摩擦离合器
技术领域
本发明非常概括性地涉及一种摩擦离合器,尤其是这样的摩擦离合器,其中设置有一再调节装置,该再调节装置对该离合器的至少摩擦片的磨损进行补偿,尤其是例如在专利申请DE OS 42 39 291、DE OS 43 06 505、DEOS 42 39 289、DE OS 43 22 677、DE OS 44 18 026、DE OS 44 31 641和DEOS 195 10 905中描述或提到的摩擦离合器。
背景技术
这样的摩擦离合器主要考虑用于机动车的动力传动系中,并且在绝大多数情况下具有一相对于壳体不可扭转的、但在轴向上能有限地移动的压紧盘,其中,在壳体和压紧盘之间设置有至少一个碟形弹簧,所述碟形弹簧在轴向方向上远离壳体地对压紧盘加载。设置在该摩擦离合器中的再调节装置保证了碟形弹簧的一个至少近似恒定的夹紧状态并且因此也保证了在装配到动力传动系中的摩擦离合器的使用寿命中压紧力近似相等。
发明内容
本发明的目的在于提出一种开头所述类型的摩擦离合器,该摩擦离合器本身的制造及其部件的制造可以简单地且成本有利地进行,其中,这些部件也应该是可尽可能简单地定尺寸的,以保证摩擦离合器的优化的功能。另一个目的在于提出一些摩擦离合器,至少在分离离合器从动盘之后,这些摩擦离合器在碟形弹簧舌片的分离行程(Ausrückweg)中并且在考虑到可能的制造公差或者偏差的情况下、以及在摩擦离合器的使用寿命中或者在摩擦离合器的磨损中具有尽可能低的和/或尽可能恒定的分离力变化曲线。也应当在最大可能的分离行程中和在离合器的使用寿命中避免不可靠的或者不希望的力上升,该力上升可能不利地影响到再调节装置的功能。
开头所述类型的摩擦离合器具有在壳体和碟形弹簧之间起作用的再调节装置,该调节装置保证至少部分地对在该摩擦离合器装配于动力传动系中时与压紧盘配合作用的离合器从动盘的至少摩擦片磨损进行补偿,其中,该碟形弹簧可相对于一由壳体支撑的环状支撑座摆动并且通过弹簧器件在轴向上向着该支撑座的方向被加载力,在该摩擦离合器中,本发明的基本目的主要通过以下方式实现:对碟形弹簧在轴向上加载力的弹簧器件至少包括以下弹簧元件:
板簧式器件,该器件一方面与所述壳体连接,另一方面与所述压紧盘连接,并且至少在所述摩擦离合器的装配状态下具有预紧力,该预紧力在轴向上向着所述碟形弹簧的方向对压紧盘进行加载,其中,随着摩擦片磨损的增加,由所述板簧式器件施加在所述压紧盘上的轴向力合乎趋势地增加,
碟形弹簧式的传感器弹簧,该传感器弹簧符合作用地在壳体和碟形弹簧之间被弹性地夹紧并且在轴向上向着所述支撑座的方向对所述碟形弹簧进行加载,
至少一个附加弹簧器件,该附加弹簧器件符合作用地在壳体和碟形弹簧之间被弹性地夹紧并且在轴向上向着所述支撑座的方向对所述碟形弹簧进行力加载,其中,所述附加弹簧器件在所述碟形弹簧为了分离所述摩擦离合器而摆动时以及在摩擦片的磨损增加时符合趋势地具有上升的力变化曲线。
在摩擦离合器的使用寿命中,至少所述压紧盘和所述碟形弹簧至少由于所述摩擦片磨损而能够发生相对于所述壳体的轴向移动,使得所述板簧式器件、所述传感器弹簧和所述附加弹簧器件的夹紧状态发生变化。所述再调节装置也起到以下作用:根据出现的摩擦片磨损使碟形弹簧的支撑座轴向地移动。
有利的是,由所述传感器弹簧轴向地施加在所述碟形弹簧上的支撑力的引入至少近似在碟形弹簧和压紧盘之间的支撑装置的径向高度上进行。但是对于一些应用场合而言同样有利的是,该引入位置在碟形弹簧的一个另外的直径区域上进行,例如至少近似地在所述支撑座的径向高度上进行,但是要么在该支撑座的径向外部要么在该支撑座的径向内部进行。在在支撑座的高度上进行力引入时,不会通过传感器弹簧在碟形弹簧中引入任何扭矩。在支撑座径向外部进行力引入时,传感器弹簧在碟形弹簧中引入一扭矩或力,该扭矩或力与碟形弹簧起相反作用。当传感器弹簧支撑在支撑座的径向内部时,会在碟形弹簧中引入一扭矩或力,由此在摩擦离合器的闭合方向上实现对碟形弹簧的支持。
此外适宜的是,由所述附加弹簧器件施加在所述碟形弹簧上的轴向力的引入在所述支撑座的径向内部进行。然而,附加弹簧的力引入也可以在碟形弹簧的一个其他的径向区域中进行,更确切地说以与关于传感器弹簧所述的方式类似的方式进行。但是可能特别有利的是,由所述传感器弹簧和所述附加弹簧器件轴向地施加在所述碟形弹簧上的支承力以环状的支撑座为参考在不同的径向侧上进行。因此,通过传感器弹簧的所述力引入例如可以在支撑座的径向外部进行,而通过附加弹簧器件的所述力引入可以在支撑座的径向内部进行。通过这样的布置,至少能够实现以支撑座为参考的对通过传感器弹簧和附加弹簧器件引入到碟形弹簧中的扭矩的一定程度的补偿。
有利的是,附加弹簧器件可以通过优选由钢制成的构件形成,该构件具有环形区域,径向延伸的、具有弹簧特性的臂从所述环形区域伸出,这些臂轴向地对所述碟形弹簧进行加载。优选的是,这些臂以环形区域为参考径向向外地指向。所述环形区域可以在轴向上间接地或直接地支撑在所述离合器壳体上。所述环形区域的支撑可以以简单的方式借助附加臂进行,所述附加臂同样从所述环形区域伸出并且用于使所述附加弹簧器件支撑在所述壳体上。如果需要,附加臂同样可以具有一定的减振或弹簧特性。
有利的是,所述环形区域、起弹簧作用的臂和所述附加臂一体地构造。
附加弹簧器件相对于壳体的支撑可以以简单的方式通过卡口式锁紧连接来实现,其中,为了形成该卡口式锁紧连接,所述附加臂可以具有相应地构造的区域。通过轴向上推套附加弹簧器件并通过使该附加弹簧器件相对于壳体扭转,可以建立卡口式锁紧连接或卡口式连接。附加臂可以借助设置在壳体上的支撑区域轴向地被支撑。附加弹簧器件的附加臂可以轴向地指向并且悬挂在所述离合器壳体的相应地适配的区域上。
但是,附加弹簧器件的附加臂可以以与起弹簧作用的臂类似的方式构造或定向。因此,这样的附加臂同样可以从环形的、封闭的区域径向向外地延伸并且通过预紧力轴向地支撑在由壳体承载的支撑区域中。在这类设计形式中可能有利的是,在圆周方向上看,起弹簧作用的臂和附加臂更替地或交替地设置,其中,在圆周方向上看,在两个附加臂之间还可设置至少两个起弹簧作用的臂。在附加弹簧器件的这类设计形式中,附加臂和需要时与这些臂连接的、封闭的环形区域也可以具有一定的弹簧特性。固定在壳体上的螺栓可以用于支撑所述附加臂,这些螺栓轴向地穿过碟形弹簧的开口延伸。这类螺栓具有用于附加臂的支撑区域,例如螺栓头形式的支撑区域。用于附加臂的轴向支撑器件同样可以用作碟形弹簧式的传感器弹簧的支撑器件。
通过按本发明将弹簧器件布置在带有再调节装置的摩擦离合器中,该再调节装置在壳体和碟形弹簧之间起作用,可以增大在摩擦离合器分离中的空程安全性
,更确切地说因为从再调节点或者说再调节位置-在该再调节点或者说再调节位置中通过再调节装置补偿存在的摩擦片磨损-起,对碟形弹簧向着壳体侧的摆动支承施加的合力变大。该合力在按开头所述类型的摩擦离合器中在绝大多数情况下通过位于摩擦片之间的片弹簧、位于壳体和压紧盘之间的板簧式器件和至少一个轴向地支撑该碟形弹簧的储能器来产生,该储能器可以构造成膜片式的。在通过压紧盘释放离合器从动盘时,所述片弹簧在压紧盘上的作用消失。在该释放点上或者说在与该分离点相邻的分离区域内部,摩擦片磨损可以通过激活再调节装置来补偿。这在开头所列的现有技术中有详细描述,因此要明确的是,结合本发明可使用的再调节装置的功能和可能设计方案参照该文献的公开内容,使得在本申请中无需有关于此的任何详细描述。
通过使用按本发明的、轴向地支撑碟形弹簧的弹簧元件,该弹簧元件至少在一个在由压紧盘分离离合器从动盘之后余留的残余分离行程中具有递增的力变化曲线,由此保证:至少在该残余分离行程中,轴向地支撑该碟形弹簧的、即向着盖侧的支撑座施加的合力变大,由此也能够相应地使作用在碟形弹簧舌片尖端上的分离力变大,更确切地说尤其是在分离行程的终端区域中,而不会进行不期望的再调节,即不能归因于磨损的再调节。
根据弹簧元件的按本发明的组合的应用,作用在碟形弹簧上的总支撑力在摩擦离合器的由磨损引起的调节位移中具有一个实际上恒定的或稍微上升的力变化曲线,该总支撑力向着盖侧的支撑座或摆动支承装置对碟形弹簧加载并且在摩擦离合器分离时轴向地支撑该碟形弹簧,因此该碟形弹簧能够在支撑座的径向区域中摆动。该力变化曲线可以借助附加弹簧器件产生,该附加弹簧器件在碟形弹簧的分离行程和碟形弹簧的用于摩擦补偿的轴向移动路程中具有一个递增的、即增加的力变化曲线。附加的、板簧式器件可以这样地隔挡在壳体和压紧盘之间,使得所述板簧式器件在摩擦离合器的分离行程中——这也意味这在压紧盘在分离方向上的移动中——具有递减的、即减小的力变化曲线。该板簧式器件的和与其平行地作用的附加弹簧器件的弹性特征在此可以这样地相互协调,使得由它们产生的、作用在碟形弹簧上的合力的变化曲线在压紧盘相对于壳体的可能的分离行程中实际上保持恒定。这种协调在使用传感器弹簧的情况下是有利的,该传感器弹簧施加为使碟形弹簧可摆动地保持在壳体上所需的力的主要分量。
对于设置在碟形弹簧和离合器壳体之间的再调节装置的再调节功能,可能特别适宜的是,在摩擦片磨损时使摩擦离合器分离所需的力变化曲线变大,由此可以保证:至少在分离力变化曲线的小范围中产生一个力,该力引起在轴向上被弹簧加载的支撑座的小的轴向移动。该小的轴向移动能够使再调节装置对出现的磨损进行补偿。有利的是,该碟形弹簧可以具有一个特征变化曲线,该特征变化曲线保证在被弹簧加载的支撑座的移动期间使碟形弹簧摆动所需的力减小。通过这样设计的碟形弹簧可以保证,在存在摩擦片磨损时始终能够在从两侧轴向地作用在碟形弹簧上的力之间重新调节出平衡。有利的是,碟形弹簧至少在分离行程区域的一部分中、尤其是在进行再调节的区段中具有一个减小的力位移特征曲线。
附图说明
本发明的其它特征或者适宜的扩展方案以及优点从下面的附图说明中得出。
本发明借助这些图详细地阐述。在此示出:
图1以半边剖视图示出按本发明的摩擦离合器;
图2示出摩擦离合器的视图,但不带压紧盘;
图3示出用于按图1和2的摩擦离合器的以放大尺寸示出的附加弹簧器件;
图4示出摩擦离合器的另一个按本发明的结构形式的剖视图;
图5示出按图4的摩擦离合器的视图,但不带压紧盘;
图6示出用于按图4和5的摩擦离合器的以放大尺寸示出的附加弹簧器件;
图7示出附加弹簧器件和碟形弹簧式的传感器弹簧的相互关系的设计形式,该设计形式可以例如用于按图1和2的摩擦离合器设计形式中;和
图8至图11示出摩擦离合器的剖视图和具有用于这些按本发明构造的摩擦离合器的各种弹簧器件的功能特征曲线的图表。
具体实施方式
在图1和2中示出的摩擦离合器1具有一壳体2和一与该壳体不可扭转地连接的、但在轴向上能有限地移动的压紧盘3。一压紧碟形弹簧4在轴向上夹紧在压紧盘3和壳体2之间,该压紧弹簧可围绕一由壳体2承载的、环状的、用作支撑座5的摆动支承装置摆动并且向着与壳体2不可扭转地连接的相对压盘(例如飞轮)的方向对该压紧盘3加载,由此可将摩擦离合器的摩擦片夹紧在压紧盘3的摩擦面和相对压盘的摩擦面之间。
压紧盘3通过指向圆周方向或相切地指向的板簧9与壳体2不可扭转地连接。与离合器1配合作用的离合器从动盘优选具有所谓的摩擦片弹簧段,这些摩擦片弹簧段保证在摩擦离合器接合时扭矩逐渐地增加,其方式是这些摩擦片弹簧段能够通过离合器从动盘的两个摩擦片在相互叠加的方向上的有限的轴向移动使得作用在这些摩擦片上的轴向力逐渐上升。
在所示的实施例中,该碟形弹簧4具有一用于施加压紧力的环形基体4a,一径向向内延伸的操作舌片4b从所述环形基体伸出。该碟形弹簧4在此这样地安装,即,该碟形弹簧通过位于径向更外部的区域6对压紧盘3进行加载,并且能通过位于径向更内部的区域7绕支撑座5翻转。
除了板簧式的弹簧器件9之外,另外的弹簧器件10和11在壳体2和压紧盘3之间作用。该另外的弹簧器件10在此构造成蜘蛛网状的并且在壳体2和碟形弹簧4之间这样地被夹紧,使得该另外的弹簧器件在碟形弹簧4上施加一轴向力,该轴向力向着壳体2的方向压迫碟形弹簧4并且由此也将碟形弹簧4压靠在支撑座5上。为此,附加弹簧器件10轴向地支撑在壳体2上并且通过舌片形的区域12对碟形弹簧4进行加载。
如图3所示,蜘蛛网状构造的另外的弹簧器件10具有一在圆周方向上封闭的、例如环状构造的区域13,所述舌片形的区域12从所述环状构造的区域13径向向外地延伸。在圆周方向上看,支撑臂14、15设置在舌片形的区域12之间。在所述另外的弹簧器件10装配在摩擦离合器1中的状态下,这些臂14、15支撑在由壳体承载的支撑区域上,这些支撑区域在按图2的摩擦离合器设计方案中通过间隔销16构成。这些间隔销16与壳体2铆接并且在轴向上延伸穿过碟形弹簧4。为此,该碟形弹簧4具有相应的切口。这些间隔销16具有头形的突起部或加宽部17,这些臂14、15轴向地支撑在该突起部或加宽部17上。在所述另外的弹簧器件10的装配中,该另外的弹簧器件起弹簧作用地被夹紧,以施加碟形弹簧4所需的支撑力。有利的是,不但舌片形的区域12而且所述臂14、15具有弹簧弹性的特性。所述封闭的区域13也可以用于产生希望的弹性特征。如图3所示,在另外的弹簧10的所示实施例中,在臂14、15的径向内部设置有径向向外指向的切口18,因此所述封闭的区域13在圆周方向上具有一曲折形的走向。
为了装配另外的弹簧器件10,可以首先仅将三个间隔销16与壳体2铆接,从而通过将轴向预紧的所述另外的弹簧器件10轴向地放入到壳体2中并且扭转该另外的弹簧器件10首先使臂14与间隔销16的支撑区域17形成接触。也就是说,实际上在壳体2和另外的弹簧器件10之间实现卡口式连接。
随后可以将另外三个间隔销16与壳体2铆接,臂15可以通过预紧支撑在所述另外三个支撑销16上。通过臂15同时保证壳体2和另外的弹簧器件10之间的抗扭转。为此,臂15的端部区域相应地适配于间隔销16的直径。
如图1和2所示,摩擦离合器1还具有一附加的弹簧器件11,该附加的弹簧器件在下面称为碟形弹簧式的传感器弹簧11。该碟形弹簧式的传感器弹簧11具有一环状的基体19,径向向外延伸的舌片20从该基体伸出。这些舌片20通过轴向预紧支撑在碟形弹簧4的位于更外面的区域6上。该轴向预紧通过碟形弹簧式的传感器弹簧11的夹紧的安装位置来保证。该夹紧的安装位置通过碟形弹簧式的传感器弹簧11在间隔销16上的支撑实现。为此,碟形弹簧式的传感器弹簧11在径向内部可以具有相应的臂或悬臂,这些臂或悬臂例如与间隔销16的支撑头17配合作用。该碟形弹簧式的传感器弹簧11能够以关于另外的弹簧器件10所描述的方式类似的方式借助卡口式装配与壳体2组装起来。
在另外的弹簧器件10和碟形弹簧式的传感器弹簧11的装配或部分装配之前,必须如图1和2所示的那样首先将碟形弹簧4放入到壳体2中。
图4和5中所示的摩擦离合器101具有与按图1和2的摩擦离合器1基本相同的结构。碟形弹簧104同样可相对于支撑座105摆动地支承在壳体102中。该碟形弹簧104的轴向支撑又借助板簧109、另外的弹簧器件110和碟形弹簧式的传感器弹簧111实现。按图4和5的离合器设计方案与按图1和2的设计方案的主要区别在于另外的弹簧器件110的设计及其在壳体102上的支撑。
从图6可看到,另外的弹簧器件110具有一环形基体113,径向向外指向的舌片性的区域或臂112从该基体中伸出。这些舌片形的区域112以与舌片形的区域12相似的方式支撑摩擦离合器101的碟形弹簧104。
从图6还可看到,轴向指向的舌片114成形在环形基体113的径向外部区域上。在此,这些舌片114沿着圆周方向设置在舌片形的区域112之间。在所示的实施例中,设置有三个这类舌片114。这些舌片114用于将另外的弹簧器件110支撑在壳体102上。
另外的弹簧器件110和壳体102之间的连接借助一插拔/旋转连接,即卡口式连接实现。
为了形成所述插拔/旋转连接,舌片114形成悬挂区域120,这些悬挂区域在此通过在舌片114中设置圆周切口121来形成。这些悬挂区域120与壳体2的支撑区域122配合作用,如其从图5中可看到的那样。优选的是,支撑区域122可以与壳体102构造成一体。这些支撑区域122可以例如通过与壳体102一体地构造的短臂122形成。这些单独的短臂122可以在径向内部通过环形的、封闭的区域相互连接。该环形的、封闭的区域可以轴向与环形基体113邻接地设置。支撑区域122可以以与结合DE 4345215B4的图12所描述的方式相似的方式来制造和设计。
在图7中示出了碟形弹簧式传感器弹簧211和附加弹簧器件210的相互关联的设计方案。通过这样相互关联地制造这两个弹簧元件210和211,可以显著地简化相应的摩擦离合器的装配。
由图7可知,碟形弹簧式的传感器弹簧211和另外的弹簧器件或附加弹簧器件210通过在轴向上软弹性的连接区段212连接。为了保证连接区段212的软度,这些连接区段在径向上具有曲折形地延伸的区域213以及扭转区域214,这些连接区段借助所述区域213以及扭转区域214与相应的弹簧元件210和/或211连接。
如结合在图8中示意性地示出的摩擦离合器1和按图9、10和11的三个与图8对应的图表可得知的,另外的弹簧器件10这样地构造并且被夹紧地安装,使得该另外的弹簧器件10在摩擦离合器1分离时在轴向上根据分离行程向着壳体2的方向对该碟形弹簧4加载,而且也至少在压紧盘3的抬起行程中具有递增的力变化曲线。后者意味着,在压紧盘3的抬起行程上看或者在碟形弹簧4绕支撑座5的摆动角上看,由另外的弹簧器件10施加在碟形弹簧4上的轴向力至少在部分区域上优选在压紧盘3的整个抬起行程或者碟形弹簧4的摆动角上变大。
如从按图9的图表可看到的那样,板簧9同样通过轴向夹紧隔挡在壳体2和压紧盘3之间。板簧9的夹紧在此这样地进行,即:在压紧盘3的抬起行程上看,由板簧9施加在压紧盘3上的并且由此也施加在碟形弹簧4上的轴向力在压紧盘3的抬起行程方向上逐渐减小,也就是说变小。但是随着摩擦片磨损的增加,板簧9的夹紧力增加,从而由该板簧施加的轴向力也变大。由另外的弹簧器件10在碟形弹簧4上产生的轴向力同样也随着摩擦盘的摩擦片磨损的增加而增大,如从按图11的图表所示的那样。
图10示出了碟形弹簧式的传感器弹簧11的可能的力位移特征曲线。从按图10的图表可看出,随着离合器从动盘摩擦片磨损的增加,由碟形弹簧式的传感器弹簧11施加在碟形弹簧4上的轴向力变小,即逐渐减小。
弹簧元件9、10和11的力位移特征曲线这样地相互协调,即:由碟形弹簧式的传感器弹簧11施加的轴向力在离合器从动盘摩擦片磨损出现的减小至少部分地通过由板簧9和另外的弹簧器件10施加的轴向力在此发生的的增加来补偿,这些轴向力同样作用在碟形弹簧4上。
该实施例不应理解为对本发明的限制。大量的变化和变型都落在本发明的范围内,尤其是这样的变化和变型,它们可以通过单个的组合或变化与在发明内容和附图描述以及权利要求书中所述的和在附图中含有的特征或元件或方法步骤结合来形成。
附图标记清单
1摩擦离合器 3压紧盘
2壳体 4压紧碟形弹簧
4a环形基体 6位于外部的区域
4b操作舌片 7位于内部的区域
5支撑座 9板簧
10+11附加弹簧器件
12舌片形的区域
13区域
14+15支撑臂
16间隔销
17支撑区域
18切口
19基体
20舌片
101摩擦离合器
102壳体
104碟形弹簧
105支撑座
109板簧
110弹簧器件
111传感器弹簧
112舌片形的区域
113环形基体
114舌片
120悬挂区域
121圆周状的切口
122支撑区域
210附加弹簧器件
211传感器弹簧
212连接区段
213曲折形延伸的区域
214扭转区域