CN105431648B - 离合器片 - Google Patents
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Abstract
一种离合器片(10)包括板组件(11,12)、用于连接到输出轴的毂(20)以及能由板组件(11,12)驱动而旋转的毂凸缘(24)。毂(20)能由毂凸缘(24)驱动而旋转。板组件(11,12)和毂凸缘(24)由驱动装置(30,31)结合到一起,该驱动装置允许板组件(11,12)与毂凸缘(24)之间在预定范围内的角位移。驱动装置(30,31)包括围绕毂(20)同心地安装且至少部分地定位在第一板和第二板(11,12)之间的一对弯曲的驱动组件(30,31)。驱动组件(30,31)施加偏置载荷以抵抗板组件(11,12)与毂凸缘(24)之间的相对角位移。驱动组件(30,31)均包括多个相邻壳体段(32),在所述壳体段之间限定出空腔,并且定位在空腔中的是弹性阻尼器(33)。板组件(11,12)与毂凸缘(24)之间沿第一方向的角位移导致壳体段(32)朝向彼此移动,以使阻尼器(33)变形并且增加偏置载荷来抵抗进一步相对角位移。
Description
技术领域
本发明涉及一种主要在汽车行业中用于手动变速汽车和卡车的摩擦离合器组件。本发明特别涉及摩擦离合器组件的离合器片,并且因为涉及到该应用,所以将方便地描述本发明。
背景技术
本发明的背景的以下讨论旨在便于理解本发明。然而,应当理解的是,所述讨论并非承认或认可任何提到的材料都已在本申请的优先权日前出版、熟知或成为公知常识的一部分。
汽车或具有手动变速器或变速箱的其它车辆的摩擦离合器组件或“离合器”一般位于发动机和传动系之间。发动机和传动系之间的部件通常包括若干相邻的环形片,包括由发动机输出(通常为曲轴)以可旋转的方式驱动的飞轮、离合器片(另外被称为从动片)以及压片,由诸如一个或多个弹簧的储能装置使压片偏向离合器片和飞轮,以将离合器片夹紧在飞轮和压片之间。
车辆的离合器基于离合器片的结合面与飞轮和压片的相邻结合面之间的摩擦接合而运行,以允许离合器片将发动机所产生的功率传输至传动系的剩余部分(开始于变速箱)。然而,除非在传动线中存在某种形式的减震以消散不规则的冲量(这在内燃汽油或柴油发动机中自然会发生),否则这些冲量将造成不必要的传动线噪声和振动。
为了防止将发动机冲量传送到变速箱,出于减震目的,现有技术离合器片包括驱动弹簧。驱动弹簧通常是螺旋弹簧。由此,典型的离合器片包括花键毂,该花键毂接收花键轴,以将发动机旋转传送给变速箱或变速器。或者刚性地或者以某一角位移将花键毂连接到毂凸缘,用于使怠速时的发动机振动(“怠速振动”)减震,并且毂凸缘被夹在固定到一起的主板和侧板之间。当经由固定至主板周缘的摩擦材料使主板移入与发动机的飞轮的摩擦接合时,毂凸缘被驱动而旋转。由驱动弹簧将主板和侧板组件(下文为“板组件”)与毂凸缘连接,以在它们之间响应于发动机的不规则冲量通过驱动弹簧的小幅收缩和扩张而提供有限的角位移。提供角位移使车辆的驱动模式和超速模式(与诸如怠速振动的其它振动比较而言)下的扭转振动减震。
驱动弹簧通常为直弹簧,以往,通常提供围绕花键毂等距地间隔的3或4根弹簧。使用直螺旋压缩弹簧的偏好是在它们易于制造且因此廉价的基础上出现的。直驱动弹簧还偏于时新,因为这样的驱动弹簧的运行无需沿着其长度进行引导来维持驱动弹簧平直。这样的间接好处是,弹簧不会摩擦离合器组件的其它部件,否则这种摩擦将另外造成磨损并产生热量,这都可能有损于离合器片的寿命。
随着驱动弹簧长度的增加,离合器中可用的减震量增加,因为这增加了毂凸缘和板组件之间可用的角位移量。然而,随着直驱动弹簧长度的增加,弹簧载荷可能不再与弹簧轴线的对准,并且可能降低弹簧的正常抗压强度。通过经由弹簧使毂凸缘作用在离合器片的侧板和主板上,弹簧可能实际上被迫形成梯形形状。而且,离合器中的可用空间非常有限,因此并非总能得到弹簧长度的增加。
申请人已调查出采用弯曲的驱动弹簧的离合器片。与直弹簧比较,这样的弹簧可以允许增加长度,由此有利地增加可用的减震和角位移。弯曲的驱动弹簧已经公开在JP8121535(A)中。该专利公开的弯曲弹簧具有较大直径的中心线圈,并且确定弹簧磨损和随后的弹簧失效为要解决的问题。该专利接着为磨损和失效问题提出了解决方案。
申请人的共同未决的国际专利申请PCT/AU2012/000610的主题还公开了弯曲的驱动弹簧的使用。本公开认识到与弯曲的驱动弹簧关联的潜在问题,包括当弯曲的驱动弹簧用于传送发动机扭矩时,弹簧自然被迫沿径向向外移动,带动弹簧与离合器片的其它部分(包括离合器片壳体)接合,造成弹簧在这些部分上摩擦。这种摩擦可能造成发热、磨损、噪声、不稳定的扭矩减震以及弹簧的过早失效。
申请人因此研发一种装置,其中驱动弹簧被部分地布置在套筒内,该套筒保护弹簧不与离合器片的其它部分摩擦接合,但仍允许弯曲的驱动弹簧的使用和正常运行。
申请人继续研发离合器片以便提高阻尼特性和角位移,并且本发明转到这样的新装置中。
发明内容
根据本发明,提供了一种离合器片,该离合器片包括:
板组件,所述板组件包括轴向间隔开的第一板和第二板并且具有从所述第一板延伸的环形周边,摩擦材料组件被施加至所述环形周边以面向每个相反方向,
毂,所述毂用于连接到输出轴,
毂凸缘,所述毂凸缘被定位在所述第一板和第二板之间并且能由所述板组件驱动而旋转,
所述毂能由所述毂凸缘驱动而旋转,
所述板组件和所述毂凸缘由驱动装置结合到一起,该驱动装置允许所述板组件与所述毂凸缘之间在预定范围内的角位移,
所述驱动装置包括一对弯曲的驱动组件,这一对弯曲的驱动组件围绕所述毂同心地安装并且至少部分地定位在所述第一板和第二板之间,所述驱动组件的每端均与所述毂凸缘的抵接部和所述板组件的抵接部接合,所述驱动组件施加偏置载荷以抵抗所述板组件与所述毂凸缘之间的相对角位移,
所述驱动组件中的每个均包括壳体和多个弹性阻尼器,所述壳体由布置成曲线的多个相邻壳体段形成,所述多个相邻壳体段能相对于彼此移动并且在容纳所述阻尼器的所述段之间限定出空腔,所述阻尼器与相邻壳体段的衬片表面接触,其中
所述板组件与所述毂凸缘之间沿第一方向的角位移导致相邻壳体段朝向彼此移动,这使得所述壳体段的所述衬片表面朝向彼此移位并且使在相邻壳体段之间的所述空腔内的所述阻尼器变形,增加了所述偏置载荷来抵抗所述板组件与所述毂凸缘之间的进一步相对角位移,
所述壳体段与所述板组件的支撑表面处于滑动支撑接合并且在所述板组件与所述毂凸缘之间发生角位移时相对于所述支撑表面滑动。
本发明还提供了一种采用上述离合器片的离合器。
用在所述离合器片中的所述弹性阻尼器可以由任何适当的类型或材料制成。金属弹簧线圈可以用作阻尼器。可替代地,能变形且可以从变形状态弹性回复或恢复的非金属材料或构件可以用作阻尼器。这样的非金属材料或构件阻尼器包括作为打开或闭合的单元结构的聚合物阻尼器、弹性体或橡胶阻尼器、塑料阻尼器、弹性泡沫。所述阻尼器可以是天然的或合成的。所述阻尼器可以是手风琴或波纹管构造。要求所述阻尼器允许所述板组件与所述毂凸缘之间沿所述第一方向在沿此方向的扭转载荷下进行角位移,并且一旦所述扭转载荷被释放或降低就进行反向角位移。能以此方式作用的任何形式的阻尼器都是供本发明的所述离合器片使用的可接受的阻尼器。
所述阻尼器可以由单种材料或材料的组合构成,或者可以采用阻尼器部件。由此,所述驱动组件可以包括多个不同的阻尼器,诸如位于一些壳体段之间的弹性体阻尼器以及位于其它壳体段之间的螺旋弹簧,并且这些类型的布置将在本文中稍后进行讨论。各个阻尼器可以包括材料的组合。这种类型的阻尼器构造可以提供进一步增强或细化的所述阻尼器特性。
各个阻尼器可以包括恒定的弹簧比率或可变的弹簧比率。对于恒定的弹簧比率,所述阻尼器可以具有恒定的硬度和恒定的横截面面积。相对于为造成此位移而施加的扭矩,当在所述板组件与所述毂凸缘之间绘制角位移时,这种形式的阻尼器将具有线性曲线(所谓的“扭矩棱角曲线”)。
对于可变的弹簧比率,所述阻尼器可以具有可变或非恒定的横截面面积。作为具有可变的弹簧比率的阻尼器的示例,横截面在载荷下通过阻尼器压缩的首先20%可以相对较小,然后横截面可以在载荷下阻尼器压缩的剩余80%增加。这种形式的阻尼器将给出两阶段线性扭矩棱角曲线,这反映了所述板组件与所述毂凸缘之间角位移的首先20%上的轻微减震,以及角位移的剩余部分上更大或全部的减震。
可以通过使所述阻尼器的硬度改变而在阻尼器中可替代地提供可变的弹簧比率。这可以通过由不同硬度的不同材料构建所述阻尼器来实现。例如,硬度变化的弹性体可以层压到一起,以在所述板组件与所述毂凸缘之间角位移的第一部分上实现轻微减震,并且在角位移的剩余部分上实现更大或全部的减震。以这种方式,可以在全部程度的角位移上实现逐级减震。例如,可以实现三级减震,包括轻微减震、中等的减震和大规模的减震。根据需要,可以提供更多的级数。
可以通过使所述阻尼器的横截面和硬度变化在阻尼器中可替代地提供可变的弹簧比率。还可以采用其它布置。
所述阻尼器的变形可以通过压缩所述阻尼器而在所述阻尼器的体积不缩小(或者改变忽略不计)的情况下改变所述阻尼器的形状。可替代地,通过压缩的变形可以包括形状和/或体积缩小,即在改变或不改变形状的情况下使所述阻尼器尺寸减小。可替代地,变形可以通过两者的组合实现。例如,阻尼器可能填充相邻壳体段之间的所述空腔,使得当所述壳体段朝向彼此移位并且它们之间的空腔体积降低时,所述阻尼器的变形通过涉及所述阻尼器的体积缩小的压缩来完成。可替代地,所述空腔可以具有比所述阻尼器更大的体积,使得当所述壳体段朝向彼此移位时,所述空腔的体积降低,并且所述阻尼器的变形通过涉及所述阻尼器的形状改变的压缩来完成,而所述阻尼器的体积不缩小,或者改变忽略不计。所述阻尼器由此以移位至所述空腔的可用空间中的方式变形。可替代地,所述空腔可以具有比所述阻尼器更大的体积,但该体积使得所述阻尼器将先于所述板组件与所述毂凸缘之间的最大角位移来填充所述空腔,此后通过体积缩小而进一步变形。
在所述阻尼器的体积不改变或者改变忽略不计时发生阻尼器的弹性变形的情况下,所述阻尼器最有可能是弹性体阻尼器。适用于本发明的许多弹性体材料可以在变形期间具有一些体积改变,但改变忽略不计或改变很小。
在变形通过使弹性阻尼器变形至所述空腔的可用空间中来完成的情况下,在到达所述板组件与所述毂凸缘之间的最大角位移时,不要求所述阻尼器填充所述空腔的可用空间。在此最大位移时,例如,所述空腔可能填充所述阻尼器至90%或80%。
在本发明的一些形式中,随着所述壳体段朝向彼此移动,所述弹性阻尼器沿径向变形。径向变形可以仅在一个方向上,诸如径向向外或向内,或者在两个径向方向上。
所述阻尼器可以是任何适当的形状。适当的形状包括圆形(首选),一般为诸如方形和矩形的多边形,以及椭圆形。这并非详尽列表,并且可以采用任何适当的形状。如上面指出的,所述形状可能关于横截面而变化,以使减震弹簧比率变化。
在达到所述板组件与所述毂凸缘之间的最大角位移之前,所述壳体段可以彼此间隔开,使得所述壳体段可以朝向彼此移位,以允许进一步角位移。所述壳体段可以被布置成在所述最大角位移点处彼此接合,以防止进一步角位移。这种布置有利地消除了采用现有技术止动销的需要。这种布置有利地允许基于诸如所述壳体段之间的初始间距以及所述阻尼器的减震能力的因素来形成预定最大角位移。
可替代地,所述壳体段可以伸缩,使得所述弹性阻尼器被完全包含在所述壳体内。所述壳体段可以包括在所述最大角位移点处彼此接合的抵接部,以防止在伸缩移动期间的进一步角位移。
所述弹性阻尼器可以以任何适当的方式在所述壳体段之间定位在所述壳体内。在本发明的一些形式中,相邻壳体段的每个衬片表面均包括使所述阻尼器变形而定位所述阻尼器的突起。可替代地,仅一个衬片表面可以包括突起。所述突起可以是单个突起,或多个突起。例如一系列向外突出的凹痕可以形成在一个或每个衬片表面中。一个或多个突起可以从所述衬片表面仅突出相对较小的距离。一个或多个突起可以具有任何适当的形状,诸如环形,或者所述突起可以形成为螺纹。
可替代地,每一个衬片表面均可以是为所述阻尼器提供摩擦抓握的粗糙表面。
可替代地,每一个所述衬片表面均可以包括一个或多个凹部、凹坑或沟槽,所述阻尼器可以变形至所述凹部、凹坑或沟槽中以定位所述阻尼器。
由所述弹性阻尼器导致的在相邻壳体段的所述衬片表面之间的接触对维持所述驱动组件使之适当地位于所述离合器片中是重要的。所述驱动组件可以在组件的任一端处在压缩状态下抵靠抵接部安装,并且所述壳体段的径向外表面可以支撑在由所述板组件形成的衬片支撑表面上。以这种方式在压缩下安装所述驱动组件允许所述组件维持弯曲构造而无需其它引导表面。
上面提到的所述抵接部可以以任何适当的方式与所述驱动组件的端部接合,并且在本发明的一些形式中可以采用简单的支撑接合。在本发明的其它形式中,可以存在与所述组件的端部的更积极的接合。例如,所述抵接部可以包括与形成在所述组件的端部中的凹部接合的突起,或者组件端部可以包括突起,而所述抵接部包括凹部。可替代地,所述驱动组件可以诸如经由粘合剂或经由螺钉或铆钉固定至所述抵接部。
有利地,如目前现有技术离合器片中使用的,本发明的所述驱动组件可以消除对止动销的需要。目前出于安全性提供了止动销以克服所述离合器片的过载,并且可以去除,并且它们的功能由所述驱动组件替代。如上面解释的,可以通过布置所述壳体段而替代所述止动销的功能,以在所述最大角位移点处彼此接合而防止进一步角位移。
可以在每个驱动组件中采用任何数量的弹性阻尼器。在三个壳体段之间的阻尼器的最小数量为两个。然而,预期首选更大数量的阻尼器,并且本发明的一些形式已经研发出在十二个壳体段之间有十一个弹性体阻尼器。可替代组合包括在五个壳体段之间有四个弹性体阻尼器,在七个壳体段之间有六个弹性体阻尼器,以及在九个壳体段之间有八个弹性体阻尼器。同样,在六个、八个和十个壳体段之间可以采用五个、七个和九个弹性体阻尼器。
上面的数字代表较少离合器片(诸如10个离合器片)的阻尼器和壳体段数量。对于较多的离合器片,诸如15片,在每个驱动组件中可以采用多达30个壳体段,使得离合器片可以包括多达60个壳体段。如将认识的,较多的离合器片可以再次具有较多数量的壳体段。
虽然在本发明的一些形式中,所述壳体段都可以移动经过相同的距离或角度,但是在本发明的其它形式中,所述壳体段所能达到的移动可能变化。例如,一些壳体段可以间隔开3°弧,而其它壳体段可以间隔开6°弧。可以采用其它弧间距。在一些壳体段间隔开比其它壳体段更大的弧的情况下,形成在更大间距的壳体段之间的所述空腔可能更大,并且在更大的空腔中,可以容纳更大的弹性阻尼器。通过使所述空腔大小和所述阻尼器的大小变化,以及通过使所述壳体段所能达到的角移动量变化,所述驱动组件的特性可以修改和微调。
所述壳体段可优选地由具有低摩擦系数的材料(通常是塑料材料)形成,使得所述壳体段可以抵靠所述板组件的支撑表面而自由滑动。所述壳体段还应该能够处理不仅通过所述壳体段相对于所述板组件的所述支撑表面移动产生的、还有经由所述离合器组件的其它部件产生的热,诸如通过使所述离合器片的摩擦材料在所述飞轮和所述压片上摩擦产生的热。适当的材料包括高温塑料、诸如青铜、白色金属等的金属支撑材料、石墨/金属合金、石墨/青铜合金、铁或铜石墨合金或陶瓷。这些是示例材料,并且不构成详尽列表。
塑料的所述壳体段可以采用任何适当的方式、诸如通过注射模制而形成。
所述板组件与所述毂凸缘之间沿驱动方向和超速方向的角位移量可以变化,以适应所述离合器片的要求。角位移的下端可以例如是6°,并且上端可以是60°。位移角度可以可替代地是6°与60°之间的任何量。这与现有技术离合器片有利地进行比较。
虽然期望一对驱动组件将被包括在根据本发明的离合器组件中,但是可以提供三个或更多个驱动组件,诸如四个驱动组件。
所述板组件的所述支撑表面将是凹表面,并且在本发明的一些形式中,所述支撑表面具有基面和一对发散壁表面。所述基面可以基本垂直于所述板组件的总平面延伸,并且发散壁表面可以从基面延伸约60°。在本发明的这种形式中,所述壳体段的所述衬片表面可以形成得基本相同,使得存在闭合表面以在所述壳体段的外表面与所述支撑表面之间进行表面接触。
所述支撑表面可以由所述板组件的所述第一板和第二板部分地形成,由此一个发散壁表面由所述第一板和所述基部形成,而另一个发散壁表面由所述第二板形成,或者所述支撑表面可以以对称的方式形成,由此所述第一板和第二板均形成发散壁表面和所述基面的一部分两者。
本发明的目的是提供所述板组件与所述毂凸缘之间的宽棱角,或换言之,宽的角位移。通过把所述驱动组件布置成曲线,所述驱动组件的长度长于所述驱动组件为直的的情况。通过增加所述驱动组件的长度,可以实现更大的棱角。
棱角可以通过适当地选择壳体段和弹性阻尼器而增加或减少。如上面指出的,随着所述板组件与所述毂凸缘之间发生角位移导致的所述壳体段朝向彼此的移动可以通过在预定的最大角位移处使所述壳体段彼此接合而限制为预定的最大量。而且,当所述离合器片上没有扭转载荷时,所述板组件和所述毂凸缘具有“原始”位置,并且这在角移动的驱动方向和超速方向之间,并且在此位置处,所述壳体段可以间隔开足够的量,以允许需要的角位移。例如,在本发明的一些形式中,壳体段之间的间距可以约为3°弧,所能达到的最大角位移为所述驱动组件的间距的总数量。由此,在具有十一个间距并且每个间距为3°的情况下,原始位置的每侧的总最大角位移为33°,所以在驱动方向和超速方向上均为33°。根据需要,壳体段之间的间距可以增加或减小。
在上面给出的示例中,每个壳体段将在所述板组件的支撑表面上移位,在驱动和超速任一方向上达到设置在所述壳体段之间的最大角位移。然而,该布置旨在使最大角位移仅很少到达并且仅处于最大载荷状态下。在所述离合器片的正常运行下,随着所述驱动组件的所述角位移将小于所述最大角位移,所述壳体段将不彼此接合。明显,各种因素确定了在扭转载荷下发生多少角位移,并且这些因素包括使所述弹性阻尼器变形的固有阻力、壳体段之间的间距或者所述壳体段的抵接部之间的间距以及所述驱动组件的弯曲长度。
已经关于在壳体段之间主要采用弹性体阻尼器的驱动组件做出了上面的讨论。虽然本发明延伸至采用不同弹性阻尼器的布置,诸如非弹性体弹性阻尼器,但是本发明还延伸至所述驱动组件包括不同阻尼器的组合的布置。在本发明的一些形式中,在一些壳体段之间可以采用螺旋弹簧,而在其它壳体段之间采用弹性体阻尼器(例如)。螺旋弹簧的轴线将在所述壳体段的所述衬片表面之间延伸,并且所述轴线可以稍微弯曲。例如,所述驱动组件可以包括十二个壳体段,并且在这些段之间可以有六个弹性体阻尼器和五个螺旋弹簧。该布置可能使得所述螺旋弹簧可以定位在成对弹性体阻尼器之间。可替代布置可以包括彼此相邻定位的两个或更多个螺旋弹簧,而弹性体阻尼器位于所述螺旋弹簧的两侧或一侧。
在本发明的所有形式中,所述驱动组件的特性可以通过以下手段修改:
改变所述弹性阻尼器的大小、形状或体积,
改变弹性阻尼器的硬度,
改变空腔大小,
改变壳体段的间距,
改变弯曲的驱动组件的总长度,以及
改变驱动组件的段和弹性阻尼器的数量。
在采用非弹性体阻尼器(诸如螺旋弹簧或弹性泡沫)的本发明的一些形式中,可以通过使非弹性体阻尼器的特性变化来修改驱动组件的特性。由此,对于螺旋弹簧,作为示例,弹簧的弹簧常数可以变化。
附图说明
为了能更全面地理解本发明,现在将参考附图描述一些实施方式,其中:
图1是根据本发明的离合器片的立体图。
图2是根据本发明的驱动组件的平面图。
图3和图4是图2的驱动组件的一部分的卸载视图和加载视图。
图5是沿径向穿过图1的毂到达摩擦衬片的横截面视图。
图6和图7是根据本发明的驱动组件的可替代布置的平面图。
图8和图9是可替代驱动组件的一部分的卸载视图和加载视图。
具体实施方式
参考图1,图示了离合器片10。离合器片10包括主板11和侧板12、固定至主板11的多个衬片段13以及固定至衬片段13每侧的摩擦衬片14和15。在实践中,衬片段13以及摩擦衬片14和15沿侧板11的全周延伸,但在图1中,为清楚起见,在衬片段13以及摩擦衬片14和15中示出有间隙。将衬片段13固定至主板11的技术是熟知的。同样,将摩擦衬片14和15固定至衬片段13的技术也是熟知的。
离合器片10包括毂20,毂20包括带花键的内表面21。内表面21的大小能接收连接到车辆变速器或变速箱的互补的花键轴(未示出)。毂20和轴之间的花键连接允许轴相对于毂20的轴向移动,但当毂20旋转时约束轴随着毂20旋转。
图1包括横截面部分,示出的是,毂20进一步包括径向较短的凸缘24,径向较短的凸缘24与径向较长的凸缘27一体形成。径向凸缘27包括一对抵接部28。
图1还图示弯曲的驱动组件30和31。驱动组件30和31具有基本相同的长度和恒定的曲率半径。驱动组件30和31围绕毂20同心地安装,并且围绕毂20等距地间隔开。每个组件30和31的一端接合凸缘27的抵接部28,而组件30和31的相反端部接合板11和12的抵接部29。该布置使得毂20以及凸缘24和27能凭借驱动组件30和31的压缩和扩张出于阻尼目的以相对于板11和12可旋转的方式或成角度地移位。虽然图1图示的布置与现有技术布置非常不同,但是除了根据本文讨论将显而易见地认为图示的离合器片10具有优异的阻尼特性之外,阻尼效果类似。
驱动组件30和31均包括壳体,所述壳体包括多个壳体段32,并且容纳多个阻尼器33。阻尼器33是弹性体阻尼器,并且在随后的讨论中将同样被提到。在图1中,驱动组件31被示出为部分地切去,以更清楚地图示壳体段32和弹性体阻尼器33。
如附图标记34处示出的,弹性体阻尼器33为圆形。在横截面中,在附图标记35处,可以看出,阻尼器的每侧均包括中央凹部,用于接收从相邻壳体段32延伸的突起。图2也图示了这种布置,并且示出了图示有阻尼器凹部36和壳体段突起37的驱动组件31的完整横截面图。
每个壳体段32均包括中央壁或腹板38以及径向凸缘,在图2的横截面视图中,所述径向凸缘包括径向的内端部凸缘39和外端部凸缘40。如图1的附图标记34处所示,端部凸缘39和40形成连续的和圆形的凸缘。在驱动组件30和31的静止或原始位置中,这发生在沿驱动或超速任一方向在离合器片10上没有扭转载荷的时候,阻尼器33的径向的内表面42和外表面43与凸缘39和40的衬片表面44和45间隔开。表面42和43与衬片表面44和45之间的间距为当将扭转载荷施加给驱动组件31时阻尼器33的扩张空间。在这方面,阻尼器33是不可压缩的,因为它们可能变形而改变形状,但在变形时不会失去体积,或者失去的体积忽略不计。
在图3和图4中图示了阻尼器33的扭转卸载状态和扭转完全加载状态。在图3中,壳体段32间隔开3°弧,而在图4中,段32和33已被一起推至各自段32的衬片表面46的接合的点。在图4中,可以看出,阻尼器33已沿径向向内和向外变形至几乎填满段32之间的空腔47的径向的内空间S1和外空间S2。
返回图1,在横截面视图下完全示出了弹性体阻尼器35,而在壳体段32不围绕它延伸的情况下示出了弹性体阻尼器34。除了引用弹性体阻尼器33、34和35,如关于驱动组件30示出的,壳体段32完全封闭阻尼器33。
为了进一步图示离合器片10,图5是穿过图1的片10的摩擦衬片14和15、穿向毂20的横截面视图。在图示的壳体段32内配置有弹性体阻尼器33。图5清晰地示出了如图3图示的空间S1和S2,但是从图5的横截面视图中,可以看出,空间S1和S2是围绕圆形阻尼器33的环形空间的一部分,使得在壳体段32内存在完全围绕阻尼器33的空间。
图5进一步图示的是,将凹部36和突起37布置成使阻尼器33位于壳体段32内。
图6和图7图示了本发明的可替代方案。参考图6,示出了包括多个壳体段50的驱动组件49,在多个壳体段50之间容纳有多个弹性体阻尼器51以及多个螺旋弹簧52。在图示的示例中,顺序是,每个弹簧52介于一对阻尼器51之间,使得在十二个段50内,五个螺旋弹簧52介于六个弹性体阻尼器51之间。在图6的布置中,通过提供螺旋弹簧52,示出的驱动组件的特性可能不同于驱动组件31和32。而且,螺旋弹簧52的弹簧常数或弹簧比率可能在整个驱动组件中有所变化。
参考图7,驱动组件55类似于图6的驱动组件49,但通过在一些壳体段56与不同大小的弹性体阻尼器57之间提供不同的弧形间隙而发生变化。例如,在壳体段60和61的衬片表面58和59之间,存在6°间隙。然而,在段64和65间的表面62和63之间,存在3°间隙。6°间隙在驱动组件55中存在两次,而在所有其它的间隙处都存在3°间隙。
图7进一步图示了与相对紧凑的阻尼器71比较而言相对细长的阻尼器70,而驱动组件55继续包括驱动组件49的螺旋弹簧52。
从图6和图7将认识到,可以采用驱动组件的各种各样的变型。由此,相同或不同大小的弹性体阻尼器可以采用螺旋弹簧,或者可替代地,除了螺旋弹簧的非弹性体阻尼器可以采用弹性体阻尼器。
而且,弹性体阻尼器可以具有图3和图4所示种类的在不损失体积的情况下变形的总体不可压缩的形式,或者在变形时发生体积损失的意义上,阻尼器可能是可压缩的。这样的情况例如是,由泡沫材料构成的阻尼器具有在载荷下可以塌缩的打开或闭合的单元结构。图8和图9图示了这种布置,其中壳体段32从扭转卸载状态移位至扭转完全加载状态。在图8中,当壳体段已移位到一起时,阻尼器79的体积V1是阻尼器79的体积V2的大约两倍。
图10至图15图示了关于使用具有非恒定形状或变化硬度的阻尼器的另一替代例。图10至图15均示出了具有位于它们之间的不同特性的阻尼器的一对壳体段85。阻尼器可以描述如下:
-阻尼器86具有可变的横截面面积,使得轻微减震发生在较小的横截面面积87中,随后较大的减震发生在较大的横截面面积88上。
-在图11中,阻尼器89具有通过将三种不同密度的材料层压到一起而实现的可变密度。在阻尼器89中,轻微减震将通过材料90而发生,而中等的减震将通过材料91而发生,而大规模的减震将通过材料92而发生。
-在图12中,阻尼器95为图10和图11的阻尼器86和89的特性的组合,使得阻尼器95包括可变的横截面和可变的密度。由此,截面96包括减小的横截面面积97和更大的横截面面积98,而截面99是不同密度的层压截面(还有截面97和98),并被层压至截面98。
-图13的阻尼器100包括减小的横截面截面101,截面101被层压至更大的横截面和更大密度的截面102。
最终,在图14和图15中,不同形式的横截面面积示出于阻尼器105和106中。返回图1,可以看出,驱动组件30和31的一端接合抵接部28,相反的端部接合抵接部29。可以进一步看出,接合抵接部28、29的壳体段32(下文中为“端部段”)在这些端部段的内侧具有与壳体段32不同的构造。参考图2,端部段76具有平坦端部77并且仅包括面向内侧的单个突起78。
由主板11和侧板12的各部分将驱动组件30和31维持在抵接部28、29之间的位置中。参考图1和图5,板11和12形成凹进基部80以及一对侧壁81和82。壳体段32的衬片表面的形状与基部80以及侧壁81和82互补。形成了其它的侧壁83和84,虽然图5示出了这些壁接合的是壳体段32的相反侧,但是可以预期,壳体段32将与壁83和84间隔开,即不接合。
由于扭转载荷施加至离合器片10,并且由于毂凸缘27相对于主板11和侧板12移动,随着弹性体阻尼器33在段32内的变形(诸如图3和图4所示),壳体段32相对于彼此滑动。壳体段32包括抵靠板12的基部80而滑动的基部85,并且通过适当选择摩擦系数低的壳体段的材料,容易发生滑动移动,并且没有显著的磨损或发热。将认识到,在驱动车辆期间采用离合器片10,随着内燃机的冲量阻尼的发生,在壳体段32之间存在恒定的相对移动。为壳体段32选择适当的材料还可以确保相对移动平滑并且无显著振动。
使用弹性体种类的阻尼器预期允许根据本发明的离合器片形成平滑弯曲,而没有与使用弯曲弹簧关联的潜在问题。而且,弹性体阻尼器的特性可以很容易地使硬度变化,给出几乎无限阵列的扭矩与棱角。
遍及本说明书的描述和权利要求,用词“包括”及该用词单数和现在分词的变型并非旨在排除其它添加、部件、整体或步骤。
除了这些具体描述,本文中描述的本发明易于变化、修改和/或添加,并且应理解的是,本发明包括所有这样的落入本公开的精神和范围内的变化、修改和/或添加。
Claims (11)
1.一种离合器片,该离合器片包括:
板组件,所述板组件包括轴向间隔开的第一板和第二板并且具有从所述第一板延伸的环形周边,摩擦材料组件被施加至所述环形周边以面向相反方向中的每个方向,毂,所述毂用于连接到输出轴,
毂凸缘,所述毂凸缘被定位在所述第一板和所述第二板之间并且能由所述板组件驱动而旋转,
所述毂能由所述毂凸缘驱动而旋转,
所述板组件和所述毂凸缘由驱动装置结合到一起,该驱动装置允许所述板组件与所述毂凸缘之间在预定范围内的角位移,
所述驱动装置包括一对弯曲的驱动组件,这一对弯曲的驱动组件围绕所述毂同心地安装并且至少部分地定位在所述第一板和所述第二板之间,所述驱动组件的每端均与所述毂凸缘的抵接部和所述板组件的抵接部接合,所述驱动组件施加偏置载荷以抵抗所述板组件与所述毂凸缘之间的相对角位移,
所述驱动组件均包括多个弹性阻尼器和壳体,所述壳体由布置成曲线的多个相邻壳体段形成,所述壳体段能相对于彼此移动并且在这些壳体段之间限定出容纳所述弹性阻尼器的空腔,所述弹性阻尼器与相邻壳体段的衬片表面接触,其中
所述板组件与所述毂凸缘之间沿第一方向的角位移导致相邻壳体段朝向彼此移动,该移动使所述壳体段的所述衬片表面朝向彼此移位并且使位于相邻壳体段之间的所述空腔内的所述弹性阻尼器变形,增加了所述偏置载荷来抵抗所述板组件与所述毂凸缘之间的进一步相对角位移,
其特征在于,所述壳体段在所述板组件与所述毂凸缘之间的最大角位移点之前被间隔开,并且能在所述板组件与所述毂凸缘之间沿所述第一方向发生角位移时朝向彼此移位,并且所述壳体段被布置成在所述最大角位移点处彼此接合,以防止所述板组件与所述毂凸缘之间沿所述第一方向的进一步角位移。
2.根据权利要求1所述的离合器片,所述弹性阻尼器是弹性体阻尼器。
3.根据权利要求1所述的离合器片,所述弹性阻尼器是弹簧线圈或者开孔或闭孔形式的弹性泡沫。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的离合器片,通过在所述阻尼器的体积不缩小的情况下改变所述弹性阻尼器的形状使所述弹性阻尼器变形。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的离合器片,通过在所述阻尼器的体积缩小的情况下改变所述弹性阻尼器的形状使所述弹性阻尼器变形。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的离合器片,通过在所述阻尼器的体积不缩小的情况下改变所述弹性阻尼器的形状而使所述弹性阻尼器的变形处于第一阶段,通过在所述弹性阻尼器的体积缩小的情况下改变所述弹性阻尼器的形状而使所述弹性阻尼器的变形处于第二阶段。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的离合器片,在所述板组件与所述毂凸缘之间的角位移期间,所述壳体段均能移动经过相同的角度。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的离合器片,在所述板组件与所述毂凸缘之间的角位移期间各个壳体段的角位移是可变的。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的离合器片,所述弹性阻尼器中的一个或多个弹性阻尼器具有与其它弹性阻尼器不同的大小、形状、体积或硬度。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的离合器片,所述弹性阻尼器的形状选自圆形、多边形、方形、矩形和椭圆形。
11.一种包括根据前述权利要求中任一项所述的离合器片的离合器。
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