CN101680494B - 具有膜片铰接装置的膜片式离合器 - Google Patents

Abstract

膜片式离合器(10)包括盖子(12)、压板(16)、安装在盖子(12)和压板(16)之间的膜片(14)、置于膜片(14)和压板(16)之间并通过支柱(28)与盖子(12)固定的第一刚性环形构件(26)、膜片相对盖子(12)的铰接装置(22)以及预应力的第二弹性环形构件(24)，其支撑在第一刚性环形构件(26)上，相对膜片(14)与铰接装置(22)相对，刚性(26)和弹性(24)环形构件以同轴方式放置，支柱(28)相对刚性环形构件(26)基本沿一个安装圆(C)安装，第二弹性环形构件(24)在第一刚性环形构件(26)上的支撑区基本沿支柱(28)的安装圆(C)延伸。

Description

具有膜片铰接装置的膜片式离合器

技术领域

本发明涉及一种具有一个膜片铰接装置的膜片式离合器。

背景技术

这种特别用于汽车领域的离合器通常包括一个盖子、一个压板、可能有预应力地安装在盖子和压板之间的一个膜片，以及该膜片相对于盖子的铰接装置。

在这种离合器中，在接合位置上，膜片在压板上施加足够的力，以止住摩擦片，并因此能够向变速箱传递发动机的扭矩。

在推力膜片式离合器的情况下，这种离合器的分离通过分离轴承沿膜片轴线按压在膜片的中心部分上来实现。该膜片则与设置在膜片和盖子之间的铰接装置配合，使得膜片的径向外部离开压板。在这种情况下，压板在弹性复位装置的作用下离开离合器盘，从而释放摩擦片，这能够停止向变速箱传递发动机扭矩，并在必要时进行所需的速度比的改变。

可以看到，在很多次的分离后，在膜片反复运动的作用下，膜片相对于盖子的铰接装置趋于磨损，并且最终在该铰接装置和膜片之间出现间隙。这种磨损现象特别会出现在工业或重型汽车的离合器中，其中，由膜片施加在铰接装置上的力实际上可达到12000牛顿。

当膜片被离合器的分离轴承推动时，这种间隙的出现有减小膜片周边的行程的作用，因此，从接合位置过渡到分离位置时的压板的行程亦减小。

其结果是，在一定时间后，再也无法实现完全的分离，即取消压板和摩擦片之间的任何接触，一部分发动机的扭矩继续被传递给盘片，这就很难甚至无法改变变速箱的速度比。

从文件DE1775116中了解到一种膜片式离合器，它包括盖子、压板、安装在盖子和压板之间的膜片、膜片相对于盖子的铰接装置，以及预应力的弹性环形构件，相对于膜片与铰接装置相对安装，使膜片紧贴铰接装置。根据该文件，弹性环形构件安装成支撑在支柱的头部上，支柱与盖子相连并穿过膜片上实现的开口。

尽管该离合器能够补偿膜片的一部分磨损，但它不具备能给铰接装置施加可达12000牛顿的力的足够的刚度。

另外，从文件FR2692637中了解到一种膜片式离合器，它包括盖子、压板、安装在盖子和压板之间的膜片、第一刚性环形构件、膜片相对于盖子的铰接装置以及预应力的第二弹性环形构件，第一刚性环形构件置于膜片和压板之间，并通过支柱与盖子固定，第二弹性环形构件支撑在第一刚性环形构件上，相对于膜片与铰接装置相对，刚性和弹性环形构件以同轴方式放置，支柱基本沿一个安装圆相对于刚性环形构件安装。然而，该离合器不具备令人满意的刚度。

发明内容

因此，本发明的一个目的就是提出一种膜片式离合器，它能补偿膜片铰接装置的磨损，从而尽管膜片铰接装置相对盖子有磨损，仍能实现离合器的完全分离，同时与现有技术的离合器相比，其刚度得到改善。

本发明的目的通过一种膜片式离合器达到，它包括：一个盖子，一个压板，一个安装在盖子和压板之间的膜片，一个第一刚性环形构件，其置于膜片和压板之间并通过支柱与盖子固定，膜片相对于盖子的铰接装置，以及预应力的第二弹性环形构件，其支撑在第一刚性环形构件上而安装，相对于膜片与铰接装置相对，刚性和弹性环形构件以同轴方式放置，支柱基本沿一个安装圆相对于刚性环形构件安装。

根据本发明的离合器的特征在于，第二弹性环形构件在第一刚性环形构件上的支撑区基本沿支柱的安装圆延伸。

这样，正如下面给出的本发明的描述将更清楚地显现的，通常表现为尺寸减小、并引起铰接装置和膜片之间的间隙的铰接装置的磨损由于预应力安装的一个弹性环形构件的存在而得以补偿。实际上，由于采用预应力安装，弹性环形构件会弹性变形，以使膜片保持贴靠铰接装置。这样，膜片和铰接装置之间不再有间隙，并且预应力是预设的和可控的。

此外，第二弹性环形构件安装在支撑装置上，支撑装置由与弹性环形构件同轴安装的第一刚性环形构件形成，使得与DE1775116描述的离合器相比，可在弹性和刚性环形构件之间获得更大的一个接触区，并且因此可将弹性和刚性环形构件之间的力分布在一个更大的面积上。因此，这种安装能够使装置获得更好的刚度，从而使根据本发明的离合器适应由膜片施加在铰接装置上的很大的力，典型地为上述数量级的力。

另外，第二弹性环形构件在第一刚性环形构件上的支撑区沿支柱的安装圆延伸，与文件FR2692637描述的离合器相比，可使离合器变得更硬，并且较少受到磨损。实际上，该措施可极大地减小、甚至完全消除文件FR2692637描述的离合器中出现的弯曲力，这是由于根据FR2692637，第二弹性环形构件在第一刚性环形构件上的接触区位于支柱安装圆的径向外部。

最好，根据本发明的离合器具有以下单独或结合的一个或多个特征：

-第二弹性环形构件具有一个第一部分，形成与膜片接触的贝氏碟形垫圈；

-第二弹性环形构件的形成贝氏碟形垫圈的第一部分在与膜片的接触区处弯曲；

-第二弹性环形构件的形成贝氏碟形垫圈的第一部分在与膜片的接触区具有一个至少等于5毫米的、在离合器任何轴向平面上的曲率半径；

-第二弹性环形构件具有一个第二部分，形成与第一刚性环形构件或盖子接触的贝氏碟形垫圈；

-第二弹性环形构件的形成贝氏碟形垫圈的第二部分在与第一刚性环形构件或盖子的接触区处弯曲；

-第二弹性环形构件的形成贝氏碟形垫圈的第二部分在与第一刚性环形构件或盖子的接触区处具有一个至少等于5毫米的、在离合器任何轴向平面上的曲率半径；

-第一刚性环形构件与支柱相连，支柱固定到盖子上并穿过膜片；

-第二弹性环形构件具有使支柱穿过的开口；

-第二弹性环形构件的构形要使得在离合器的存储阶段，第二弹性环形构件的径向外边缘支撑在第一刚性环形构件上；以及

-在离合器的存储阶段，膜片与盖子的径向内边缘接触。

附图说明

本发明的其它特征和优点通过下面参照附图对优选实施例的描述得以体现，该实施例仅是说明问题而不是限定性的，附图中：

-图1示出根据本发明的推力膜片式离合器的一个细节的立体图；

-图2示出图1所示的新的推力膜片式离合器的轴向剖视图；

-图3示出多次使用后的图2的推力膜片式离合器的剖视图；

-图4和图5示出本发明的推力膜片式离合器的两个轴向剖视图，分别处于安装状态和存储状态。

在下面的描述中，除另外说明，相同或功能相同的元件使用相同的标号。

具体实施方式

现在参见图1，图中示出了根据本发明优选实施例的一个推力膜片式离合器10。在该图1上可看到，根据本发明的离合器10具有一个盖子12，盖子通过适当的固定装置与一个惯性飞轮(未示出)连接，飞轮本身安装在例如一个内燃发动机(未示出)的输出轴上。

在盖子12和飞轮之间按顺序设置有：一个膜片14、一个压板16(见图2和3)及一个摩擦片(未示出)。作为选择，一个压板磨损补偿装置18置于膜片14和压板16之间。

膜片14安装在盖子12和压板16之间。该膜片14一方面具有一个周边部分20，另一方面具有指杆21，指杆自周边部分20开始向膜片14的内部径向延伸。

在该图1中，膜片14安装成能围绕铰接装置22相对盖子12摆动，在此，铰接装置制成安装在盖子12和膜片14之间的一个环的形式。

图1示出的离合器10还具有一个装置，形成相对于盖子12的固定支撑26并且置于膜片14和压板16之间。这里，形成固定支撑的装置制成一个第一刚性环形构件26。在该第一刚性环形构件26上，预应力地安装一个第二弹性环形构件24。如图所示，该第二弹性环形构件最好以一个弹性垫圈24的形式实现，最好是铬-钒钢材料的(例如50CV4)。

值得注意的是，第一刚性环形构件26与第二弹性环形构件24以同轴方式设置，并且与支柱28相连，支柱固定到盖子12上并穿过膜片14。如图1所示，第一刚性环形构件制成一个刚性垫圈26，其具有至少一个缺口30，设在其径向内周边32处，该缺口30的截面基本与在弹性垫圈24的径向内周边36处实现的一个凸起34互补。在安装阶段，该凸起34和该缺口30便于弹性垫圈24相对于刚性垫圈26的置位。

支柱28沿一个安装圆C(图1中用虚线部分示出)相对于刚性垫圈26进行安置，安装圆基本在该刚性垫圈26的平面内延伸。

值得注意的是，弹性垫圈24在刚性垫圈26上的支撑区基本沿支柱28的安装圆C相对于刚性垫圈26延伸。

弹性垫圈24具有一个第一部分38，形成与膜片14接触的贝氏碟形垫圈(Belleville washer)，理想情况是在与膜片14的接触区40处弯曲。形成环形贝氏垫圈的该第一部分38和弹性垫圈24是同轴的。在弹性垫圈24的一个轴向平面上，弹性垫圈24的第一部分38的曲率半径最好比较大，以便加大弹性垫圈24与膜片14的接触区40，以避免弹性垫圈24的快速的大的磨损。最好，该曲率半径至少等于5毫米。

另外，根据图中示出的本发明的优选实施例，弹性垫圈24具有一个第二部分42，形成贝氏碟形垫圈，与形成支撑的装置26接触。形成环形贝氏垫圈的该第二部分42和弹性垫圈24是同轴的。理想情况是，该弹性垫圈24的第二部分42在与刚性垫圈26的接触区44处弯曲，弹性垫圈24的第二部分42的曲率半径大，最好至少等于5毫米，以使弹性垫圈24与刚性垫圈26的接触区44比较大，从而避免弹性垫圈24的快速的大的磨损。

弹性垫圈24还具有连接臂45，连接形成贝氏碟形垫圈的弹性垫圈24的第一和第二部分38、42。在这些连接臂45上，设有让支柱28通过的开口46，开口最好位于形成贝氏碟形垫圈的弹性垫圈24的第一和第二部分38和42之间。这些开口46使本发明的离合器10可以紧凑安装。开口46还使弹性垫圈24能够在低应力区定中心。

优选的是，开口46是长形的，并且相对于支柱28具有一个功能间隙，使得支柱28不会靠在开口46的内边上。此外，这些开口46比较大，从而不会在膜片上形成应力集中。

最后，如图所示，弹性垫圈24可在形成贝氏碟形垫圈的第一和第二部分38、42的两侧延长，从而使弹性垫圈24更具刚性和更牢固。优选地，弹性垫圈24具有一个贝氏碟形垫圈型的负荷曲线。

根据本发明的离合器的工作方式和优点从上面的描述中可直接得出。

图2示出的根据本发明的第一实施例的离合器10处于基本全新的状态。

根据本发明的该离合器10的工作，特别是在分离和接合阶段，类似于传统的推力膜片式离合器，不同的是，弹性垫圈24在这些不同阶段以弹性方式变形，使得弹性垫圈24始终同时与膜片14和刚性垫圈26接触。这样，可以有利地保证铰接环22与离合器10的膜片14和盖子12的永久接触。

此外，弹性垫圈24安装在同轴的刚性垫圈26上，可以比DE1775116中描述的离合器获得更大的在弹性垫圈24和刚性垫圈26之间的接触区。因此，弹性和刚性环形构件之间的力分布在一个更大的面积上，这可使装置获得更好的刚度，从而使根据本发明的离合器能适应由膜片施加在环两边的铰接装置上的很大的力，典型地为前述数量级的力，从而减小弹性垫圈顶靠膜片的磨损以及弹性垫圈顶靠刚性垫圈的磨损。

此外，由于弹性垫圈24在刚性垫圈26上的支撑区基本沿支柱28的安装圆C相对于刚性垫圈26延伸，根据本发明的离合器较少承受弯曲力，特别是在刚性垫圈26处，而这种弯曲力有可能造成刚性垫圈26的磨损或其它损坏。事实上，支柱铆钉的工作被最优化，因为弹性垫圈24在刚性垫圈26上的力施加在支柱28相对于刚性垫圈26的安装圆上。因此，可以使根据本发明的离合器承受更大的力和/或减少支柱28的数量。

图3示出了很多次接合和分离后的图1的离合器10，导致铰接环22以及弹性垫圈24分别与膜片14和刚性垫圈26的接触区40、44的磨损。该磨损表现为，经过很多次的分离和接合后，图3中接触区40、44之间的轴向距离H′大于图2示出的该相同的新尺寸H。

对于传统的离合器，铰接环22和接触区40、44的磨损表现为，在铰接环22与盖子12和/或膜片14之间出现间隙，以及在弹性垫圈24与膜片14和/或刚性垫圈26之间出现间隙。这里，该间隙通过预应力安装在膜片14和刚性垫圈26之间的弹性垫圈24的弹性变形补偿。尤其是，形成贝氏碟形垫圈的弹性垫圈24的第一部分38和/或形成贝氏碟形垫圈的第二部分42可通过其弹性变形，弥补由于铰接环22和接触区40、44的磨损造成的间隙。更确切地说，该间隙是通过弹性垫圈24的径向置于弹性垫圈24和膜片14的接触区40及弹性垫圈24和刚性垫圈26的接触区44之间的部分的变形来弥补的。因此，即使铰接环22和接触区40、44被磨损，使得这些接触区40、44之间的沿离合器10轴向方向的距离加大，弹性垫圈24也能弥补这种磨损。

现在参见图4和图5，图中示出了根据本发明的推力膜片式离合器的两个轴向剖视图，分别处于工作状态和存储状态，存储状态指膜片未承受特别是由分离轴承施加的轴向力的情况，与离合器10安装在汽车上的情况相反。

可注意到在图4上，当离合器10处于安装状态时，弹性垫圈24的径向外端和刚性垫圈26之间没有接触，膜片14和盖子12的径向内端之间也没有接触。

相反，根据本发明的离合器10在存储状态时，弹性垫圈24的径向外端顶靠在刚性垫圈26上，而膜片14与盖子12的径向内端接触。这样，有利地限制了根据本发明的离合器在存储阶段的弹性垫圈24的变形，这种变形可能会产生对弹性垫圈24不利的塑性变形。

当然，本发明不限于作为说明性和非限定性例子描述和示出的实施例。

因此，可以设想一种推力膜片式离合器，它包括一个弹性垫圈，该弹性垫圈只具有形成与膜片接触的贝氏碟形垫圈的第一部分，特别是在铰接装置的磨损较小的情况下，这可以为离合器实现更紧凑的铰接装置。

Claims (11)

1.膜片式离合器(10)，包括：一个盖子(12)；一个压板(16)；一个安装在盖子(12)和压板(16)之间的膜片(14)；一个第一刚性环形构件(26)，其置于膜片(14)和压板(16)之间并通过支柱(28)与盖子(12)固定；膜片相对于盖子(12)的铰接装置(22)；以及一个预加应力的第二弹性环形构件(24)，其安装成支撑在第一刚性环形构件(26)上，相对于膜片(14)与铰接装置(22)相对；刚性(26)和弹性(24)环形构件以同轴方式放置，支柱(28)基本沿一个安装圆(C)相对于刚性环形构件(26)安装；该离合器的特征在于，第二弹性环形构件(24)在第一刚性环形构件(26)上的支撑区基本沿支柱(28)的安装圆(C)延伸。

2.根据权利要求1所述的离合器，其特征在于，第二弹性环形构件(24)具有一个第一部分(38)，形成与膜片(14)接触的贝氏碟形垫圈。

3.根据权利要求2所述的离合器，其特征在于，第二弹性环形构件(24)的形成贝氏碟形垫圈的第一部分(38)在与膜片(14)的接触区(40)处弯曲。

4.根据权利要求3所述的离合器，其特征在于，第二弹性环形构件(24)的形成贝氏碟形垫圈的第一部分(38)在与膜片(14)的接触区(40)处，具有一个至少等于5毫米的、在离合器(10)的任一轴向平面上的曲率半径。

5.根据上述权利要求之一所述的离合器，其特征在于，第二弹性环形构件(24)具有一个第二部分(42)，形成与第一刚性环形构件(26)或与盖子(12)接触的贝氏碟形垫圈。

6.根据权利要求5所述的离合器，其特征在于，第二弹性环形构件(24)的形成贝氏碟形垫圈的第二部分(42)在与第一刚性环形构件(26)或与盖子(12)的接触区(44)处弯曲。

7.根据权利要求6所述的离合器，其特征在于，第二弹性环形构件(24)的形成贝氏碟形垫圈的第二部分(42)在与第一刚性环形构件(26)或与盖子(12)的接触区(44)处，具有一个至少等于5毫米的、在离合器(10)的任一轴向平面上的曲率半径。

8.根据权利要求1所述的离合器，其特征在于，支柱(28)固定到盖子(12)上，并穿过膜片(14)。

9.根据权利要求8所述的离合器，其特征在于，第二弹性环形构件(24)具有让支柱(28)穿过的开口(46)。

10.根据权利要求1所述的离合器，其特征在于，第二弹性环形构件(24)的构形使得在离合器的未安装在汽车上且膜片不承受任何轴向力的存储阶段，第二弹性环形构件(24)的径向外边缘支撑在第一刚性环形构件(26)上。

11.根据权利要求1所述的离合器，其特征在于，在离合器的未安装在汽车上且膜片不承受任何轴向力的存储阶段，膜片(14)与盖子(12)的径向内边缘接触。

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