CN101535674A - 离合器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种离合器(1)，具有用于驱动电机的输入端的连接端(2、3)和用于输出轴的输出端的连接端(3；2)，且具有设置在输入端和输出端之间的摩擦片组(4)，摩擦片组(4)通过活塞－缸单元(7)处于摩擦状态。重要的是，摩擦片组(4)通过两个叠加互补的活塞－缸单元(7、13)被施加压力。

Description

离合器

本发明涉及一种根据独立权利要求的前序部分的离合器。

这种离合器通常是已知的。

通常，这种离合器位于驱动电机例如内燃机和从动机构之间，该从动机构的旋转运动应该或者只要离合器片处于滑动摩擦的持久状态下，就通过藕联机构与驱动电机的旋转运动藕联，或者与其解藕，以便使得驱动端的转矩的仅仅一部分传递至从动端。

对于这种离合器而言，从动端例如是轴，优选是空心轴，而驱动端与离合器壳体抗旋转地连接。

摩擦片组位于驱动端和从动端之间，其中分别使用的摩擦片的数量影响有待传递的转矩以及离合器的热效率。

大的转矩也需要大量的摩擦片。

对于相应的藕联状态(打开、关闭、同步或拖曳)来说，必须可以实现可调节的压紧力，通过所述压紧力，摩擦片组根据滑动摩擦状态的基本定律，取决于分别作用的压紧力，根本不传递转矩，只传递最大的转矩，或者递转最大转矩的一部分。

此外例如在船用离合器领域中还有如下应用情况，即船用螺旋桨的转速必须比由机器引起的尽可能小的转速慢。

这种工作状态例如出现在如下场合，即在入流(

)时要保持船舶位置，因此船用螺旋桨的转速必须可以独立于电机转速来调节。

该要求尽管完全可以通过用在海运领域中的通常的离合器来实现，但本发明的目的是，减小这种离合器的控制成本。

该目的通过具有独立权利要求的特征的本发明得以实现。

由本发明可得到如下优点，即实际上在不改变这种离合器的结构尺寸的情况下即可传递大的转矩。

特别是在用作船用离合器时，建议通过调节回路来实现拖曳(trolling)状态，在第二活塞-缸单元的压力室中的优选高的压力水平情况下，所述调节回路作用到该活塞的优选小的活塞面上。

其中本发明基于如下内容：

原则上每个离合器都通过两个不同的工作状态被负荷。

在第一种工作状态下，离合器处于啮合中，即驱动机器的旋转运动无转差(Schlupf)地传递至输出轴的旋转运动。

对于船用离合器而言，该工作状态例如相应于从汉堡向纽约的航程。

另一种工作状态在如下情况下产生，即船用离合器必须以预定的转差率工作，以便例如保持船舶的位置。

因此在第一种工作状态下需要大的压紧力，以便使得摩擦片组无转差率地工作。

在第二种工作状态下需要灵敏的调节性能，在压紧力情况下必须进行所述灵敏的调节，此时离合器处于转差工作中。

根据本发明，此点通过如下措施得以实现，即第二活塞-缸单元一方面可以具有小的压力施加面，另一方面被施加以大的压力。

高的压力水平当然可以精细地调节，而活塞-缸单元的小的作用面尽管所产生的压力水平高仍可向上限制转差工作中的压紧力。

因此本发明的一个特征是，离合器在转差工作中被优选小尺寸的第二活塞-缸单元施加压力，而离合器在接合工作中、即在驱动机构和从动机构之间刚性连接的情况下，通过两个活塞-缸单元的叠加的压紧力被施加压力。

但与此无关地，离合器在刚性接合的工作中也可以单独被相应大的第一活塞-缸单元施加压力，只要基于相关的压力面对于静摩擦必需的压紧力也能由低的压力水平来实现。

然而本发明的重要方面是如下可实现的优点，即无转差的离合器工作可以通过两个活塞-缸单元的压力施加来实现。

该优点通过如下措施来实现，即作用到摩擦片组上的压紧力在考虑到相关的面的情况下由第一活塞-缸单元的压紧力加上第二活塞-缸单元的压紧力叠加地来得到。

两个活塞-缸单元的压紧力借助于本发明来叠加。

作用到摩擦片组上的力因此在考虑到几何关系的情况下由两个单个力的和叠加地得到，这两个单个力分别由各个活塞-缸单元产生。

然而在离合器结构尺寸相同的情况下，由此也相应地提高可传递的转矩。

由此提供的压力水平连同摩擦片组的可实现的压紧力相应地变大，且结合以第二活塞-缸单元的小的活塞面，特别是对于所述用在海运领域中的离合器来说，在不操纵第一活塞-缸单元的情况下也可良好地调节。

因此对于本发明重要的是对两个活塞-缸单元的设置，它们分别与压力源连通，其中的每个活塞-缸单元都沿着接合方向作用到摩擦片组上。

要么两个活塞-缸单元都由一个唯一的压力源供应压力，要么每个活塞-缸单元都由一个自己的压力源供应压力。

通过这种方式，两个活塞-缸单元的压紧力叠加地传递到摩擦片组上，而不必加大这些离合器的结构尺寸。

离合器的功率密度、即形式为与可传递的功率的商的特性参数，与结构体积成比例地增大。

鉴于完整性需要说明，本发明也可以包括对多于两个的活塞-缸单元的叠加设置。

在这种情况下，上述说明相应地适用。

其中两个活塞-缸单元可以具有分开的压力源。

但两个活塞-缸单元也可以与同一压力源连接。

此外特别是对于海运领域中的拖曳工作来说，如果要进行无磨损的藕联，最好使得摩擦片组能够在油槽中运动。

因此这里涉及本发明的专门适用于海运领域的改进，其中为了实现船用螺旋桨的转速低于机器的最小转速，有意地使得设置在驱动电机和输出轴之间的离合器在转差工作中运行。

其中对于水流中的静止状态必需的船用螺旋桨转速仅通过两个活塞-缸单元之一来调节，优选由于实现较小的活塞-缸单元的改善的调节性能来调节。

如果两个活塞-缸单元的活塞相互连接，从而在移位时另一活塞-缸单元的活塞中分别只有一个活塞被强制藕联地一起移位，则通过对两个压力室的同时装填，两个活塞-缸单元的叠加的压紧力无时延地立即作用到摩擦片组上，而只装填较小的活塞-缸单元可以实现改善的磨损工作。

所述连接还可以如下产生，即两个活塞也可以沿着分离方向原则上只是同时地且同方向地移位。

于是恰恰如同沿着接合方向一样，沿着分离方向，两个活塞也必须刚性地相互藕联。

在这些实施例中，此点可以通过简单的轴向拧紧来实现。

其中本发明还认识到，两个活塞-缸单元可以位于同一离合器壳体内部。

这种离合器的整个结构尺寸因此并不大于只带有一个唯一的活塞-缸单元的离合器的结构尺寸。

根据本发明的该改进，在离合器壳体内部本来就提供有的安装空间因此由于安装第二活塞-缸单元和必要时其它的活塞-缸单元而得到更好的利用，以便通过这种方式提高作用于摩擦片组上的压紧力。

原则上本发明也涉及两个活塞-缸单元的并行连接，从而为了产生压紧力而被施加以压力油的活塞面叠加地互补，但第二活塞-缸单元的较小的活塞面还可自己单独施加压力。

为了实现较小的结构尺寸还提出，两个活塞-缸单元轴向前后相继地设置，即两个活塞-缸单元可以位于摩擦片组的同一侧，且它们的活塞共同地作用到压紧环上，通过压紧环，压紧力被施加到摩擦片组上。

其中两个活塞-缸单元可以共同地通过通常设置在空心轴中的压力油管路被供应以压力油。

为此为两个活塞-缸单元设有分别与压力室连通的径向管路，这些径向管路必要时也可以由同一个压力源供应。

本发明的该改进追求最小的安装成本，因为根据本发明只需补充本来就有的组件。

其中第二活塞-缸单元可以恰恰如同第一活塞-缸单元一样具有沿着离合器的接合方向作用的活塞面，也完全具有较小的结构尺寸。

其中第二活塞-缸单元的活塞的活塞面可以位于被第一活塞-缸单元的活塞夹紧的活塞面中，以便保持离合器的壳体直径较小。

通过两个活塞面的简单的轴向错开，因此可以在同一离合器壳体中直截了当地安装两个活塞-缸单元。

对于两个活塞-缸单元来说，有利的构造特征还分别规定了在内部附件上牢固地固定的支撑法兰，借助该支撑法兰，相应的缸轴向刚性地与离合器轴连接。

此外，第二活塞-缸单元的因构造原因位于第一和第二活塞-缸单元之间的支撑法兰也用作负责离合器的分离运动的传力机构的支撑面。

为此说明实施例。

下面借助实施例详细说明本发明。

图中示出：

图1为本发明的离合器的轴向剖视图；

图2为两个活塞-缸单元的详图；

图3为用于给摩擦片组供应润滑油的详图。

只要在下面未做另外说明，下面的说明就始终适于所有附图。

这些附图示出离合器1。

离合器1设有用于驱动电机的输入端的连接端和用于输出轴的输出端的连接端。

输入端的连接端和输出端的连接端在这里未详细区分。

通常，两个连接端之一与离合器壳体3连接，另一连接端与内部附件2连接。

在当前情况下，在离合器壳体3和内部附件(Innenmitnehmer)2之间设有摩擦片组4的各个摩擦片，其中每个第二摩擦片的外齿位于离合器壳体3的相应的内齿中，每个另一个摩擦片的内齿位于内部附件2的外齿上。

摩擦片组4沿着接合方向(Einrückrichtung)5被供应以压力，从而在摩擦片组的分别相邻的摩擦片之间产生沿着圆周方向作用的摩擦力，摩擦力的大小取决于相邻的摩擦片的相应的摩擦系数和沿着接合方向5作用的轴向力。

沿着分离方向(Ausrückrichtung)6设有单独作用的传力机构(Kraftgeber)12，以便打开摩擦片组。

通过管路系统可施加以压力流体(Druckfluid)的活塞-缸单元7沿着接合方向作用。

在当前情况下，管路系统例如由安装在内部附件2中的轴向管路17和从轴向管路17分岔出的通入到该活塞-缸单元7的压力室9中的径向管路18构成，该活塞-缸单元7也称为“第一”活塞-缸单元。

径向管路18由此通入到第一压力室9中，并沿着接合方向5给活塞-缸单元7的活塞8的活塞面10施加压力。

活塞-缸单元7的活塞8由此朝向摩擦片组4移位，直至活塞8的面向摩擦片组4的冲击面(

)25冲到摩擦片组4的对侧的外侧面上。

然后随着压力的进一步建立，摩擦片组越来越被压紧，并建立起所需要的传递转矩的在离合器1的输入端和输出端之间的摩擦力。

现在重要的是，除了该第一活塞-缸单元7之外，还设有第二单独的活塞-缸单元13。

该另一活塞-缸单元13也具有活塞14，但该活塞14将第二压力室15封闭，且在装有适当的压力流体的情况下能够使得活塞14同样朝向摩擦片组4移位。

为此第二压力室15也通过管路系统与压力源连通。

其中根据第一实施例，管路系统由伸入到空心轴2中的轴向管路17构成，从轴向管路17分岔出径向管路18a，该径向管路18a最后与第二压力室15连通。

这意味着，径向管路18a的径向外端部通过合适的管路系统直接与第二压力室15连接。

替代地，用于装填第二活塞-缸单元13的径向管路18a通过自己的轴向管路17a与压力源11、11a连通。其中该压力源可以是自己的压力源11a，其压力水平优选高于第一活塞-缸单元7的压力源11。

可以理解，在装填第一活塞-缸单元7时，配属的活塞8朝向摩擦片组4移位。但此点以通常的方式适于给第二活塞-缸单元13的活塞14的活塞面16施加压力，从而最后端面25在足够移位的情况下向左朝向摩擦片组4冲到最外面的摩擦片的配属的对应面(

)之前，并通过这种方式随着压力的进一步建立将整个摩擦片组相应地压紧。

因为本离合器1特别适于在磨损状态下工作，附加地规定，摩擦片组4在油槽(

)中运动。

为此，在摩擦片组4的纵轴向区域中设有一些其它的径向管路26a-g，这些径向管路同样通过伸入到旋转附件2中的轴向管路17被供应以润滑油。

润滑油采用这种方式通过径向管路26a-g进入到离合器1的如下区域中，即摩擦片组4的有待润滑的各个摩擦片所在的区域。

此外如由图1可见，两个活塞-缸单元7和13的活塞8和14相互连接，从而在两个活塞中只有一个唯一的活塞8或14移位时，相应的另一个活塞14或8沿着接合方向5一起移位。

在当前情况下，两个活塞8和14通过藕联螺钉27相互夹紧，从而两个活塞8和14可以说是作为一个单元同步运动。

两个活塞8和14的运动因此始终方向相同且同步，从而通过将少量压力液体仅引入(Einsteuern)到一个压力室中或者也可以通过将其引入到两个压力室中，就已经使得两个活塞-缸单元的整个单元朝向摩擦片组4移位。

此外通过藕联螺钉27还可以实现，两个活塞8和14还沿着分离方向6同步地且同时地以及同方向地运动。

但特别有利的是所示的实施例，其中两个活塞-缸单元7和13位于同一离合器壳体3中。

因为通过这种方式，离合器壳体的可供使用的安装空间得到最佳的利用，且在本发明的意义下在不改变外尺寸的情况下离合器的功率密度得到提高。

通过对两个活塞-缸单元7和13的沿着轴向前后相继的设置，还可以简单地承担起通常的离合器壳体3的外直径的作用。

尽管这些活塞-缸单元于是为环形结构，但这完全相应于现有技术，其中需要补充说明相对低的压力水平的优点：即尽管如此，由于活塞8和14的有待叠加互补的压力面，该相对低的压力水平导致相应高的压紧力。

尽管如此，在磨损工作中的调节特性由于第二活塞-缸单元的面积较小而得到改善。

两个活塞-缸单元可以按照图1与一个压力源或者与分别独立的多个压力源连接。

此外因为产生如下情况，即第一和第二活塞-缸单元的两个活塞面可以基本一样大，所以提出，两个活塞-缸单元分别与一个唯一的压力源连接。

每个活塞-缸单元都由与内部附件2牢固连接的、例如通过适当的拧紧而连接的组件和由此沿着轴向可移动地被引导的组件构成。

其中支撑法兰19和22用于将活塞-缸单元7和13支撑在内部附件2上，这些支撑法兰19和22沿着两个轴向不可移动地位于内部附件2上。

特别是支撑法兰19可以通过螺旋连接刚性地与内部附件2连接。

所示实施例不同于该解决方案。

在右边的支撑法兰19的情况下，为此将止动环20插入到内部附件2的相应的圆周槽中。

由此支撑法兰19沿着离开摩擦片组4的方向被防止滑动。

为了还在相反方向上保持支撑法兰19，设有夹紧环21，该夹紧环21作用在止动环20的其它侧面上，并被拧靠到支撑法兰19上。

第二支撑法兰22朝向摩擦片组4支靠到内部附件2中的直径梯段上，特别是如图3所示，相对于内部附件2被拧紧。

其中第二支撑法兰形成朝向摩擦片组4延长的凸缘，该凸缘的外圆周在前面的区域中密封地导向。

其中密封区域由刚性地与第二活塞14连接的且沿着摩擦片组4的方向延伸离开的环的内圆周构成，从而第二活塞-缸单元13的活塞14实际上在支撑法兰22的外直径上密封地导向，其中优选分布在支撑法兰22的圆周上的夹紧螺钉23可以说是将第二活塞-缸单元13的相对于内部附件2位置固定的组件固定。

还可看到，在第二活塞-缸单元13的支撑法兰22中，沿着轴向安装有分布在圆周上的导向孔24，从而在第二活塞-缸单元13的该轴向不可移动的组件上可以安装传力机构12，借助于该传力机构12，一旦减小压力施加，第一活塞-缸单元7的活塞8就沿着分离方向移动。

利用藕联螺钉27通过两个活塞8和14的轴向藕联，采用这种方式使得第二活塞-缸单元13的活塞14与第一活塞-缸单元7的活塞8同时地且同方向地压着分离方向6移位。

附图标记列表

1      离合器

2      内部附件

3      离合器壳体

4      摩擦片组

5      接合方向

6      分离方向

7      第一活塞-缸单元

8        7的活塞

9        第一压力室

10       沿着方向5的活塞面

11       压力源

12       压力源

13       第二活塞-缸单元

14       13的活塞

15       第二压力室

16       沿着方向5的活塞面

17       轴向管路

17a      轴向管路

18       径向管路

18a      径向管路

19       第一支撑法兰

20       止动环

21       夹紧环

22       第二支撑法兰

23       夹紧螺钉

24       导向孔

25       端面

26a-g    径向管路

27       藕联螺钉

M        调节件

GPS      全球定位系统

Claims (18)

1.一种离合器(1)，具有用于驱动电机的输入端的连接端(2；3)和用于输出轴的输出端的连接端(3；2)，且具有设置在输入端和输出端之间的摩擦片组(4)，所述摩擦片组(4)沿着接合方向(5)利用活塞-缸单元(7)的活塞(8)经由管路系统(17、18)通过压力流体可施加压力，且具有沿着分离方向(6)作用到所述活塞-缸单元(7)的活塞(8)上的传力机构(12)以及具有如下特征：

-设有第二活塞-缸单元(13)；

-所述第二活塞-缸单元(13)的活塞(14)具有另一沿着所述离合器(1)的接合方向(5)可施加以压力流体的第二活塞面(16)；

-所述第二活塞面(16)围成另一第二压力室(15)；

-所述第二压力室(15)通过第二管路系统(17、18a；17a、18a)与压力源(11；11a)连通。

2.如权利要求1所述的离合器(1)，其特征在于，所述摩擦片组(4)在油槽中运动。

3.如权利要求1或2所述的离合器(1)，其特征在于，两个活塞-缸单元(7、13)的活塞(8、14)相互连接，从而所述第二活塞-缸单元(13)的活塞(14)被所述第一活塞-缸单元(7)的活塞(8)至少沿着所述接合方向(5)一起移位。

4.如权利要求3所述的离合器(1)，其特征在于，两个活塞-缸单元(7、13)的活塞(8、14)相互连接(27)，从而所述第二活塞-缸单元(13)的活塞(14)被所述第一活塞-缸单元(7)的活塞(8)还沿着所述分离方向(6)一起移位。

5.如权利要求1至4中任一项所述的离合器(1)，其特征在于，两个活塞-缸单元(7、13)位于同一离合器壳体(3)中。

6.如权利要求5所述的离合器(1)，其特征在于，两个活塞-缸单元(7、13)轴向前后相继地设置。

7.如权利要求5或6所述的离合器(1)，其特征在于，两个活塞-缸单元(7、13)环形地位于内部附件(2)上，且所述内部附件(2)具有压力油管路(17)，两个活塞-缸单元(7、13)通过相应的径向管路(18、18a)由所述压力油管路(17)被供应以压力油。

8.如权利要求5或6所述的离合器(1)，其特征在于，所述内部附件(2)针对每个活塞-缸单元(7、13)分别具有独立的压力油管路(17、17a)，两个活塞-缸单元(7、13)中的每一个活塞-缸单元都通过相应的径向管路(18、18a)由所述压力油管路(17、17a)被供应以压力油。

9.如权利要求7或8所述的离合器(1)，其特征在于，两个活塞-缸单元(7、13)与同一压力源(11)连通。

10.如权利要求8所述的离合器(1)，其特征在于，针对每个活塞-缸单元(7、13)设有另一压力源(11、11a)。

11.如权利要求10所述的离合器(1)，其特征在于，所述第二活塞-缸单元(7、13)的压力源(11a)的压力水平高于所述第一活塞-缸单元的压力源(11)。

12.如权利要求5至11中任一项所述的离合器(1)，其特征在于，所述第二活塞-缸单元(13)的活塞(14)的活塞面(16)小于被所述第一活塞-缸单元(7)的活塞(8)夹紧的面(10)。

13.如权利要求12所述的离合器(1)，其特征在于，两个活塞-缸单元(7、13)被每一个沿着两个轴向(5、6)牢固地固定在所述内部附件(2)上的支撑法兰(19、22)封闭。

14.如权利要求13所述的离合器(1)，其特征在于，所述第二活塞-缸单元(13)的支撑法兰(22)设置在所述第一活塞-缸单元(7)的活塞(8)和所述第二活塞-缸单元(13)的活塞(14)之间，且在所述支撑法兰(22)的背离所述摩擦片组(4)的侧面和所述第一活塞-缸单元(7)的面向所述摩擦片组(4)的侧面之间支撑着沿着所述离合器(1)的分离方向(6)作用的所述传力机构(12)。

15.如权利要求14所述的离合器(1)，其特征在于，所述传力机构(12)由沿着所述第二活塞-缸单元(13)的支撑法兰(22)的圆周分布的压缩弹簧构成。

16.如权利要求15所述的离合器(1)，其特征在于，所述压缩弹簧位于所述第二活塞-缸单元(13)的支撑法兰(22)的导向孔(24)中，或者位于所述第一活塞-缸单元(7)的活塞(8)的面向所述摩擦片组(4)的侧面上。

17.如权利要求1至16中任一项所述的离合器(1)，其特征在于，所述第二活塞-缸单元(13)接入到调节回路中，其中所施加的压力是调节件(M)的函数，所述调节件(M)的调节位置可根据与预先给定的全球的车辆给定位置的偏差来改变。

18.如权利要求1至17中任一项所述的离合器(1)，其特征在于，所述第二活塞-缸单元(13)的第二活塞面(16)位于所述活塞-缸单元(7)的活塞面(10)中。

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