CN104411990A - 摩擦离合器组件 - Google Patents

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Abstract

离合器片(10)包括第一片(11)和第二片(12)，第一片(11)具有围绕其周向边缘而施加的摩擦材料(14，15)。毂(20)用于连接到输出轴且具有毂凸缘(24)。第一片(11)和第二片(12)能够相对于彼此进行角位移，且通过至少两个驱动弹簧(30，31)联接。套筒(40)围绕驱动弹簧(30，31)各自的一部分延伸，以使驱动弹簧(30，31)各自的一部分(38)延伸出套筒(40)之外。套筒(40)介于弹簧(30，31)的径向外表面和由片(11，12)构成的相对支承面(57)之间。这种安装使得在弹簧(30，31)的压缩过程中，弹簧(30，31)能在套筒(40)内部相对套筒(40)移动，且套筒(40)能相对于片(11)和片(12)的支承面(57)移动。

Description

摩擦离合器组件
技术领域
本发明涉及一种摩擦离合器组件，主要在汽车领域使用，用于手动变速的轿车和卡车。本发明特别涉及离合器组件的离合器片，并且能够方便地就其涉及的这种应用来描述本发明。
背景技术
轿车或其他具有手动变速器的汽车的摩擦离合器组件或者“离合器”通常位于发动机和传动系统之间。组件通常包括几个相邻的环形片，环形片包括可由发动机输出(通常为曲轴)旋转驱动的飞轮，离合器片(另外也称从动盘)，以及由能量储存装置，例如一个或多个弹簧，偏压的压盘，将压盘向离合器片和飞轮偏压，以在飞轮和压盘之间夹紧离合器片。
离合器片的联接面与飞轮和压盘的相邻旋转联接面摩擦接合，允许离合器片将发动机产生的能量传递到驱动系的其他部分。然而，除非在驱动线路中存在某种形式的阻尼，以消散汽油或柴油内燃机的不规则脉冲，否则这些脉冲会产生有害的驱动线路噪音。
为防止发动机脉冲传递到齿轮箱，离合器片包括用于阻尼目的的驱动弹簧。驱动弹簧通常为螺旋弹簧。因此，典型的离合器片包括花键毂，该花键毂接纳花键轴以将发动机的旋转传递到齿轮箱或变速器。花键毂可刚性地或者具有一定角位移地连接到毂凸缘，以衰减怠速振动，并且毂凸缘夹在固定在一起的主片和侧片之间。当主片移动至通过固定到主片周向边缘的摩擦材料与发动机的飞轮接合时，驱动毂凸缘旋转。主片和侧片组件(以下简称“片组件”)与毂凸缘通过驱动弹簧连接，以限制它们之间的角位移。设置的角位移在车辆驱动模式下衰减扭转振动(相比于如怠速振动的其他振动)。
可用阻尼的量随着驱动弹簧长度的增加而增加。因此，为增加可用阻尼，毂凸缘和片组件之间的可用角位移量也必须增加。通常情况下，驱动弹簧为直弹簧，且在过去，通常会围绕花键毂等间隔设置3或4个弹簧。由于直螺旋压缩弹簧易于制造且因此价格低廉，优选使用直螺旋压缩弹簧。直驱动弹簧至今仍被优选使用是因为这种驱动弹簧不需要沿其长度引导以保持笔直，也能工作。这种设计相应的益处是弹簧不会摩擦离合器组件的其他部件，否则这种摩擦将会引起磨损并产生热量，这些都可能对离合器片的寿命不利。
当试图在毂凸缘和片组件之间提供更大的角位移时，使用直螺旋压缩弹簧作为驱动弹簧的益处不再存在。如上所述，螺旋弹簧的长度影响可获得的阻尼量。然而，随着直驱动弹簧长度的增加，弹簧载荷可移动，而不与弹簧轴线对齐，这可能降低弹簧的正常压缩力。实际情况下作用于离合器片的主片和侧片的毂凸缘可将弹簧压成梯形形状。
申请人先前已经认识到，在离合器片中采用弯曲驱动弹簧来增加驱动弹簧的长度，可以获得益处。然而，申请人还认识到，当使用弯曲驱动弹簧来传递发动机扭矩时，弹簧自然被迫径向向外，使其与离合器片的其他部件接合，包括离合器片壳体，使弹簧与那些部件摩擦。这种摩擦能引起发热，磨损，噪音，不稳定的扭矩阻尼和弹簧过早失效。
本发明目的是提供一种离合器片，相比于现有技术的离合器片，其在毂凸缘和片组件之间具有改进的角位移。
发明内容
根据本发明提供一种离合器片，该离合器片包括：
片组件，该片组件包括沿轴向间隔开的第一片和第二片，且具有从第一片延伸的环形边缘，摩擦材料组件施加至所述第一片上，以分别面向相反方向，
用于连接到输出轴的毂，
位于第一片和第二片之间并可由片组件驱动而旋转的毂凸缘，
毂可由毂凸缘驱动而旋转，
片组件和毂凸缘相对彼此可在预定范围内进行角位移，并通过至少两个驱动弹簧联接在一起，所述驱动弹簧围绕毂等距地布置，驱动弹簧为弯曲压缩螺旋弹簧，具有基本恒定的曲率半径且围绕毂同心地安装，驱动弹簧至少部分地位于第一片和第二片之间，驱动弹簧的每个端部分别与毂凸缘的支座和片组件的支座接合，驱动弹簧对片组件和毂凸缘之间的相对角位移施加偏压载荷，
套筒，该套筒围绕或沿每个驱动弹簧的长度的一部分延伸，以使每个驱动弹簧的一部分延伸出套筒或从套筒延伸，并且所述套筒介于弹簧的径向外表面和由片组件构成的相对支承面之间，弹簧能在套筒内相对于套筒移动，而套筒能相对于片组件的支承面移动。
本发明还提供了一种离合器，其中应用了以上描述的离合器片。
根据本发明的离合器片包括套筒，套筒能相对于片组件的支承面移动，还允许弹簧相对于套筒移动。这种两阶段的移动提供了一种独特的装置，其中套筒使弹簧免受离合器片其他部件的摩擦接合，但仍然允许使用弯曲驱动弹簧并并使其正常运行。
本发明的重要特征是，套筒提供了以上描述的两种形式的移动，即套筒本身能相对于片组件的支承面移动，并且驱动弹簧能相对于套筒移动。这两种形式的移动使套筒提供的效率最大化，并提供了一种现有技术中未知的独特装置。
以上讨论的两种形式的移动的益处包括，当驱动弹簧被压缩并从压缩伸展时，套筒与支承面接触并相对其滑动。作为一个例子，本发明的弯曲驱动弹簧，以本发明的某种形式，能具有通过30°弧的最大压缩。以此压缩量作为例子，在离合器片的驱动模式中驱动弹簧的一段(从动端)移动通过30°，相反端保持固定。弹簧的中间部分根据其与驱动弹簧从动端或相反端的接近程度而移动不同的量。
除了上述讨论的移动，当压缩驱动弹簧时，驱动弹簧每个单独的线圈都相对于相邻线圈移动。
通过使用以上所述套筒，当弹簧压缩时套筒随弹簧相对片组件移动。在弹簧移动30°的例子中，套筒能移动通过相同的弧度，并因此也经过30°弧度。在这种移动中，套筒将驱动弹簧和片组件分离，通过仔细选择套筒材料(本文稍后讨论)，该移动可以是低摩擦的。
而且，弹簧线圈在套筒内部相对于彼此移动，同样，通过仔细选择套筒材料，弹簧线圈的移动也可以是低摩擦的。套筒内部的线圈移动比弹簧相对片组件的整体移动小得多。例如线圈可朝向彼此或远离彼此移动1至3mm。
这种装置的益处是，能够避免弹簧和片组件之间的相对移动而产生的磨损，因为在弹簧和片组件之间没有接触。相反，在套筒和片组件之间存在低摩擦的滑动接合。而且，也可有利地选择套筒材料以使磨损和发热最少。
套筒内部，线圈和套筒之间的相对移动也是低摩擦，低磨损和低发热的。
套筒的使用还将减小或消除噪音和与弹簧相对于片组件移动相关联的振动，包括压缩和伸展过程中的抖动。
使用根据本发明的套筒还具有其他益处，特别是可以去除为了离合器片的安全过载而使用的止动销，并且可以由套筒替代它们的功能。因此，本发明的套筒可构成止动面，从而提供双重功能，既能允许采用弯曲驱动弹簧使得片组件和毂凸缘之间具有更大的角位移，又能不使用止动销。这种新的装置能够提供重要的益处。
为最大化套筒提供的益处，套筒的与驱动弹簧和片组件的支承面接触的每个表面都优选地由具有低摩擦系数的材料构成。套筒的其他优选特征包括，具有足够的硬度和强度以吸收弹簧的力和移动，并且能够处理由驱动弹簧和支承面的相对移动产生的热量，以及由离合器组件的其他部件产生的热量，包括由离合器片的摩擦材料摩擦飞轮和压盘产生的热量。合适的材料包括高温塑料，金属轴承材料例如青铜，白色金属或类似物，石墨/金属合金，石墨/青铜合金，铁或铜石墨合金，或者陶瓷。这些都是示例材料并不构成详尽罗列。
在根据本发明的套筒中，套筒的横截面通常是具有径向向内的开口端的U型。其它横截面形状也可选择应用。
每个套筒具有弯曲内表面，其以与弹簧线圈的外表面基本相同的曲率半径弯曲，使得在弹簧线圈的外表面和套筒的内表面之间存在紧密的面与面接触。这种接触可以通过任意合适的角度发生，例如弯曲内表面可从弹簧线圈的径向最外点在径向最外点的任一侧延伸至少45°，使得弯曲内表面总共延伸90°，或者其可以延伸至90°，使得弯曲内表面总共延伸180°。优选后一种装置以向弹簧和相邻的离合器片的部件和/或表面提供最大程度的保护。套筒可延伸超过上述弯曲部分，例如可以包括在套筒任一侧从弯曲部分延伸的直壁。
片组件的支承面可以是凹面，在本发明的某些形式中，支承面具有底部表面和一对发散壁表面。底部表面可基本相切于弹簧线圈的径向最外点而延伸，发散壁表面可从底部表面延伸约60°。在本发明的这种形式中，套筒的相对表面可构成为基本相同的形状，以使在套筒的外表面和支承面之间存在紧密的面与面接触。
支承面可部分地由第一片和第二片形成，即一个发散壁表面由第一片和底部形成，另一个发散壁表面由第二片形成，或者支承面可以对称方式形成，即第一片和第二片均形成发散壁表面和一部分底部表面。
在根据本发明的某些形式的离合器片中，每个驱动弹簧可由具有不同长度或基本相同长度的第一和第二弯曲螺旋弹簧构成。弹簧可以具有恒定的曲率半径且串联设置，第一和第二弯曲弹簧可以通过直弹簧分隔，该直弹簧的长度比第一和第二弯曲弹簧短，使得由第一和第二弯曲弹簧以及直弹簧构成的驱动弹簧具有基本恒定的曲率半径。每个弯曲弹簧相对于直弹簧具有较低的额定扭矩。例如，第一和第二弯曲弹簧均可具有6Nm/Deg的额定扭矩，而直弹簧可具有26Nm/Deg的额定扭矩。可选地，第一和第二弯曲弹簧均可具有3Nm/Deg的额定扭矩，而直弹簧可具有13Nm/Deg的额定扭矩。当然任意合适的额定扭矩均可使用，所以提供上述值仅用于说明目的。
在本发明的以上形式中，每个驱动弹簧的套筒可形成为两个套筒部分，第一套筒部分围绕或沿第一弯曲弹簧的长度的一部分设置，第二套筒部分围绕或沿第二弯曲弹簧的长度的一部分设置。套筒部分可以具有相等长度。
第一和第二套筒部分可包括向内延伸的凸起，凸起位于第一和第二弯曲弹簧的相对端与直弹簧之间，以将套筒部分相对于驱动弹簧定位。向内延伸凸起可夹在直弹簧的端部与第一和第二弯曲弹簧的相对端之间，以将套筒部分保持在适当位置，或者向内延伸凸起可位于弹簧相对端之间。例如，每个向内延伸凸起可包括插口或凸台，插口或凸台能延伸到直弹簧或弯曲弹簧中的一者或二者的内部，为了定位目的，凸起在直弹簧和弯曲弹簧之间延伸。使用向内延伸凸起可用于如上所述的套筒部分，或者用在本发明其它形式的其它形式套筒中。
在本发明以上所描述的形式中，第一和第二弯曲弹簧各自的一部分在第一和第二弯曲弹簧的远离直弹簧的端部处延伸出套筒部分之外。可将第一和第二弯曲弹簧压缩，以允许在片组件与毂凸缘之间具有角位移，直到延伸出套筒部分之外的弹簧部分完全容纳在套筒部分内部，在套筒部分内部的弹簧不可能发生进一步压缩。仅作为一个示例，在本发明的某些形式中，第一和第二弯曲弹簧均提供最大值约12°的压缩，但应当理解的是，可以根据需要通过合适的弹簧和套筒结构提供更大或更小的压缩。
直弹簧可随着第一和第二弯曲弹簧的压缩而压缩，但是因为直弹簧的额定扭矩大于第一和第二弯曲弹簧，第一和第二弯曲弹簧将先于直弹簧而开始压缩。直弹簧可提供最大值约6°的压缩，但是应当理解的是，也可根据需要提供更大或更小的压缩。
每个套筒部分的向内延伸凸起可包括支座，插口或凸台，并且每个凸起的相应支座可根据直弹簧的预定压缩而邻接对齐。通过本文中讨论这种和其它装置，通过这种支座装置，可以不再使用现有技术中的止动销。支座可在直弹簧的外部延伸或延伸到直弹簧内部，例如进入到直弹簧中心。
套筒部分在第一和第二弯曲弹簧的远离直弹簧的端部之前终止，且端部套筒可应用到第一和第二弯曲弹簧的远离直弹簧的端部。端部套筒在从第一和第二弯曲弹簧各自的套筒部分间隔开的位置处终止，以使第一和第二弯曲弹簧各自的一部分保持为可用于压缩。该间隔随着第一和第二弯曲弹簧的压缩而减小。可将套筒部分和端部套筒设置为接合或邻接以终止进一步的压缩。在本发明的这一形式中，止动销可以省略。可选地，也可使用止动销以使弹簧压缩在套筒部分与端部套筒邻接之前的位置处终止。
端部套筒还可提供远离直弹簧的弹簧端部的位置，以安置弹簧端部，使其不会相对于毂凸缘或片组件而滑动或进行其它移动。端部套筒可以应用本发明所有形式的驱动弹簧。
在本发明的可选形式中，每一个驱动弹簧可由第一弯曲弹簧和第二直弹簧构成，其中直弹簧的长度比弯曲弹簧相对短，弯曲弹簧的额定扭矩比直弹簧更相对低。以这种方式构成的驱动弹簧尽管包含了直弹簧，但仍保持基本恒定的曲率半径。每个驱动弹簧的套筒包括位于直弹簧和弯曲弹簧的相对端部之间的向内延伸凸起，以将套筒定位，并且弯曲弹簧的一部分在套筒的远离直弹簧的端部处从套筒延伸出，以用于压缩。
在本发明的这种形式中，第一弯曲弹簧能提供最大约20°的压缩，直弹簧能提供最大约10°的压缩。
上述本发明这种形式的直弹簧可具有在20至30mm范围内的长度。在本发明的一种形式中，其中单个弯曲弹簧与直弹簧结合，弯曲弹簧可具有在70至100mm范围内的长度，而在本发明的另一种形式中，其中一对弯曲弹簧与直弹簧结合，弯曲弹簧可具有在40至60mm范围内的长度。在所有这些例子中，弹簧的长度取决于离合器片的尺寸，并且给出的示例用于最大直径范围约为200至250mm的离合器片。
在本发明的另一种可选形式中，驱动弹簧均可分别由单个弯曲弹簧构成，且每个套筒均可设置在弹簧长度的基本中心位置，弹簧的相对两端从套筒延伸。从套筒延伸的弹簧的相对两端的长度可基本相等，并且套筒可通过向内延伸凸起固定到弹簧上，在某些形式中，凸起可包括能接纳弹簧线圈一部分(例如线圈的径向外部部分)的向内开口凹槽。
在本发明的另一种可选形式中，驱动弹簧可通过单个弹簧构成且每个套筒都可形成为两个套筒部分，每一套筒部分均从弯曲弹簧的相对两端向另一套筒部分延伸，但是在另一部分之前终止，使得驱动弹簧的一部分延伸出每个套筒部分。在本发明的这种形式中，延伸出每个套筒部分的驱动弹簧的部分可基本是弹簧的中心部分。
在本发明的另一种可选形式中，驱动弹簧可由具有基本相同的恒定曲率半径的第一和第二弯曲弹簧构成，其中相对于第二弹簧，第一弹簧可以是具有更高的额定扭矩的弹簧。在本发明的这种形式中，套筒可包括上述任意类型的向内延伸支座，第一和第二弯曲弹簧的相对端部抵靠上述支座而邻接以夹住套筒或将套筒定位在适当位置，并且第一和第二弯曲弹簧的相对端部从套筒延伸用于压缩。
在上述本发明的每个形式中，套筒可构成止动装置，用于终止驱动弹簧的压缩，或者可以以常规方式使用止动销。
附图说明
为了更全面的理解本发明，现在将参照附图描述一些实施例，其中：
图1为根据本发明的离合器片10的立体图。
图1a为图1所示离合器片的平面图。
图2为根据本发明的驱动弹簧装置的示意图。
图3示出了根据本发明的套筒装置的分解图。
图4为通过图1a的IV-IV截取的剖视图。
图5至图10为根据本发明的其他驱动弹簧装置的示意图。
具体实施方式
参照附图，示出了离合器片10。离合器片10包括主片11和侧片12，固定到主片11的多个端面区段13，以及固定到端面区段13的每个侧面的摩擦面14和15。将端面区段13固定到主片11上的技术是公知的。同样，将摩擦面14和15固定到端面区段13上的技术也是公知的。
离合器片10包括毂20，毂20包括内花键表面21。内表面21的尺寸能接纳连接到车辆变速器或齿轮箱的互补花键轴(未示出)。毂20和轴之间的花键连接允许轴相对于毂20沿轴向移动，但是当毂20旋转时，所述花键连接将轴限制为随毂20一起旋转。
图1包括一个剖面部分，示出了毂20还包括围绕毂20延伸的多个齿22，其与形成在毂凸缘24内的凹槽23啮合。每个齿22均容纳在凹槽23内，通过这种布置，毂20可旋转并相对于毂凸缘24通过有限的角位移，以如下所述那样，用于衰减振动的目的。
径向拉簧25的一端可锚定到铆钉26，铆钉26延伸穿过毂20的凸缘27，并且拉簧25的另一端锚定到铆钉28，铆钉28固定至凸缘24。应当理解的是，通过设置齿22和凹槽23，毂20可相对毂凸缘24旋转，从而毂20的环形凸缘27可相对毂凸缘24旋转。各个铆钉26和28也可由此相对于彼此移动，从而当径向拉簧25延伸和收缩时，其也可摆动一弧度。还应当理解的是，由于发生了相对移动，径向拉簧25在凸缘27和毂凸缘24之间施加偏压作用，这一作用随着相对移动的增加而逐步增加。当离合器片10上无扭矩载荷时，径向拉簧25的偏压倾向于将毂20和毂凸缘24恢复到起始位置。
使用图1所示形式的径向拉簧能够衰减噪音，该噪音在工业中称为“齿轮翻转噪音”，该应用在申请人的在审申请PCT/AU2011/000807中作了详细描述。该申请的内容通过交叉引用完全引入本文。本文将不再讨论关于径向拉簧及其操作。
图1还示出了弯曲驱动弹簧装置30和31。驱动弹簧装置30和31由具有基本相同长度和恒定曲率半径的第一弯曲弹簧32和第二弯曲弹簧33构成。直弹簧34将第一弯曲弹簧32和第二弯曲弹簧33分开。直弹簧相对第一和第二弯曲弹簧的长度使得弯曲驱动弹簧装置30和31保持基本恒定的曲率半径。第一弯曲弹簧32和第二弯曲弹簧33为低额定扭矩弹簧，而直弹簧34为高额定扭矩弹簧。第一弯曲弹簧32和第二弯曲弹簧33的长度明显长于直弹簧34。图1a示出了图1所示装置的平面图。图2示出了图1所示驱动弹簧装置30一部分的示意性平面图。图2示出了图1所示应用套筒40和41的驱动弹簧30的示意性平面图。
在图2中，第一弯曲弹簧32和第二弯曲弹簧33视为具有基本相同的长度和曲率半径。而且，图2示出了比第一弯曲弹簧32和第二弯曲弹簧33明显短的直弹簧34。图2所示装置尽管是部分直弹簧，但仍具有基本恒定的曲率半径。
图2还示出了形成为两个套筒部分41和42的套筒40，其中第一部分41围绕第一弯曲弹簧32的长度的一部分设置，第二部分42围绕第二弯曲弹簧33的长度的一部分设置。虽然较低高度的延伸是可接受的，但套筒部分41和42仍延伸至弹簧32和33的整个高度。
图3示出了套筒部分41和42隔离开的立体图，该图还示出了图1所示的端部套筒35。从图3中，可见套筒部分41和42横截面为U型，且在一端包括向内延伸的支座43，用于插入弹簧32和33相对端与弹簧34之间(如图2所示)。支座还包括相应的凸台44和45，凸台44和45定位成：在弹簧装置30的预定载荷(通常是重度或最大载荷)下，进行相对接合以终止相应弹簧32或33的压缩。更小且相对延伸的凸台55和56延伸到弹簧32和33端部内，用于相对于弹簧32和33来定位套筒部分41和42。
回到图2，第一弯曲弹簧32和第二弯曲弹簧33各自的一部分在第一弯曲弹簧32和第二弯曲弹簧33的与直弹簧34相反的端部处延伸出套筒部分41和42。在所示装置中，弯曲弹簧32和33的端部46和48与毂凸缘24的支座以及主片11和侧片12的支座(支座未示出)接合，抵靠端部46和48的支座之间的相对移动使驱动弹簧30的压缩或伸展。
在驱动弹簧30沿顺时针驱动方向压缩时，每个弹簧32，33和34都将压缩，假定弹簧32至34具有不同的额定扭矩，则弹簧32和33的压缩量大于弹簧34。当弹簧32和33压缩时，它们将相对套筒41和42在其内部移动以移动到套筒内部。一旦弹簧32和33在套筒41和42内部完全压缩，这些弹簧将不能再进一步压缩。此外，当弹簧32和33压缩时，套筒41和42将相对片组件移动或滑动。通过仔细选择套筒41和42的材料，这种滑移将是安静且低摩擦的。而且，还能保护弹簧32和33免受片组件的摩擦。
弹簧在套筒内部移动的能力以及套筒相对片组件移动或滑动的能力非常重要，且这种能力提供了现有技术中未知的一种独特装置。
在图2中，凸台44和45间隔开，允许直弹簧34的压缩。直到弹簧32和33在套筒41和42内部被完全压缩时，直弹簧34才会发生较大压缩。当凸台44和45抵接时，直弹簧34停止压缩，虽然这种抵接仅在极限载荷下出现。凸台44和45还操作以将直弹簧34相对套筒部分41和42以及相对于第一弯曲弹簧32和第二弯曲弹簧33定位。
图1和1a示出了在图3中分离示出的端部套筒35，并示出它们固定到弯曲弹簧32和33的端部以将弹簧端部相对毂凸缘24的支座以及主片11和侧片12的支座定位。端部套筒35帮助将弯曲弹簧端部定位在支座上，以防止相对支座的滑动或其他移动。端部套筒35包括面向内的凸台36，凸台36延伸到弹簧32和33内部，以将端部套筒35相对弹簧32和33定位。
端部套筒35设置为当弹簧32和33达到预定最大压缩时，会与套筒部分41和42抵接。抵接面在图1a中示出，其包括面53和54。像本文中描述的其它安装方式一样，由于抵接面53和54之间的接合能替代止动销，这种安装方式可不用常规止动销即可工作。
应当理解的是，通过在图1中加入端部套筒35使得图1中的实施例与图2中的实施例不同，其中端部套筒35未在图2中示出。
在图2中，第一弯曲弹簧32和第二弯曲弹簧33各自的延伸出套筒部分41和42之外的部分38，在所示的例子中，足以使弹簧32和33产生12°的压缩。如之前所指出的，可以根据需要提供更大或更小的压缩。
如箭头A1所示，对于弹簧32，一旦形成12°的压缩，弹簧32将完全处于套筒部分41内部且弹簧32将不能进一步被压缩。
同样，弹簧33的延伸出套筒部分42之外的部分也足以提供12°的压缩。同样，一旦弹簧33形成12°的压缩，弹簧33将完全处于套筒部分42内部。
直弹簧34是比弯曲弹簧32和33具有更高额定扭矩的弹簧。在图2示出的装置中，弹簧34在凸台44和45接合之前最大可提供6°的压缩。一旦凸台44和45接合，直弹簧34将不能进一步被压缩。
由此可见，如图所示弹簧装置30的最大压缩为30°的压缩。预期的是，仅在非常极限的情况下才会需要30°的压缩，在大多数情况下，并不需要直弹簧34完全压缩。因此，将通过各个弯曲弹簧32和33完成大部分的压缩。
弹簧装置30沿顺时针驱动方向可获得的30°压缩，在逆时针“超限方向”也是可行的。因此，弹簧装置30顺时针驱动和逆时针超限压缩的可用角度压缩是相同的。
图3示出了套筒部分41和42的立体图，图4示出了套筒部分41通过图1中IV-IV截取的横截面。因此，在图4中，在示出毂凸缘24的同时，还分别示出了主片11和侧片12。示出的弯曲弹簧32可以从图4中看出，套筒部分41插在弹簧32和由主片11与侧片12构成的相对凹形通道之间。弹簧32设置在毂凸缘24的凹槽中，凹槽的一个端面37能通过弹簧32的中部可见。套筒41具有U型横截面以及与弹簧32接合的套筒41的接合表面，并且主片11和侧片12形成为与这些表面互补的轮廓。可以看出，例如，主片11和侧片12形成凹陷底部50和一对侧壁51和52，套筒41的相对表面具有基本互补的形状。凹陷底部50和套筒41的互补轮廓帮助将套筒41相对于片11和12定位。底部50以及侧壁51和52的表面与套筒部分41的相对表面接触构成支承面57。
本发明范围内的其他装置以在图2中示出的示意性方式，在图5至10中示出。
参照图5，示出的驱动弹簧装置60包括第一直弹簧61和第二弯曲弹簧62。第一直弹簧61具有比第二弯曲弹簧62低的额定扭矩。套筒装置围绕弯曲弹簧62设置，并包括套筒部分63和64。套筒部分63设置在弯曲弹簧62的与直弹簧61邻近的一端处，而套筒部分64设置在弹簧62的相反端处。将套筒部分63和64分隔开，以将弹簧62的中间部分65留在部分63和64的外部。中间弹簧部分65在压缩的驱动和超限方向都提供最大20°的压缩。一旦弹簧62达到20°的压缩，套筒部分63和64将抵接并形成连续套筒，以阻止弹簧62的进一步压缩。
套筒部分63包括凸台66，凸台66突出至直弹簧61中心中并面对端部支座68的凸台67，在各个凸台66和67之间设置间隔，以在弹簧61中提供最大10°的压缩。由于额定扭矩不同，弹簧62将在弹簧61之前完全压缩。驱动弹簧60由此在驱动和超限状态下都提供最大30度的压缩。
参照图6，该图中所示装置示出了单个弯曲驱动弹簧70且包括设置在弹簧70长度的中间的单个套筒71，套筒71包括向内延伸的槽构件72，槽构件72包括用于接纳弹簧70的线圈以将套筒71相对于线圈70定位的凹槽。
弹簧70的相反两端延伸出套筒71，且在所示实施例中，可沿压缩的驱动和超限方向均得到最大30°的压缩。图6所示的压缩弧并未完全延伸到套筒71端部，这是为了表明在本发明中可使用常规的止动销以停止弹簧压缩，而不是使用套筒端部来达到该目的。
图7示出了弯曲驱动弹簧75和一对套筒部分76和77。套筒76和77分别包括与图6所示槽构件72等同的槽构件78，使得每个槽构件78都能接纳驱动弹簧75的单个线圈以将套筒部分定位在弹簧75上。
套筒部分76和77从驱动弹簧75的相对两端向驱动弹簧75的中间延伸。驱动弹簧75的中间部分79暴露在套筒部分76和77各自的外部，并且在套筒部分76和77的相对端在驱动弹簧75压缩下接合之前，驱动弹簧75在压缩的驱动和超限方向各具有最大30°的压缩。
图8示出了基本与图7所示装置类似的装置，并由此示出了驱动弹簧80和一对套筒部分。图8所示装置与图7所示装置不同的地方在于：将套筒部分81和82牢固地保持在驱动弹簧80上的方式。在图8中，套筒部分81和82分别包括端部支座83和面向内的凸台84，凸台84延伸到弹簧80的内部以将套筒部分定位在弹簧80上。图8所示装置可在驱动和超限模式下分别提供最大30°的压缩。
图9所示装置包括一对弹簧，包括高扭矩、低角度弹簧85和低扭矩、高角度弹簧86。每个弹簧85和86都是弯曲的。套筒87沿弹簧85和86长度的一部分围绕弹簧85和86设置，并且向内延伸支座88从套筒延伸并且被插入弹簧85和86的相对端之间。支座88可包括延伸到弹簧85和86内部以将套筒87相对于弹簧85和86定位的相对凸台。
弹簧85和86各自的一部分从套筒87延伸。弹簧85的从套筒87延伸的部分提供10°的压缩，而弹簧86的从套筒87延伸的部分提供20°的压缩。从而最大压缩是30°，且这一压缩在驱动和超限模式都可应用。
使用高扭矩弹簧85和低扭矩弹簧86影响弹簧产生压缩的方式。在图9所示装置中，在弹簧85发生完全压缩之前，弹簧86将完全压缩到套筒87内部。弹簧85的部分压缩将随着弹簧86的压缩而发生，但这些取决于每个弹簧的刚度。一旦弹簧85和86分别完全压缩到弹簧87内部，将不可能再有进一步的压缩。
图10示出了与图6所示装置非常类似的装置，由此在图10中，示出了部分地设置在套筒91内部的弹簧90。虽然构件92比图6所示的构件72短很多，但套筒91仍通过向内延伸的槽构件92而固定到弹簧90。
在图10中，弹簧90的从套筒91凸出的端部均提供15°的压缩。当弹簧端部完全进入套筒91内部时压缩终止。因此，这种装置在驱动和超限模式下都提供最大30°的压缩。
在附图所示的每个实施例中，驱动弹簧的压缩和伸展包括弹簧相对于套筒的移动和套筒相对于片组件的移动，尤其是图4所示片组件的支承面57。
除了那些有明确描述的内容，本文所描述的发明易于变型，修改和/或添加，应当理解的是，本发明包括所有这些落入本发明精神和范围内的变型，修改和/或添加。
在本说明书的整个描述和权利要求中，词语“包括(comprise)”和该词语的变型，例如“包括(comprises)”和“包括(comprising)”，并不旨在排除其他添加，组成，整体或步骤。

Claims (27)

1.一种离合器片，该离合器片包括：
片组件，所述片组件包括沿轴向间隔开的第一片和第二片，并且具有从所述第一片延伸的环形边缘，由摩擦材料制成的组件施加至所述第一片，以分别面向相反方向，
毂，所述毂用于连接到输出轴，
毂凸缘，所述毂凸缘位于所述第一片和第二片之间并能够由所述片组件驱动而旋转，
所述毂能够由所述毂凸缘驱动而旋转，
所述片组件和所述毂凸缘能够相对彼此在预定范围内进行角位移，并且通过至少两个驱动弹簧联接在一起，所述驱动弹簧围绕所述毂等距离地布置，所述驱动弹簧为弯曲压缩弹簧，该弯曲压缩弹簧具有基本恒定的曲率半径并且围绕所述毂同心地安装，所述驱动弹簧至少部分地位于所述第一片和第二片之间，所述驱动弹簧的各个端部分别与所述毂凸缘的支座和所述片组件的支座接合，所述驱动弹簧施加偏压载荷以抵抗所述片组件和所述毂凸缘之间的相对角位移，
套筒，所述套筒围绕每个驱动弹簧的长度的一部分延伸，以使每个驱动弹簧的一部分延伸出所述套筒之外，并且所述套筒介于所述弹簧的径向外表面和由所述片组件形成的相对支承面之间，所述弹簧能够在所述套筒内部相对所述套筒移动，而所述套筒能够相对所述片组件的所述支承面移动。
2.如权利要求1所述的离合器片，每个套筒的横截面大致为U形并且沿径向向内开口。
3.如权利要求1或2所述的离合器片，每个套筒都具有弯曲内表面，该弯曲内表面以与所述弹簧的外表面基本相同的曲率半径弯曲。
4.如权利要求3所述的离合器片，所述弯曲内表面从所述弹簧的径向最外点、在所述径向最外点的任一侧延伸至少45°，使得所述弯曲内表面总共延伸90°。
5.如权利要求3所述的离合器片，所述弯曲内表面从所述弹簧的径向最外点、在所述径向最外点的任一侧延伸至少90°，使得所述弯曲内表面总共延伸180°。
6.如权利要求1至5中的任一项所述的离合器片，所述支承面是凹面。
7.如权利要求6所述的离合器片，所述支承面具有底部表面和一对发散壁表面，并且所述套筒的相对面被形成为基本相同。
8.如权利要求7所述的离合器片，所述底部表面基本相切于所述毂而延伸，并且所述发散壁表面以大约60°从所述底部表面延伸。
9.如权利要求8所述的离合器片，所述支承面部分地由所述第一片和第二片构成，由此一个发散壁表面由所述第一片和所述底部表面构成，而另一个发散壁表面由所述第二片构成。
10.如权利要求8所述的离合器片，所述支承面由所述第一片和第二片的对称部分构成，由此一个发散壁表面和部分的底部表面由所述第一片构成，而另一个发散壁表面和部分的底部表面由所述第二片构成。
11.如权利要求1至10中的任一项所述的离合器片，每个驱动弹簧由串联设置的、具有基本相同长度和恒定曲率半径的第一弯曲弹簧和第二弯曲弹簧构成，并且所述第一弯曲弹簧和第二弯曲弹簧由直弹簧分开，该直弹簧具有比所述第一弯曲弹簧和第二弯曲弹簧相对短的长度，使得由所述第一弯曲弹簧和第二弯曲弹簧以及所述直弹簧构成的驱动弹簧具有基本恒定的曲率半径，每个弯曲弹簧相对于所述直弹簧具有低的扭矩，并且每个驱动弹簧的所述套筒形成为两个套筒部分，第一套筒部分围绕所述第一弯曲弹簧的长度的一部分设置，并且第二套筒部分围绕所述第二弯曲弹簧的长度的一部分设置。
12.如权利要求11所述的离合器片，所述第一套筒部分和第二套筒部分包括定位于所述第一弯曲弹簧和第二弯曲弹簧相对端部与所述直弹簧之间以定位所述套筒部分的向内延伸凸起，并且在所述第一弯曲弹簧和第二弯曲弹簧的远离所述直弹簧的端部处，所述第一弯曲弹簧和第二弯曲弹簧各自的一部分延伸出所述套筒部分之外。
13.如权利要求12所述的离合器片，每个套筒部分的所述向内延伸凸起包括支座，并且每个凸起的相应支座能够根据所述直弹簧的预定压缩而对齐以抵接。
14.如权利要求13所述的离合器片，所述支座延伸到所述直弹簧的中心内部。
15.如权利要求11至14中的任一项所述的离合器片，所述第一弯曲弹簧和第二弯曲弹簧提供最大约12°的压缩，并且所述直弹簧提供最大约6°的压缩。
16.如权利要求11至15中的任一项所述的离合器片，所述套筒部分在所述第一弯曲弹簧和第二弯曲弹簧的远离所述直弹簧的端部之前终止。
17.如权利要求11至16中的任一项所述的离合器片，所述套筒部分在所述第一弯曲弹簧和第二弯曲弹簧的远离所述直弹簧的端部之前终止，并且端部套筒被施加至所述第一弯曲弹簧和第二弯曲弹簧的远离所述直弹簧的端部，该端部套筒与所述第一弯曲弹簧和第二弯曲弹簧各自的所述套筒部分间隔开。
18.如权利要求1至10中的任一项所述的离合器片，每个驱动弹簧由第一弯曲弹簧和第二直弹簧构成，其中所述直弹簧具有比所述弯曲弹簧相对短的长度，并且所述弯曲弹簧具有相对于所述直弹簧低的扭矩，使得由所述弯曲弹簧和所述直弹簧构成的所述驱动弹簧具有基本恒定的曲率半径，并且每个驱动弹簧的套筒包括位于所述弯曲弹簧的相对端部和所述直弹簧之间以定位所述套筒的向内延伸凸起，并且所述弯曲弹簧的一部分在所述套筒的远离所述直弹簧的端部处延伸出所述套筒之外。
19.如权利要求18所述的离合器片，所述套筒的所述向内延伸凸起包括支座，该支座延伸到所述直弹簧中以在所述直弹簧的预定压缩时与相对的支座进行接合。
20.如权利要求18或19所述的离合器片，所述套筒在所述弯曲弹簧的远离所述直弹簧的端部之前终止，并且端部套筒施加至所述弯曲弹簧的远离所述直弹簧的端部，该端部套筒与施加至所述弯曲弹簧的所述套筒间隔开。
21.如权利要求18至20中的任一项所述的离合器片，所述第一弯曲弹簧提供最大约20°的压缩，并且所述直弹簧提供最大约10°的压缩。
22.如权利要求1至10中的任一项所述的离合器片，所述驱动弹簧由单个弯曲弹簧构成，并且每个套筒设置在所述弹簧的长度的基本上中心处，并且所述弹簧的相对端部从所述套筒延伸。
23.如权利要求22所述的离合器片，所述弹簧的从所述套筒延伸的所述相对端部的长度基本相等。
24.如权利要求22或23所述的离合器片，所述套筒通过接纳所述弹簧的线圈的一部分的向内垂设的凹槽而锚定至弹簧。
25.如权利要求1至10中的任一项所述的离合器片，所述驱动弹簧由单个弹簧构成，并且每个套筒形成为两个套筒部分，每个套筒部分从所述弯曲弹簧的相对端部向另一套筒部分延伸，但是在另一套筒之前终止，使得所述驱动弹簧的一部分延伸出每个套筒部分之外。
26.如权利要求25所述的离合器片，延伸出每个套筒部分之外的所述驱动弹簧的所述一部分基本是弹簧的中心部分。
27.如权利要求1至10中的任一项所述的离合器片，所述驱动弹簧由具有基本相同的恒定曲率半径的第一弯曲弹簧和第二弯曲弹簧构成，所述第一弹簧相对于所述第二弹簧是高额定扭矩弹簧，并且所述套筒包括供所述第一弯曲弹簧和第二弯曲弹簧的相对端部抵靠的向内延伸支座，并且所述第一弯曲弹簧和第二弯曲弹簧的相对端部从所述套筒延伸。
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