设置成：能将主活塞沿着与第一轴向方向相反的第二轴向方向移位，以开启离合器单元。5.如权利要求1所述的离合器阀组件，其特征在于：所述止回阀包括：连通第一和第二腔室的通道；第一弹性元件；和与可移位元件保持接触的第二弹性元件；在第一力增加至第二力的第一阶段过程中，第一弹性元件设置成：能接触所述可移位元件，以保持所述通道开启；且在第一力增加至第二力的第二阶段过程中：所述通道中的流体力设置成：能使第一弹性元件变形，从而使第二弹性元件移动所述可移位元件以阻挡所述通道；。
6、且次活塞组件在一个轴向方向上相对于主活塞固定。6.如权利要求1所述的离合器阀组件，其特征在于，还包括：第一复位弹簧，其沿着与第一轴向方向相反的第二轴向方向以第三力推压主活塞；和，第二复位弹簧，其沿着第二轴向方向以小于第三力的第四力推压次活塞组件。7.如权利要求6所述的离合器阀组件，其特征在于，第二复位弹簧的径向外侧部分在权 利 要 求 书CN 104024674 A2/3页3轴向上设置在次活塞组件与离合器单元之间。8.一种离合器组件，包括：主活塞；次活塞组件；第一腔室，其由主活塞至少部分地形成；和第二腔室，其由次活塞组件和主活塞至少部分地形成，其中，所述离合器组件设置成：响应于第一腔室中的处于。
7、第一水平的流体压力：主活塞保持轴向静止；次活塞组件上的第二力增加；且次活塞组件沿着第一轴向方向移位，以接触离合器单元；且响应于在第一水平上的增加：第一腔室中的流体与第二腔室中的流体隔离；且主活塞和次活塞组件一起沿着第一轴向方向移位，以闭合离合器单元。9.如权利要求8所述的离合器阀组件，其特征在于，还包括连接第一和第二腔室的止回阀，其中：响应于第一腔室中的处于第一水平的流体力，流体通过止回阀流至第二腔室；且响应于在第一水平上的增加，所述止回阀设置成：能阻挡第一和第二腔室之间的流体流动。10.如权利要求9所述的离合器阀组件，其特征在于，所述止回阀设置成能响应于在第二水平上的减小而开启。11.如权利。
8、要求10所述的离合器阀组件，其特征在于：所述止回阀包括弹性元件和可移位元件；且所述弹性元件设置成：能移位可移位元件，以开启止回阀。12.如权利要求9所述的离合器阀组件，其特征在于：所述止回阀包括第一和第二弹性元件以及可移位元件；响应于第一腔室中的处于第一水平的流体力，所述可移位元件设置成：能沿着第一轴向方向移动，以使止回阀开启；且响应于在第一水平上的增加：第一弹性元件设置成：使所述可移位元件沿着第二轴向方向移位；且，第二弹性元件设置成：能变形，以使所述可移位元件将止回阀闭合。13.一种离合器组件，包括：离合器单元；主活塞；次活塞组件；第一腔室，其由主活塞的第一侧至少部分地形成；第二腔室，其由次。
9、活塞组件和主活塞的第二侧至少部分地形成；和止回阀，其包括：连通第一和第二腔室的通道；可移位元件，其至少部分地布置在所述通道中；第一弹性元件，其与所述可移位元件保持接触；和，权 利 要 求 书CN 104024674 A3/3页4第二弹性元件，其至少部分地布置在所述通道中，其中，次活塞组件设置成：能沿着第一轴向方向移位，以便接触并闭合所述离合器单元。14.如权利要求13所述的离合器阀组件，其特征在于，还包括：第一复位弹簧，其与主活塞接合，且沿着与第一轴向方向相反的第二轴向方向以第一力推压主活塞；和第二复位弹簧，其与次活塞组件接合，且沿着第二轴向方向以小于第一力的第二力推压主活塞。15.如权利要求。
10、14所述的离合器阀组件，其特征在于，第二复位弹簧的一部分与次活塞组件的轴向端部和离合器单元轴向对齐。16.如权利要求13所述的离合器阀组件，其特征在于，所述主活塞包括位于次活塞组件的径向外侧的部分。17.如权利要求13所述的离合器阀组件，其特征在于：第一弹性元件沿着与第一轴向方向相反的第二轴向方向以第一力推压所述可移位元件；且第二弹性元件以大于第一力的第二力抵抗所述可移位元件沿着第二轴向方向的移动。权 利 要 求 书CN 104024674 A1/5页5用于较快离合器施加的两级活塞0001 相关申请的交叉引用0002 根据35U.S.C.119(e)，本申请要求在2011年12月23日提交的美。
11、国临时专利申请No.61/579,865的优先权。技术领域0003 本公开涉及一种施加时间和损失降低的离合器组件，尤其涉及一种用于自动变速器的双活塞式离合器组件。背景技术0004 在用于自动变速器的离合器中使用液压活塞来闭合离合器单元是已知的。期望通过减小活塞接合并压缩离合器单元所需的行程来将闭合这种离合器所需的时间最小化。该行程可通过最小化离合器单元中的离合器板之间的间隙来减小。然而，减小所述间隙增加了离合器板之间的粘滞阻力，从而增加了变速器的损失，且增加了使用该变速器的车辆的油耗。同时，活塞所需的行程越大，将活塞移位所需的流体量就越大。增加所需的流体量使得用于流体的泵所作的功增加，从而进一。
12、步增加了变速器中的损失。0005 美国专利No.6,162,147描述了一种用于离合器组件的单活塞，所述离合器组件具有用于将活塞移位的两个压力腔室。所述腔室中的一个比另一腔室加压得更快。美国专利No.3,915,274描述了一种用于离合器组件的双活塞装置，所述离合器组件具有双压力腔室和共同的流体输入管路。这两个腔室独立地连通至输入管路。也就是说，在这两个腔室之间没有直接的流体流动。外活塞首先通过一腔室中的压力增加移位，以便接触并移动内活塞使之与离合器单元接触。内活塞由于与外活塞接触而引起的移动增加了另一腔室的容积，且另一腔室中的压力增加与外腔室中的压力增加时间上相关。随着另一腔室中的压力增加，。
13、内活塞独立于外活塞移位，以便闭合离合器单元。发明内容0006 根据本文所述的方面，提供了一种离合器组件，包括：次活塞组件；主活塞，其包括位于次活塞组件的径向外侧的部分；第一腔室，其由主活塞的第一侧至少部分地形成；第二腔室，其由次活塞组件和主活塞的第二侧至少部分地形成；和止回阀，其连接第一和第二腔室。对于由第一腔室中的流体施加第一力的情况：主活塞保持轴向静止；流体从第一腔室流至第二腔室中；且次活塞组件沿着第一轴向方向移位，以接触离合器单元。对于第一力增加至第二力的情况：第一和第二腔室之间的流体流动被止回阀阻挡；且主活塞和次活塞组件沿着第一轴向方向移位，以闭合离合器单元。0007 根据本文所述的方。
14、面，提供了一种离合器组件，包括：主活塞；次活塞组件；第一腔室，其由主活塞至少部分地形成；和第二腔室，其由次活塞组件和主活塞至少部分地形成。所述离合器组件设置成，响应于第一腔室中的处于第一水平的流体压力：主活塞保持轴向静止；次活塞组件上的第二力增加；且次活塞组件沿着第一轴向方向移位，以接触离合说 明 书CN 104024674 A2/5页6器单元。所述离合器组件设置成，响应于在第一水平上的增加：第一腔室中的流体与第二腔室中的流体隔离；且主活塞和次活塞组件一起沿着第一轴向方向移位，以闭合离合器单元。0008 根据本文所述的方面，提供了一种离合器组件，包括：离合器单元；主活塞；次活塞组件；第一腔室，。
15、其由主活塞的第一侧至少部分地形成；第二腔室，其由次活塞组件和主活塞的第二侧至少部分地形成；和止回阀。所述止回阀包括：连通第一和第二腔室的通道；可移位元件，其至少部分地布置在所述通道中；第一弹性元件，其与所述可移位元件保持接触；和第二弹性元件，其至少部分地布置在所述通道中。次活塞组件设置成：能沿着第一轴向方向移位，以便接触并闭合所述离合器单元。附图说明0009 参照附图仅通过示例揭示了不同的实施例，在附图中，相同的附图标记表示相应的部件，其中：0010 图1A是用于展示本申请中所使用的空间术语的圆柱坐标系的透视图；0011 图1B是图1A的用于展示本申请中所使用的空间术语的圆柱坐标系中的客体的透。
16、视图；0012 图2是处于离合器开启位置的离合器组件的局部剖视图；0013 图3是图2中的区域3的详细图；0014 图4是图2的离合器组件在变速器中在离合器开启位置和离合器闭合位置之间的局部剖视图；0015 图5是图2的处于离合器闭合位置的离合器组件的局部剖视图；以及0016 图6是图5中的区域6的详细图。具体实施方式0017 首先，应当理解，不同附图中的相同的附图标记表示本公开的相同的或功能类似的结构元件。应当理解，本公开不限于所公开的各个方面。0018 另外，应当理解，本公开不限于所表述的特定的方法、材料和修改，且因而自然是可改变的。还应当理解，本文所使用的术语仅用于描述特定的方面，且不意。
17、图限制本公开的范围。0019 除非另有定义，否则本文所使用的所有技术和科学术语都具有如本公开所属领域的一般技术人员通常所理解的那样相同的意义。应当理解，与本文所公开的那些方法、装置或材料类似或等同的方法、装置或材料可实际使用或用于检测本公开。0020 图1A是用于展示本申请中所使用的空间术语的圆柱坐标系80的透视图。本发明至少部分地在圆柱坐标系的意义上被描述。坐标系80具有为下文的方向和空间术语充当参考的纵向轴线81。修饰词“轴向”、“径向”和“周向”分别是关于与轴线81、半径82(其正交于轴线81)和圆周83平行的方位而言。修饰词“轴向”、“径向”和“周向”也是关于平行于相应平面的方位。为了。
18、明确不同平面的布置，使用了客体84、85和86。客体84的表面87形成了轴向平面。即，轴线81形成了沿着该表面的线。客体85的表面88形成了径向平面。即，半径82形成了沿着该表面的线。客体86的表面89形成了周向平面。即，圆周83形成了沿着该表面的线。作为进一步的示例，轴向移动或布置平行于轴线81，径向移说 明 书CN 104024674 A3/5页7动或布置平行于半径82，且周向移动或布置平行于圆周83。旋转是相对于轴线81而言。0021 副词“轴向地”、“径向地”和“周向地”分别是关于与轴线81、半径82或圆周83平行的方位而言。副词“轴向地”、“径向地”和“周向地”也是关于平行于相应平面。
19、的方位。0022 图1B是图1A的用于展示本申请中所使用的空间术语的圆柱坐标系80中的客体90的透视图。圆柱形客体90代表圆柱坐标系中的圆柱形客体，而不意图以任何方式限制本发明。客体90包括轴向表面91、径向表面92和周向表面93。表面91是轴向平面的一部分，表面92是径向平面的一部分，而表面93是周向表面。0023 图2是处于离合器开启位置的离合器组件100的局部剖视图。0024 图3是图2中的区域3的详细图。在图2和图3中可以看出以下方面。离合器组件100包括：次活塞组件102；主活塞104，其具有位于次活塞组件的径向外侧的部分106；腔室108；腔室110；和止回阀112。在一个示例性实。
20、施例中，腔室108由主活塞的侧部114至少部分地形成，而腔室110由次活塞组件和主活塞的侧部116至少部分地形成。在一个示例性实施例中，止回阀包括：通道118，其连通腔室108和腔室110；可移位元件120，其至少部分地布置在通道内；弹性元件122，其与可移位元件保持接触；和弹性元件124，其至少部分地布置在通道内。0025 在一个示例性实施例中，弹性元件122沿着轴向方向A1以力F1推压可移位元件，而弹性元件124以大于力F1的力F2抵抗可移位元件沿着轴向方向A1的移动。即，如下文进一步讨论的，当弹性元件122将可移位元件推动成与弹性元件124接触时，在没有其他力的情况下，弹性元件124阻挡。
21、了可移位元件沿着方向A1的进一步移位。0026 在一个示例性实施例中，离合器组件100包括预加载的复位弹簧126和128。弹簧126与主活塞接合，且沿着轴向方向A1以力F3推压主活塞。弹簧128与次活塞组件接合，且沿着轴向方向A1以小于力F3的力F4推压主活塞。在一个示例性实施例中，复位弹簧128的部分130与次活塞组件的轴向端部132和离合器单元133轴向对齐。即，部分130轴向地布置在端部132与离合器单元之间。0027 在一个示例性实施例中，离合器组件包括密封部134、136和138。密封部134将活塞104相对于壳体140密封，以形成腔室108的一部分。密封部136和次活塞137形成次。
22、活塞组件，且密封部136将活塞104相对于托架141密封，以形成腔室110的一部分。活塞137的端部142与密封部136接触。如下所述，密封部136能够移位，以将次活塞组件移位。密封部138形成腔室144的一部分，所述腔室144用于平衡腔室108中的压力。0028 通常，活塞104的与腔室108中的加压流体接触的面积由侧部114限定，而密封部136的与腔室110中的加压流体接触的面积由密封部136的侧部146限定。由侧部114限定的面积明显大于由侧部146限定的面积。在一个示例性实施例中，由侧部146限定的面积是由侧部114限定的面积的十分之一至六分之一。从而由于流体压力在腔室108和腔室11。
23、0中同等地增加，因此，在活塞104轴向地移位之前(假定力F4充分小于力F3)，密封部136(以及次活塞组件)沿着与方向A1相反的轴向方向A2移动。因此，活塞组件102与活塞104相比移动得更远，但是传递的力更小。0029 以下描述了组件100的操作。在图2和图3中，复位弹簧126和128沿着方向A1分别推压主活塞和次活塞组件，使得活塞组件102不与离合器单元接触，从而离合器单元开启。说 明 书CN 104024674 A4/5页80030 图4是图2的离合器组件100在变速器中在离合器开启位置和离合器闭合位置之间的局部剖视图。在图2-4中应看出以下方面。通常，为了闭合离合器单元，流体经由孔口1。
24、48被引入腔室108中。止回阀由于与弹性元件124的接触而开启，且流体从腔室108通过通道118流到腔室110中。腔室108中的流体压力增加，使得腔室108中的流体向活塞104施加流体力F5，并向密封部136施加力F5。如上所述，力F4小于力F3，且由密封部136的侧部146限定的面积明显小于由主活塞的侧部114限定的面积；因此，密封部136和活塞组件102沿着方向A2移位，直至活塞组件102的端部132接触离合器单元、或端部132推动弹簧128的端部130接触离合器单元，从而使板154和156处于“接触位置”。即，间隙152已经闭合，且板154和156接触，但是夹持力不足以传递期望的扭矩。活。
25、塞104不沿着方向A2移位，因为力F5还不是足够大。0031 图5是图2的处于离合器闭合位置的离合器组件100的局部剖视图。0032 图6是图5中的区域6的详细图。在图2-6中应看出以下方面。为了以充分大的力闭合离合器单元，腔室108中的流体压力增加，直至流体力F5增加为流体力F6。响应于流体力F6，止回阀闭合，从而将腔室110与腔室108隔开，且活塞104沿着方向A2移位。由于存于腔室110中的流体是不可压缩的，因此活塞组件102与活塞104一起轴向地移位，即：活塞组件102相对于活塞104轴向地固定。腔室108中的压力可按需要增加，以便经由活塞104和102将期望的闭合力施加于离合器单元。。
26、因此，活塞104仅按需要移位很小的距离以夹合离合器单元，以便实现扭矩传递。0033 在一个示例性实施例中，可移位元件120是球体，弹性元件122是弹簧，且弹性元件124是固体可压缩材料、例如塑料或橡胶复合物。弹簧与密封部136和所述球体接触。随着流体流入腔室108中，流体流动越过所述球体进到腔室110中。一旦活塞组件102移位成接触离合器单元，腔室110的容积就固定了，且压力在腔室108和腔室110中均衡化。在这种平衡条件下，球体周围的流体压力在所有方向上大致相等，且元件122将所述球体推压成与元件124接触。作用在元件124上的流体压力小于力F2(元件124抵抗压缩/变形的力)。由于(来自元。
27、件122的)力Fl也小于力F2，因此，元件124阻止了所述球体密封通道的表面150来闭合止回阀(阻挡腔室108和腔室110之间通过通道118的流动)。0034 为了闭合止回阀，腔室108中的流体压力增加，使得作用在元件124上的流体压力压缩元件124，从而使所述球体能够接触并密封表面150。腔室110中此时如上所述地存有流体。由于腔室108中的流体压力增加以移位活塞104，因此，活塞组件102也如上所述地移位。0035 为了开启离合器单元，腔室108中的压力降低，使得复位弹簧126能够将主活塞沿着方向A1移位。当通过腔室108中的流体施加在元件124上的力低于F2时，元件124“弹回”或解压缩。
28、，以便将力F2沿着方向A2施加到所述球体上，该力F2克服了来自元件122的力F1，从而将所述球体从表面150移开以开启止回阀。元件124保持止回阀开启，以使流体能够从腔室110流至腔室108中。复位弹簧128沿着方向A1推动活塞组件102，从而获得了如图2和图3所示的构型。在一个示例性实施例中，止回阀包括通气孔160，以防止压力在元件124之后累积。0036 在一个示例性实施例中，组件100是自动变速器的一部分，例如是行星式自动变速器的换挡机构的一部分。例如，离合器单元133用于相对于壳体140来支撑齿轮。说 明 书CN 104024674 A5/5页90037 如上所述，期望将离合器单元中的。
29、离合器板之间的空间最小化，以便减少闭合离合器单元所需的时间。然而，将空间最小化增加了与离合器板相关的粘滞阻力，从而不合期望地增加了损失和油耗。有益地，组件100提供了这样一种手段：其增加了离合器单元中的板154和156之间的空间152，同时还保持了离合器单元的期望的操作速度。尤其地，活塞组件102(由于密封部136的较小的流体接触面积)快速地移位，并由于腔室108中的流体压力增加而在活塞104开始移动之前接合离合器单元。止回阀将流体集存于腔室110中，基本上将活塞102和104固定，以便沿着方向A2轴向移动(以将离合器单元闭合)。因此，活塞104沿着方向A2将离合器单元闭合并以期望的扭矩承载能。
30、力保持离合器单元所需的移动基本上减小为离合器板之间的空间152。尤其地，活塞104不需要移位来与离合器单元进行初步接触，因为活塞组件102已经与离合器单元产生了接触。因此，活塞104需要作的移动仅是离合器单元的夹合。0038 组件100的附加的益处是减少了用来移位活塞102和104以闭合离合器单元所需的流体量。尤其地，由于减小了活塞组件102的位移，因此，由于活塞的移动而引起的腔室108的容积增加量被降低，从而随之减少了用来填充腔室所需的流体量。0039 应当注意，上述及其他特征和功能或其等同替代可按需要组合成许多其他不同的系统或用途。其中，各种目前未预料的或未想到的替代方案、修改、变型或改进此后将由本领域技术人员作出，从而也意图被权利要求涵盖。说 明 书CN 104024674 A1/6页10图1A图1B说 明 书 附 图CN 104024674 A10。