CN101449076B - 离合器分离杆轴承 - Google Patents
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Abstract
离合器分离杆轴承，其借助于挡盘(10、24)与膜片弹簧的弹簧舌片(2、3、4)接触，其中分布设置在挡盘(10、24)的圆周上的肋(8、25)形锁合地嵌入到沿圆周彼此直接相邻的弹簧舌片(2、3、4)之间的缝隙(7、23)内，其中在每个形锁合地嵌入到一个缝隙(7、23)内的肋(8、25)与在缝隙(7、23)上沿圆周彼此相对的弹簧舌片(2、3、4)的至少一个之间至少沿着圆周方向构成一个运动间隙，肋(8、25)在彼此相对的弹簧舌片(2、3、4)之间的缝隙(7、23)内能够以该运动间隙有限运动。
Description
技术领域
本发明涉及一种离合器分离杆轴承。
背景技术
离合器的挡盘与膜片弹簧的弹簧舌片之间的形锁合防止弹簧舌片与挡盘之间的沿圆周方向定向的绕着旋转轴线的相对运动，并从而防止膜片弹簧与离合器分离杆轴承的作用到膜片弹簧上的轴承环之间的滑动。
滑动尤其在商用车的离合器内在膜片弹簧与挡盘之间的接触中出现，如果挡盘由塑料制成的话。这尤其在自动对中的分离杆轴承中对该轴承的自动对中作用产生负面影响。这些缺点是噪声和过早磨损。
同类的离合器分离杆轴承在本申请人的通过DE 37 43 853 A1公开的申请中描述。DE 37 43 853 A1描述了一种离合器分离杆轴承，该离合器分离杆轴承设置在滑套上，并且具有两个彼此同心地设置的滚动圈。在滚动圈之间设置滚动体。在内环的靠近膜片弹簧的端面上，在内环与弹簧舌片之间设置挡盘。挡盘设有径向延伸的肋。每个肋形锁合地嵌入到两个相邻的弹簧舌片之间的缝隙内。
直到在“发明内容”部分中描述的本发明之前，对于肋的尺寸设计缺乏认识和解决方案。过高地设计的和其他不令人满意地设计的肋造成在将分离杆轴承装到离合器内时长时间提高的耗费，因为挡盘必须朝着弹簧件旋转，直到相应一个肋面对一个缝隙。此外肋在汽车运行时卡住，因为有目的地力求离合器分离杆轴承自动对中于离合器的转动轴线。由此尤其在商用车的磨合阶段引起强制力作用到肋上。所述的强制力导致不能在希望的圆周上避免噪声和过早磨损以及膜片弹簧舌片的部分折断并且从而导致过早失效。
发明内容
因此本发明的目的是，实现一种离合器分离杆轴承，该离合器分离杆轴承可以简单地装配，该离合器分离杆轴承的挡盘不会过早磨损，并且该离合器分离杆轴承在离合器的整个使用寿命期间低噪声地工作。
本发明提供一种离合器分离杆轴承，该离合器分离杆轴承借助于挡盘与膜片弹簧的弹簧舌片接触，其中分布设置在挡盘的圆周上的肋形锁合地嵌入到沿圆周彼此直接相邻的弹簧舌片之间的缝隙内，在每个形锁合地嵌入到一个缝隙内的肋与在缝隙上沿圆周彼此相对的弹簧舌片的至少一个之间至少沿着圆周方向构成一个运动间隙，肋在彼此相对的弹簧舌片之间的缝隙内能够以该运动间隙有限运动，其特征在于：运动间隙的尺寸至少等于尺寸、形状和位置偏差的与运动间隙相同定向的最大可能的总和，该总和在缝隙内在相应肋与弹簧舌片之间的运动间隙最小的位置上由如下参数与额定值的最大可能的偏差得出：肋在挡盘上的位置，在挡盘上的肋彼此相对的位置和相应肋相对于离合器分离杆轴承的旋转轴线的位置；肋的至少与所述尺寸相同定向的尺寸；弹簧舌片彼此相对的位置和相对于离合器分离杆轴承的旋转轴线的位置；和至少弹簧舌片的与运动间隙相同定向的尺寸。
离合器分离杆轴承具有挡盘，该离合器分离杆轴承借助于挡盘与膜片弹簧的弹簧舌片接触，一个、两个或更多个肋分布设置在挡盘的圆周上。本发明可用在所有常见类型的离合器分离杆轴承上，所述离合器分离杆轴承具有一个通过离合器膜片弹簧加载压力的挡盘。它们例如是自动对中的离合器分离杆轴承，借此平衡离合器分离杆轴承的旋转轴线与离合器转动轴线之间的径向的轴线错位。它们也是自动对中且同时自动调节的离合器分离杆轴承，其除了上面提到的轴线错位也平衡上述轴线的彼此活节式的翻转和倾斜。
肋理解为所有如下的凸出于表面的突起，它们适用于形锁合地嵌入到至少一个在膜片弹簧的两个在圆周上直接互相相邻的弹簧舌片之间的缝隙内。可以想象的是，多个沿径向前后接连地定向的和在此沿径向互相分开的突起嵌入到同一个缝隙内，或者多个突起中的每一个嵌入到多个缝隙中的另一个缝隙内。然而优选在离合器分离杆轴承的旋转轴线的径向上设有指向该旋转轴线的和远离该旋转轴线的肋，各一个分别肋嵌入到至少两个缝隙中的一个内。
肋远离挡盘地沿着径向和/或轴向或者沿着由轴向且同时由径向的方向向量预定的方向凸出，然后优选沿着轴向的与离合器分离杆轴承的旋转轴线相同定向的方向定向。肋在此凸出于挡盘的表面，并且从而高出该表面。取而代之，肋构成在挡盘的端面侧的圆周槽或类似的端面侧的凹部内，并且从而凸出于凹部/槽的底部，然而选择不(但也可选择)从圆周槽/凹部中凸出于挡盘的表面。
按本发明的意义“形锁合地嵌入到缝隙内”理解为可松开的、形锁合地具有间隙的嵌接。在每个形锁合地嵌入到一个缝隙内的肋与在缝隙上沿圆周彼此相对的弹簧舌片的至少一个之间至少沿着圆周方向或切向方向构成一个运动间隙。当运动间隙在缝隙内构成在弹簧舌片之一与肋之间时，肋贴靠在对置的弹簧舌片上。当肋与两个弹簧舌片隔开距离地嵌在缝隙内时，运动间隙等于肋到相应弹簧舌片的两个距离的总和。
因此肋在彼此相对的弹簧舌片之间的缝隙内是可有限活动的，以便尤其在商用车中首先在弹簧舌片与分离杆轴承的轴承环之间可能出现滑动。然而所述滑动在运动间隙的范围内，并且从而是小的，几乎察觉不到的，并且因此也不会促进磨损。
本发明能无强制地自动对中离合器分离杆轴承，此时相应的肋在离合器的构件的尺寸、形状和位置的偏离额定值的极限偏差时也不会卡在缝隙内。因此本发明的一种实施方式规定，运动间隙的尺寸至少等于离合器结构的组件和构件的偏离额定值的可能也有影响的最大尺寸、形状和位置偏差的最大可能的总和，所述偏差直接或所述偏差的向量与所述尺寸沿切向或圆周方向相同定向，以及它们在结构上或作用技术上互相关联，并且直接影响缝隙宽度的比例和相对于肋宽度的位置以及在缝隙内的位置。
最大的总和由单个尺寸和尺寸链的偏差的极限值等构成，并且最大的负值或正值由最大和最小值构成，该最大和最小值在缝隙内导致在肋与缝隙之间的偏离额定值的最不利的尺寸、位置或形状偏差。这些偏差由技术领域已知的允许的单个偏差和作为允许的公差给出的与标称尺寸(标称尺寸＝额定值)的向上(+)或向下(-)的尺寸偏差组成，所述公差对于生产零件和组装组件是必需的。这例如涉及到零件的尺寸，如宽度和高度；零件互相之间的距离和与参考点或平面或直线之间的距离，如与旋转轴线之间距离；与形状之间的偏差，例如允许的与理想平面度或圆柱度之间的偏差。
在最大的总和中也涉及组件的位置偏差，如离合器中轴线的位置和方向相对于离合器分离杆轴承的位置和方向之间的偏差，所述偏差可以通过离合器分离杆轴承的自动对中和/或自动调节作用平衡。
在离合器结构的具体情况中，在缝隙内的相应肋与弹簧舌片之间的运动间隙最小的位置上，对运动间隙重要的影响因素是：如下参数与额定值之间的最大偏差：径向肋在挡盘上的位置，在挡盘上的肋彼此相对的位置和相应的肋相对于离合器分离杆轴承的旋转轴线的位置；肋的至少与运动间隙的尺寸相同定向的尺寸，例如肋宽度；弹簧舌片彼此相对的位置和相对于离合器分离杆轴承的旋转轴线的位置；和弹簧舌片的至少与所述尺寸相同定向的尺寸。比在一个缝隙内的最小的运动间隙更小是不允许的。
相应肋的与运动间隙相同定向的宽度amax及其形状和位置与预定的额定值之间的偏差在每个任意的用于嵌接的缝隙内优选如此确定，以便即使在分离杆轴承的旋转轴线相对于离合器中轴线的极限径向位移xmax时也考虑：弹簧舌片的偏离额定值的形状和位置偏差；缝隙的与运动间隙相同定向的最窄宽度bmin；以及
间距T的偏离额定值的偏差t，其中肋或弹簧舌片以该间距沿圆周相对设置。
间距的概念理解为下述比例，其中肋或弹簧舌片关于按数学定义的完整角360°分布并且从而互相设置在一个整圆的圆周上并因此相对设置。本发明的一种实施方式例如规定在挡盘上有三条肋，所述肋用均匀的间距T＝3×120°分布在圆周上。因此在所述情况中径向直线延伸的肋的从旋转轴线放射形离开的且与相应肋的沿径向定向的纵轴线相同定向的假象的中分面/纵轴线互相倾斜120°。在所述情况中间距误差t＝±0.5°是可以想象的，以便中分面互相倾斜的角度也可以是199.5°或120.5°。
在运动间隙中也考虑在离合器运行过程中的变化。这种变化例如各个构件的热膨胀、材料尤其是挡盘塑料的涨大或收缩和老化以及构件的磨损。
本发明的一种优选的实施方式规定，运动间隙比构件的尺寸、形状和位置偏差的总和至少大十分之二毫米。通过上述措施即使在分离杆轴承的旋转轴线相对于离合器的转动轴线的极限径向位移xmax时也确保肋不会卡在相应的缝隙内。
离合器分离杆轴承在肋的位置方面可以无定向地装配。在相应肋在装配时不是与一个缝隙对置而是贴靠在两个相邻的缝隙之间的弹簧舌片上的情况中，肋和缝隙最晚在旋转的离合器第一次操纵时通过相对滑动一段短的距离直到肋与缝隙对置，并且形锁合地卡入到相应缝隙内。过长的肋一般不可以无定向地装配，因为为此在离合器结构内没有轴向结构空间可供使用。相对高的肋在新装配的离合器中首先要求至少一部分与肋一样高的轴向结构空间，此时所述肋贴靠在弹簧舌片上，并且不插入到缝隙内。也可以想象的是，高的肋所贴靠的弹簧舌片比其他弹簧舌片更大地压缩。当肋至少在嵌入到弹簧舌片之间的部段上过高时，这也经常由于开始的直到肋卡入到缝隙内的滑动而导致折断肋。
按本发明的离合器分离杆轴承也可以用在带有膜片弹簧的离合器中，其中设有在几个相邻的弹簧舌片之间的狭窄缝隙，并且在其他相邻的弹簧舌片之间相反构成宽的缝隙。肋的宽度并且从而运动间隙按本发明的一种实施方式设计成与较宽的缝隙相适配。肋在所述情况中比狭窄的缝隙宽，以便肋不能插入到狭窄的缝隙内，而是只能插入到宽的缝隙内。在相应的肋在装配离合器分离杆轴承时不与一个宽的缝隙对置而是贴靠在两个相邻缝隙之间的弹簧舌片上或与一个狭窄的缝隙对置的情况中，肋和缝隙最晚在旋转的离合器第一次操纵时通过相对滑动一段短的距离直到肋与缝隙对置，并且形锁合地卡入到相应缝隙内。在所述情况中出于结构空间技术方面的原因使肋的高度尽可能的小。
本发明的一种实施方式规定，肋的最佳高度至少在肋的形锁合地插入到缝隙内的部段上至少在接触位置上等于弹簧舌片的与高度相同定向的可能的最小尺寸的0.2倍。所述位置一般是接触位置上的弹簧舌片的钢板厚度。
挡盘的材料优选是塑料，如既使在离合器分离杆轴承的周围环境的直至160°的运行温度时也能使用的塑料。它们例如是聚四氟乙烯(PTFE)和聚芳醚酮(PAEK)。也可以使用聚酰胺如PA46CF30，部分芳香族的聚酰胺如带有减少摩擦和磨损以及提高强度的添加物的聚乙二酰脲(PPA)、尼龙6T(PA6T)、尼龙6I(PA6T/6I)、尼龙66(PA6T/66、PA6T/6I/66)、尼龙MPMDT(PA6T/MPMDT)。添加物例如是碳纤维或芳族聚酰胺纤维，它们例如以从20％到30％或1％到15％的重量份额添加到材料内。其他的添加物是固体润滑材料，如二硫化钼、石墨、PTFE、聚苯砜(PPSo2、Ceramer)中的至少一种，它们例如按照添加物的不同情况用重量份额1％到5％或到15％或到30％混入。
下面描述本发明的其他结构和实施例。
附图说明
图1以膜片弹簧的弹簧舌片的主视图的形式显示在其他方面未进一步示出的离合器结构的膜片弹簧，
图2以离合器分离杆轴承的挡盘的主视图的形式显示用于接触按图1的膜片弹簧的自动对中的离合器分离杆轴承的实施例，
图3显示按图2的离合器分离杆轴承的沿着线Ⅲ-Ⅲ的局部剖面图，
图4以离合器分离杆轴承的起动环的主视图的形式显示另一种自动对中的离合器分离杆轴承的实施例，
图5显示按图4的离合器分离杆轴承的沿着线Ⅵ-Ⅵ的局部剖面图，
图6显示在肋嵌入到未进一步示出的膜片弹簧的缝隙内的模式上的可能的尺寸和位置偏差的视图。
具体实施方式
图1示出具有弹簧舌片2、3和4的膜片弹簧1。弹簧舌片2、3、4在圆周上互相相邻地设置。每两个直接互相相邻的弹簧舌片2、3或4在圆周上通过各一个缝隙5、6或7互相分隔开。缝隙7的切向定向的最大宽度b1min比缝隙5或6的宽度b2min宽。
相应一个肋8形锁合地嵌入到相应一个缝隙7内。每个单独的肋8在与肋8的接触点上沿切向具有最大的宽度amax，并且比缝隙5和缝隙6的最大宽度b2min宽，以便肋8不能插入到缝隙5或6内。缝隙7在缝隙7的最窄位置上在与膜片弹簧1接触之处(也就是在那里嵌入肋8)具有最小宽度，然而最小宽度b1min比肋8的最大宽度amax宽，以便肋8嵌入到缝隙7内。肋8带有运动间隙S地嵌入到缝隙7内，该运动间隙等于距离S1和S2的总和。因此最小宽度b1min至少等于amax加上必需的运动间隙Smin的总和。换句话说，在设计肋的宽度amax时必须考虑缝隙的最小宽度和最小必需的运动间隙Smin：amax＝b1min-Smin。
如图1所示，尤其如图2所示，三条肋8互相以均匀的间距T＝3×120°地分布在挡盘10的圆周上，也就是沿径向定向的肋8的直线延伸的纵轴线8a与离合器分离杆轴承12的旋转轴线11相交，并且互相倾斜成120°。
如图3借助于肋8可见，三条肋8在圆周槽9内凸出于圆周槽9的槽底9a的表面，并且沿轴向越过圆周槽9凸出于挡盘10。圆周槽9构成在挡盘10的端面上。
弹簧舌片2、3或4的在图3中只能看到一个的弯曲端部33沿着圆周方向在肋8的两侧贴靠在槽底9a，该槽底与弯曲端部的形状相适配。
挡盘10固定在内环13的端面上，并且为此具有一个边缘14，该边缘在外部包围内环13的端面法兰13a。挡盘10例如压紧在内环13上，与该内环卡扣，或者用其他合适的方式形锁合地或形锁合且力锁合地(form-kraftschlüssig)连接或者与该内环粘接、焊接或以其他方式材料锁合地连接。
在内环13与外环15之间设置滚珠16。滚珠16导引在保持架17内。外环15借助于弹簧18弹性预紧在滑套19的轴向法兰19a上。
滑套19具有用于固定未示出的操纵元件的固定元件19b，借助于该操纵元件将轴向力施加到滑套19上，以便滑套19并且从而离合器分离杆轴承12通过外环15朝着弹簧舌片2、3和4的方向移动，并且从而使弹簧舌片2、3和4压缩。
离合器分离杆轴承12的旋转轴线11与未示出的离合器的转动轴线20之间的径向错位量x在内环13旋转时通过沿着轴向外环15以错位量x径向运动而在轴向法兰19a上对中(图3)，直到旋转轴线11与转动轴线20互相同心。因此外环15的内径与滑套19之间的距离H大于x。
挡盘10的中心在旋转轴线11上，以便错位量xmax(见图6)可能导致一个肋8的位置在缝隙7内径向最多移动错位量xmax，在其他肋8上导致在缝隙7内的局部沿径向移动xr，并且导致切向移动xt。切向移动xt必须在运动间隙Smin中考虑。径向移动xr通过在缝隙7内的纵向运动补偿。在运动间隙中必须如下考虑(图6)：
肋8的位置的最大允许偏差，例如与到旋转轴线11的垂直距离A的额定值的偏差ΔA；
挡盘上的肋8的位置的额定值的偏差的与运动间隙沿切向相同定向的向量，例如间距T的允许的偏差(间距误差t)，或者额定角αR的偏差ΔαR，纵轴线8a与垂线以该额定角倾斜；
相应肋的位置与旋转轴线20的偏差xt；
相应肋8的宽度amax＝a+Δa的额定值a的最大允许偏差Δa，或者相应的肋8的其他与运动间隙沿切向相同定向的尺寸的额定值的最大允许偏差；以及
弹簧舌片2、3或4之间并且与离合器分离杆轴承12的旋转轴线11之间的额定值即位置bmin和αF的最大或最小允许偏差的与运动间隙沿切向相同定向的向量。
图4和5示出另一种自动对中的离合器分离杆轴承21的实施例，该离合器分离杆轴承与弹簧舌片22接触。圆周上互相相邻的弹簧舌片22中的三个用虚线示出。在两个互相紧挨设置的弹簧舌片22之间构成缝隙23。缝隙23在本实施方式中是互相相同的，以便所有缝隙具有相同的切向定向的宽度bmin。离合器分离杆轴承21具有挡盘24。肋25轴向凸出于端面平坦的平面式的挡盘，所述肋形锁合地嵌入到缝隙23内。
由塑料制成的挡盘24固定在内环26的端面上，该挡盘也可以设有由钢板制成的衬垫作为加强件。为此挡盘24内部具有卡扣元件27，用所述卡扣元件轴向嵌接在内环26后面。在内环26与外环28之间设置滚珠29。滚珠29导引在保持架30内。外环30借助于弹簧31弹性预紧在滑套32的轴向法兰32a上。
附图标记列表
1 膜片弹簧 17 保持架
2 弹簧舌片 18 弹簧
3 弹簧舌片 19 滑套
4 弹簧舌片 19a 轴向法兰
5 缝隙 20 旋转轴线
6 缝隙 21 离合器分离杆轴承
7 缝隙 22 弹簧舌片
8 肋 23 缝隙
8a 纵轴线 24 挡盘
9 圆周槽 25 肋
9a 槽底 26 内环
10 挡盘 27 卡扣元件
11 旋转轴线 28 外环
12 离合器分离杆轴承 29 滚珠
13 内环 30 保持架
13a 法兰 31 弹簧
14 边缘 32 滑套
15 外环 32a 轴向法兰
16 滚珠 33 弹簧舌片的端部
Claims (5)
1.离合器分离杆轴承，该离合器分离杆轴承借助于挡盘(10、24)与膜片弹簧的弹簧舌片(2、3、4)接触，其中分布设置在挡盘(10、24)的圆周上的肋(8、25)形锁合地嵌入到沿圆周彼此直接相邻的弹簧舌片(2、3、4)之间的缝隙(7、23)内，在每个形锁合地嵌入到一个缝隙(7、23)内的肋(8、25)与在缝隙(7、23)上沿圆周彼此相对的弹簧舌片(2、3、4)的至少一个之间至少沿着圆周方向构成一个运动间隙，肋(8、25)在彼此相对的弹簧舌片(2、3、4)之间的缝隙(7、23)内能够以该运动间隙有限运动，
其特征在于：运动间隙的尺寸至少等于尺寸、形状和位置偏差的与运动间隙相同定向的最大可能的总和，该总和在缝隙(7、23)内在相应肋(8、25)与弹簧舌片(2、3、4)之间的运动间隙最小的位置上由如下参数与额定值的最大可能的偏差得出：
肋(8、25)在挡盘(10、24)上的位置，在挡盘(10、24)上的肋(8、25)彼此相对的位置和相应肋(8、25)相对于离合器分离杆轴承(12、21)的旋转轴线(11)的位置；
肋(8、25)的至少与所述尺寸相同定向的尺寸；
弹簧舌片(2、3、4)彼此相对的位置和相对于离合器分离杆轴承(12、21)的旋转轴线(11)的位置；和
至少弹簧舌片(2、3、4)的与运动间隙相同定向的尺寸。
2.根据权利要求1所述的离合器分离杆轴承，其特征在于：运动间隙比偏差的总和至少大十分之二毫米。
3.根据权利要求1所述的离合器分离杆轴承，其特征在于：肋(8、25)沿径向定向。
4.根据权利要求1所述的离合器分离杆轴承，其特征在于：肋(8、25)构成在挡盘(10、24)的端面上。
5.根据权利要求1所述的离合器分离杆轴承，其特征在于：肋(8、25)的高度至少在肋(8、25)的形锁合地插入到缝隙(7、23)内的部段上至少等于弹簧舌片(2、3、4)在下述位置上的与所述高度相同定向的可能的最小尺寸的0.2倍，在所述位置上所述部段以所述高度插入到缝隙(7、23)内。
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