CN104364542A - 自行补偿调节的摩擦离合器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种摩擦离合器，具有：对压板；与所述对压板连接的盖；挤压板，所述挤压板借助于板簧与所述盖抗扭转地连接且能轴向地抵抗所述板簧的作用、轴向地相对于所述对压板移位；碟形弹簧，所述碟形弹簧在摩擦离合器处于闭合时的运行点上以闭合力朝向所述对压板对所述挤压板加载，所述碟形弹簧支撑在所述盖上并且在所述摩擦离合器被操纵时在碟形弹簧舌部上的所述闭合力消除的情况下轴向地沿着分离行程以分离力被操纵；离合器从动盘，具有能在对压板和挤压板之间夹紧的、遭受磨损的摩擦衬；补偿所述磨损的补偿调节装置，所述补偿调节装置具有布置在盖和碟形弹簧之间的传感器弹簧，所述传感器弹簧根据由于磨损而提高的分离力而在轴向上退让并且释放布置在碟形弹簧与盖之间的斜坡系统的、在对置的侧上在周向上被预压紧的调整环，所述斜坡系统用于补偿所述碟形弹簧的由于磨损而待补偿调节的止挡。为了在大的分离行程上通过相对于最大分离行程增大不期望的补偿调节的超程而实现没有摩擦离合器的不希望的补偿调节，所述传感器弹簧的相对于所述碟形弹簧起作用的传感器弹簧力在所述分离行程上以上升的方式设置。

Description

自行补偿调节的摩擦离合器

技术领域

本发明涉及一种摩擦离合器，具有：对压板；与所述对压板连接的盖；挤压板，所述挤压板借助于板簧与所述盖抗扭转地连接并且能轴向地抵抗所述板簧的作用、轴向地相对于所述对压板移位；碟形弹簧，所述碟形弹簧在摩擦离合器处于闭合时的运行点上以闭合力相对所述对压板对所述挤压板加载，所述碟形弹簧支撑在所述盖上并且在所述摩擦离合器被操纵时在碟形弹簧舌部上的所述闭合力消除的情况下轴向地沿着分离行程以分离力被操纵；离合器从动盘，具有能在对压板和挤压板之间夹紧的、遭受磨损的摩擦衬；以及补偿所述磨损的补偿调节装置，所述补偿调节装置具有布置在盖和碟形弹簧之间的传感器弹簧，所述传感器弹簧根据由于磨损而提高的分离力而在轴向上退让并且释放布置在碟形弹簧与盖之间的斜坡系统的、在对置的侧上在周向上被预压紧的调整环，所述斜坡系统用于补偿所述碟形弹簧的由于磨损而待补偿调节的止挡。

背景技术

此类摩擦离合器是所谓的受力控制的自行补偿调节的摩擦离合器。这意味着：分离力随着磨损增加而增大，并且与所述分离力相关地以预先给定的阈值进行补偿调节。这类摩擦离合器很早已由例如DE 42 39 289 A1已知。所设置的碟形弹簧在未被操纵的状态下相对于对压板预压紧所述挤压板，从而使得在构成一方面离合器从动盘的摩擦衬与另一方面对压板及挤压板的摩擦配合的情况下形成强制闭合的(常闭的)摩擦离合器。在此，碟形弹簧在挤压板与盖之间预压紧并且由此形成在摩擦离合器未被操纵的状态下的运行点上的、影响闭合力和分离力的定位角。分离行程上的分离力在此由在两个摩擦衬之间起作用的衬弹簧力、在挤压板从对压板打开的状态下为了调节空气隙而起作用的板簧力以及碟形弹簧力得出。为了调节碟形弹簧的定位角和运行点，在盖上设置有一止挡，该止挡是补偿调节装置的部件并且包含一斜坡系统，该斜坡系统由一在周向上例如通过弹簧预压紧的调整环形成，所述调整环具有沿周向布置的、上升的斜坡和设置在盖上的、与这些斜坡互补的对应斜坡。此外，该补偿调节装置包含一传感器弹簧，该传感器弹簧在碟形弹簧的另一侧面上在碟形弹簧和盖之间例如在轴向上跨越或穿过所述传感器弹簧的止挡铆钉上被压紧。在新状态或新补偿调节后的状态下，碟形弹簧处在相对于所述盖的预先给定的定位角上，并且，分离力这样地设计，使得传感器弹簧基本上处于刚性状态。如果在摩擦衬上出现磨损，那么挤压板在摩擦离合器的闭合状态下朝对压板的方向移位并且碟形弹簧改变它的定位角，该碟形弹簧的碟形弹簧舌部立起。因为杠杆比的该改变，分离力持续增大，使得在预先给定的分离力下，传感器弹簧弹性地移位，从而，碟形弹簧离开该碟形弹簧的由调整环形成的、相对于盖的止挡，或者至少减小预紧力，使得调整环可以扭转，直至达到由碟形弹簧引起的新的、闭锁该扭转的预紧力。在此情况下，调整环通过借助于它的斜坡在对应斜坡上的扭转在轴向上移位并且产生一补偿所述磨损的、在轴向上朝对压板的方向移位了的、相对于碟形弹簧的止挡，该止挡基本上再次建立在该摩擦离合器的新状态下的原始定位角。

碟形弹簧的特性曲线的典型构造具有设置在运行点区域中的分离力最大值、在分离行程增加时下降并且接着又上升的分离力，如果在可调的分离行程中碟形弹簧力这样增大使得传感器弹簧退让，则该典型构造带来发生不希望的补偿调节的风险。为了阻止这类不希望的补偿调节，在考虑要维持的安全性因素的情况下(这些安全性因素例如负责构件安置和随使用寿命改变的参数)，碟形弹簧的特性曲线根据影响力平衡的力例如传感器弹簧力、衬弹簧力、板簧力和诸如此类的力来这样设计：使得在最大分离行程与该摩擦离合器的不希望的补偿调节之间形成一预先给定的超程。

发明内容

因此，本发明的目的是，提供一种此类摩擦离合器，其具有提高的超程和/或改善的分离力特性，该改善的分离力特性具有改善的分离力最小值。

该目的通过具有权利要求1的特征的摩擦离合器来实现。在此，从属权利要求列举了有利的实施方式。

根据本发明的构思，提出一种摩擦离合器，具有：对压板；与所述对压板连接的盖；挤压板，所述挤压板借助于板簧与所述盖抗扭转地连接并且能轴向地抵抗所述板簧的作用、轴向地相对于所述对压板移位；碟形弹簧，所述碟形弹簧在摩擦离合器处于闭合时的运行点上以闭合力朝向所述对压板对所述挤压板加载，所述碟形弹簧支撑在所述盖上并且在所述摩擦离合器被操纵时在碟形弹簧舌部上的所述闭合力消除的情况下轴向地沿着分离行程以分离力被操纵；离合器从动盘，具有能在对压板和挤压板之间夹紧的、遭受磨损的摩擦衬；以及补偿所述磨损的补偿调节装置，所述补偿调节装置具有布置在盖和碟形弹簧之间的传感器弹簧，所述传感器弹簧根据由于磨损而提高的分离力而在轴向上退让并且释放布置在碟形弹簧与盖之间的斜坡系统的、在对置的侧上在周向上被预压紧的调整环，所述斜坡系统用于补偿所述碟形弹簧的由于磨损而待补偿调节的止挡，其中，传感器弹簧的相对于碟形弹簧起作用的传感器弹簧力在分离行程上以上升的方式设置。通过传感器弹簧的在分离行程上上升的特性曲线可以使分离力与传感器弹簧力之间的交点与具有水平特性曲线的传感器弹簧相比以足够的安全裕量设置在一大于最大分离行程的分离行程区域中，而不改变碟形弹簧特性曲线、衬弹簧特性曲线、板簧特性曲线和杠杆比。以该方式在摩擦离合器在其它方面的设计不变的情况下获得相对于交点的超程，该超程标志不希望的、不处于运行点区域中的补偿调节。以该方式可以在常规设计的摩擦离合器中获得安全性利益。

所述传感器弹簧的在分离行程上上升的特性曲线可以以有利的方式借助于具有常见的传感器弹簧特性曲线的传感器弹簧例如具有碟形弹簧特征地获得，其方式是，在分离行程上设置碟形弹簧和盖之间的传感器弹簧的缩短的杠杆长度。在此情况下已证实有利的是：关于传感器弹簧的力边缘区域中的杠杆支点而言的杠杆长度的调整通过改变传感器弹簧相对于碟形弹簧和/或盖的支承面来进行。为此，贴靠面中的至少一个贴靠面凸球状地构造，从而使得在碟形弹簧相对于传感器弹簧相对移位时，基于它们不同的夹紧半径，在传感器弹簧相对碟形弹簧的作用直径改变进而杠杆几何尺寸改变的情况下传感器弹簧借助于相应的凸球部在碟形弹簧上和/或盖上滚动。在此情况下，优选通过传感器弹簧和碟形弹簧之间的凸球部在分离行程上实现杠杆改变。传感器弹簧和盖之间的凸球部可以辅助地设置并且在特殊情况下仅设置用于传感器弹簧在分离行程上的杠杆改变。

一个或两个贴靠面的凸球部在一优选的实施方式中可以是圆形的并且至少具有大于等于10mm、优选大于等于20mm的半径。替换地，这些贴靠面可以椭圆形地、抛物线形地、以自由形状地或以类似的方式构造。

在该摩擦离合器的调整后的力平衡中，由在摩擦衬之间起作用的衬弹簧力、板簧的抵抗闭合力起作用的板簧力和传感器弹簧力所形成的传感器合力朝最大分离行程的方向具有基本上水平的或上升的渐近，通过所提出的传感器弹簧可以以特别有利的方式呈现该渐近。已证实有利的是：传感器弹簧力在分离行程上的平均上升大于等于百分之五。

附图说明

本发明根据在图1至图9中所示的实施例来详细阐释。附图中：

图1示出了穿过具有传感器弹簧的摩擦离合器的半剖图，传感器弹簧具有通过分离行程提高的传感器力；

图2示出了图1的摩擦离合器的细节；

图3在视图中示出了图1的传感器环；

图4至图7示出了在各种运行状态下的穿过相对图1的摩擦离合器略微改变的摩擦离合器的部分截图；

图8示出了用于表示常规的摩擦离合器和所提出的摩擦离合器的力平衡的曲线图；

以及

图9示出了在通过分离行程以不变的杠杆比和改变的杠杆比夹紧的传感器弹簧的传感器特性曲线的比较。

具体实施方式

图1在截面中示出了能绕转动轴线d转动地布置的摩擦离合器1的上半部，具有仅简要示出的对压板2和与该对压板固定连接的盖3，挤压板4借助于板簧5能轴向移动地且抗扭转地与该盖连接。在对压板2和挤压板4之间布置有仅部分示出的离合器从动盘8的摩擦衬6，所述摩擦衬具有在摩擦衬之间起作用的衬弹簧装置7。所述挤压板4借助于碟形弹簧9相对所述对压板2预压紧。为此，该挤压板支撑在盖3上的斜坡系统11的调整环10上。

在未被操纵的状态下，摩擦离合器1以预先给定的闭合力被闭合，该预先给定的闭合力由碟形弹簧的预紧力、逆着碟形弹簧起作用的衬弹簧装置7的预紧力和同样抵抗碟形弹簧9的预紧力起作用的板簧力组合而成。所述摩擦离合器1的操纵方式是，借助于未示出的分离系统，碟形弹簧舌部12在轴向上沿着转动轴线d朝对压板2的方向移位。在此情况下，碟形弹簧9在轴向上支撑在传感器弹簧13上。传感器弹簧13在盖3和碟形弹簧9之间支撑在与所述调整环10对置的侧上。为了构成在调整环10的相反方向上起作用的、传感器弹簧13可以支撑在它上面的对应支承件14，在盖3中在轴向上设置有穿过碟形弹簧9的铆接栓15，这些铆接栓在端部侧上具有相应的支撑面16。通过碟形弹簧9的预紧力的卸载，挤压板4被板簧5驱动离开对压板2，摩擦衬6与对压板2和挤压板4之间的摩擦锁合逐渐消除。在新状态中存在的力平衡的情况下，传感器弹簧13因为相应的设计而处于基本上刚性的状态。

所述摩擦衬6随着摩擦离合器1的运行持续时间增加而经历磨损，这导致：在摩擦离合器1的闭合状态中，挤压板4朝对压板2的方向偏移，并且因此，碟形弹簧9通过碟形弹簧舌部12的立起改变它相对于挤压板4的定位角。在此，由于改变的杠杆比，提高了在碟形弹簧舌部12上所需的分离力，以便从闭合状态下的运行点打开所述摩擦离合器1。为了在摩擦离合器1的使用寿命期间将所述分离力保持在可接受的范围内，设置有受力控制的、自行补偿调节的补偿调节装置17。为此，所述传感器弹簧13在存在待补偿调节的磨损的情况下在轴向上退让，使得所述碟形弹簧9在分离过程中使调整环10卸载。所述调整环10借助于未示出的弹簧装置在周向上被预压紧并且在与杠杆面相对置的端侧面上具有分布在圆周上的、上升的斜坡，这些斜坡与在所述盖3上设置的(例如压入或嵌入的)与这些斜坡互补的对应斜坡形成斜坡系统11。当调整环10在松驰的状态下扭转一预先给定的量直至通过所述碟形弹簧9重新闭锁时，调整环的杠杆面朝压板的方向移位，从而使得摩擦衬6的磨损得到补偿，并且，在摩擦离合器1闭合情况下碟形弹簧9基本上又占据新状态下的定位角。

在碟形弹簧9的典型特性曲线中，在摩擦离合器1闭合情况下的运行点上闭合力并且杠杆调整下分离力是大的、优选是最大的，并且在分离行程较大时首先下降然后又上升，根据该特性曲线必须在大的分离行程时避免意外的、非磨损引起的补偿调节过程，在该补偿调节过程中，挤压力重新变得像传感器弹簧13的传感器力那样大，该传感器弹簧由此因为大的分离力而重新退让并且通过碟形弹簧9的随同移动而使调整环10卸载。为此，根据本发明这样设计所述传感器弹簧13，使得该传感器弹簧的传感器力在分离行程上这样地上升，以致分离力和传感器力之间的交点在最大分离行程之外发生。为此，传感器弹簧13以如下方式设计，使得随着分离行程增大，和传感器弹簧13的转动支点之间的杠杆被减小。这通过如下方式实现，即，传感器弹簧13的相对于碟形弹簧9的贴靠面18凸球状地构造。

图2和图3在细节图和3D视图中示出了图1的传感器弹簧13。围绕环绕的力边缘19设置有向径向内部和径向外部扩展的并分布在圆周上的突头20、21、22。向径向外部扩展的突头20具有凸球状的贴靠面18，这些凸球状的贴靠面在所示的实施例中具有大于等于20mm的半径r。向径向内部扩展的突头21是传感器弹簧13的离心力配重，它们阻止传感器弹簧力由于转速而下降。突头22在径向上叉夹铆接栓15并且对于传感器弹簧13形成相对于盖3的防扭转保险(图1)。在操纵摩擦离合器1时(图1)，碟形弹簧9在传感器弹簧13的凸球状的贴靠面18上滚动，由此，随着分离行程增大，处于碟形弹簧9和传感器弹簧13的接触面与传感器弹簧13在力边缘中的转动支点D之间的杠杆l变短，使得传感器弹簧的有效作用的刚性增大。

由图4至图7，借助相对于摩擦离合器1略微地、但不是对本发明重要地改变的、在截面图中示出的摩擦离合器1a，该关系变得清楚，其中，仅仅示出了离合器压板而未示出对压板和离合器从动盘。

在图4中示出了在新状态中的闭合的摩擦离合器1a。在此，在碟形弹簧9a和传感器弹簧13a之间，在凸球状构造的贴靠面18a上出现和转动支点D之间的杠杆l₁，在预先给定的转矩M_SF的情况下该杠杆施加作用到所述碟形弹簧9a上的传感器弹簧力F_SF1。在打开的摩擦离合器1a的在图5中示出的新状态中，杠杆l₂的长度减小，使得传感器弹簧力F_SF2增大。因此，在达到最大分离行程时存在对于分离力和传感器力F_SF2的交点的充分超程，以便减少在这里所不希望的补偿调节。同时，通过传感器弹簧13a的上升的特性曲线，可以最小地设计在闭合的摩擦离合器1a的运行点上的、与碟形弹簧9a的闭合力相反作用并且因此减小该闭合力的传感器弹簧力F_SF1。

在图6中示出了在闭合状态下的具有补偿调节需要的摩擦离合器1a并在图7中示出了在打开状态下的情况。在此，杠杆l₃、l₄附加地减小，从而获得了提高的传感器弹簧力F_SF3、F_SF4。

图8的曲线图24示出了所述摩擦离合器1、1a与传统摩擦离合器相比的力关系，所述传统摩擦离合器具有传感器弹簧在碟形弹簧上的贴靠面的非凸球状构造。在此，分别以虚线示出关于摩擦离合器1、1a的分离行程s的、力F的力特性曲线，以实线示出传统的摩擦离合器的力特性曲线。这些摩擦离合器的设计基于分离力特性曲线25，该分离力特性曲线在这里在是摩擦离合器的新状态下的，具有与碟形弹簧的碟形弹簧特性曲线相关的走向，该走向具有设置在摩擦离合器闭合情况下的运行点的区域中的最大值并具有在最大分离行程s_max的区域中再上升的走向。为了避免在该运行点上的补偿调节过程，传统摩擦离合器的传感器弹簧力特性曲线26这样设计，使得该传统摩擦离合器在力最大值F_max处基本上构造为刚性的，传感器力因而基本上相当于分离力。基于传感器弹簧的非凸球状实施方案，该传感器弹簧的特性曲线基本上线性地延伸并且直接就在最大分离行程s_max之后与分离力特性曲线相交于交点S_k上。

传感器弹簧力特性曲线27通过它的在分离行程s上上升的形状(这通过图1至7的摩擦离合器1，1a的构形实现)允许交点S_n从最大分离行程s_max移位一个超程s_u。通过得到的超程s_u可以以在交点S_n上的较大的防补偿调节安全性来设计所述摩擦离合器1、1a。出于完整性要提到：有效的传感器弹簧力与衬弹簧装置和板簧力相关。由此获得合力在特性曲线28、29中示出。传感器弹簧13、13a的特性曲线29在此情况下作为朝最大分离行程s_max方向的基本上水平或上升的渐近线得到，而特性曲线28下降并且因此导致传感器弹簧力与分离力的早的交点S_k。

图9在曲线图30中示出了图1和图4的传感器弹簧13、13a的传感器弹簧力F_SF关于传感器弹簧行程s_SF的力特性曲线31、32。力特性曲线31示出了在没有杠杆缩短影响下的传感器力F_SF的特性，力特性曲线32示出了在杠杆最大缩短情况下的特性。通过沿着箭头33的力差ΔF得到在摩擦离合器1、1a被从摩擦离合器的闭合状态中的运行点B_g向该离合器的打开状态中的运行点B₀操纵期间传感器弹簧13、13a的由于杠杆缩短引起的实际的力增加。

附图标记列表

1     摩擦离合器

1a    摩擦离合器

2     对压板

3     盖

4     挤压板

5     板簧

6     摩擦衬

7     衬弹簧装置

8     离合器从动盘

9     碟形弹簧

9a    碟形弹簧

10    调整环

11    斜坡系统

12    碟形弹簧舌部

13    传感器弹簧

13a   传感器弹簧

14    对应支承件

15    铆接栓

16    支撑面

17    补偿调节装置

18    贴靠面

18a   贴靠面

19    力边缘

20    突头

21    突头

22    突头

23    贴靠面

24    曲线图

25    分离力特性曲线

26    传感器弹簧力特性曲线

27    传感器弹簧力特性曲线

28    特性曲线

29    特性曲线

30    曲线图

31    力特性曲线

32    力特性曲线

33    箭头

B₀    运行点

B_g    运行点

D     转动支点

d     转动轴线

F     力

F_max  力最大值

F_SF   传感器弹簧力

F_SF1  传感器弹簧力

F_SF2  传感器弹簧力

F_SF3  传感器弹簧力

F_SF4  传感器弹簧力

ΔF   力差

l     杠杆

1₁    杠杆

1₂    杠杆

1₃    杠杆

1₄    杠杆

M_SF   转矩

r     半径

S     交点

S_k    交点

S_n    交点

s     分离行程

s_max  最大分离行程

s_u    超程

s_SF   传感器弹簧行程

Claims (7)

1.摩擦离合器(1、1a)，具有：对压板(2)；与所述对压板连接的盖(3)；挤压板(4)，所述挤压板借助于板簧(5)与所述盖(3)抗扭转地连接并且能轴向地抵抗所述板簧(5)的作用、轴向地相对于所述对压板(2)移位；碟形弹簧(9、9a)，所述碟形弹簧在摩擦离合器(1、1a)处于闭合时的运行点(B_g)上以闭合力朝向所述对压板(2)对所述挤压板(4)加载，所述碟形弹簧支撑在所述盖(3)上并且在所述摩擦离合器(1、1a)被操纵时在碟形弹簧舌部(12)上的所述闭合力消除的情况下轴向地沿着分离行程(s)以分离力被操纵；离合器从动盘(8)，具有能在对压板(2)和挤压板(4)之间被夹紧的、遭受磨损的摩擦衬(6)；以及补偿所述磨损的补偿调节装置(17)，所述补偿调节装置具有布置在盖(3)和碟形弹簧(9、9a)之间的传感器弹簧(13、13a)，所述传感器弹簧根据由于磨损而提高的分离力而在轴向上退让并且释放布置在碟形弹簧(9、9a)与盖(3)之间的斜坡系统(11)的、在对置的侧上在周向上被预压紧的调整环(10)，所述斜坡系统用于补偿所述碟形弹簧(9、9a)的由于磨损而待补偿调节的止挡，其特征在于，所述传感器弹簧(13、13a)的相对于所述碟形弹簧(9、9a)起作用的传感器弹簧力(F_SF)在所述分离行程(s)上以上升的方式设置。

2.根据权利要求1所述的摩擦离合器(1、1a)，其特征在于，在所述分离行程(s)上设置有处于碟形弹簧(9、9a)和盖(3)之间的所述传感器弹簧(13、13a)的缩短的杠杆(l)。

3.根据权利要求2所述的摩擦离合器(1、1a)，其特征在于，所述传感器弹簧(13、13a)的在所述碟形弹簧(9、9a)上的贴靠面(18、18a)凸球状地构造。

4.根据权利要求2或3所述的摩擦离合器(1、1a)，其特征在于，所述传感器弹簧(13、13a)的在所述盖(3)上的贴靠面(23)凸球状地构造。

5.根据权利要求3或4所述的摩擦离合器(1、1a)，其特征在于，所述贴靠面(18、18a、23)中的至少一个贴靠面具有大于等于10mm、优选大于等于20mm的半径(r)。

6.根据权利要求1至5之一所述的摩擦离合器(1、1a)，其特征在于，由在所述摩擦衬(6)之间起作用的衬弹簧力、所述板簧(5)的抵抗所述闭合力起作用的板簧力和所述传感器弹簧力(F_SF)所形成的传感器合力向最大分离行程(s_max)的方向具有基本上水平的或上升的渐近。

7.根据权利要求1至6之一所述的摩擦离合器(1、1a)，其特征在于，所述传感器弹簧力(F_SF)在所述分离行程(s)上的平均上升大于等于百分之五。