CN106068394B - 带有力控制的补偿调节装置的摩擦离合器 - Google Patents

带有力控制的补偿调节装置的摩擦离合器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种摩擦离合器，摩擦离合器具有：对压板；与对压板连接的离合器盖；能在轴向上相对于对压板移位并且借助在圆周上分布的板簧与所述对压板抗扭转地连接的挤压板；带有在轴向上能夹紧地布置在对压板和挤压板之间的摩擦衬的离合器从动盘；在轴向上支撑于配置给离合器盖的支承部上的碟形弹簧，在摩擦离合器处于闭合状态时在对压板和挤压板之间相对于摩擦衬设定摩擦锁合的情况下以挤压力将挤压板逆着摩擦衬弹簧力和板簧力的作用朝向对压板预压紧；分离装置，以分离力使碟形弹簧的指向径向内部的碟形弹簧簧片逆着在碟形弹簧和离合器壳体之间被预紧的传感器弹簧的传感器弹簧力朝向对压板方向移位，以便打开所述摩擦离合器；力控制的补偿调节装置，在分离力超出传感器弹簧力时使所述支承部适应于摩擦衬的轴向磨损。为了使补偿调节装置坚固地抗抖动和振动，支承部配置给调整环，该调整环被迎着传感器弹簧指向的预紧力预紧并且借助轴向螺纹相对于离合器盖在轴向上布置并且可扭转地布置。

Description

带有力控制的补偿调节装置的摩擦离合器
技术领域
本发明涉及一种摩擦离合器，该摩擦离合器具有：对压板；与对压板连接的离合器盖；能在轴向上相对于对压板移位并且借助在圆周上分布的板簧与所述对压板抗扭转地连接的挤压板；带有在轴向上能夹紧地布置在对压板和挤压板之间的摩擦衬的离合器从动盘；在轴向上支撑于配置给离合器盖的支承部上的碟形弹簧，该碟形弹簧在摩擦离合器处于闭合状态时在在对压板和挤压板之间相对于摩擦衬设定摩擦锁合的情况下以挤压力将挤压板逆着摩擦衬弹簧力和板簧力的作用朝向对压板预压紧；分离装置，该分离装置以分离力使碟形弹簧的指向径向内部的碟形弹簧簧片逆着在碟形弹簧和离合器壳体之间被预紧的传感器弹簧的传感器弹簧力朝向对压板方向移位，以便打开所述摩擦离合器；以及力控制的补偿调节装置，该补偿调节装置在分离力超出传感器弹簧力时使所述支承部适应于摩擦衬的轴向磨损。
背景技术
带有力控制的补偿调节装置的这类摩擦离合器例如已经在文献DE 42 39 291A1，DE 43 06 505 A1，DE 42 39 289 A1及DE 43 22 677 A1中公开。在此，在摩擦离合器闭合并且在不存在磨损时，在设定摩擦离合器的预给定工作点的情况下，碟形弹簧支撑在用于补偿摩擦衬的磨损距离的斜坡装置的在周向上被弹簧加载的调整环上，阻止调整环扭转。在没有磨损的情况下打开摩擦离合器时，碟形弹簧在保持闭锁的情况下轴向支撑在传感器弹簧上。如果碟形弹簧由于摩擦衬轴向磨损而竖起，则出现提高的分离力，该分离力导致传感器弹簧轴向偏移。因此，调整环的闭锁被消除并且调整环借助在周向上起作用的压力弹簧的预紧力而扭转，直至借助斜坡装置补偿了磨损距离，调整环又贴靠到碟形弹簧上并且又设定了摩擦离合器的正确工作点。
在此，分离力必须在分离行程上递减地变化，使得出现所谓急降(Drop-Off)。此外，在摩擦离合器打开状态下，通过挤压板自然谐振、抖动或振动会发生不希望的补偿调节。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种带有力控制的补偿调节装置的摩擦离合器，该摩擦离合器构造得坚固地抗抖动、振动以及自然谐振。
该任务通过权利要求1的主题解决。从属权利要求反映了的权利要求1的主题的有利实施方式。
所提出的摩擦离合器包括对压板，例如飞轮、分体式飞轮的次级飞轮质量或者双离合器的用于构造具有唯一一个对压板的两个摩擦离合器的中央板，或者类似装置。离合器盖如离合器壳体与对压板连接，例如铆接或者螺纹连接。在对压板对面，挤压板抗扭转并且可轴向移位地例如借助在对压板上或者在离合器盖上在圆周上分布的板簧被接收在离合器盖内部。在挤压板和对压板的摩擦面之间设置离合器从动盘的可轴向夹紧的、在轴向上有磨损的摩擦衬，摩擦衬经过从新状态至磨损状态的使用寿命而持续地损失轴向摩擦衬厚度，因此造成对压板与挤压板之间的较小的磨损距离。在两个轴向间隔开的、分别朝向对压板摩擦面和挤压板摩擦面的摩擦衬之间设置摩擦衬弹簧装置，该摩擦衬弹簧装置抵抗形成对压板摩擦衬和挤压板摩擦衬之间的摩擦锁合的碟形弹簧的挤压力起作用。在摩擦离合器闭合状态下，碟形弹簧逆着板簧力和摩擦衬弹簧装置的摩擦衬弹簧力在设定所述摩擦锁合的情况下轴向支撑在配属给离合器盖的支承部上，使得传递可通过该摩擦离合器传递的最大离合器扭矩。通过使碟形弹簧的指向径向内部的碟形弹簧簧片被自动操纵的或者借助离合器踏板操纵的分离装置用分离力沿着分离行程逆着在碟形弹簧和离合器壳体之间被预紧的传感器弹簧的传感器弹簧弹簧力向对压板方向轴向位移，摩擦离合器被打开。
为了补偿摩擦衬的磨损以及补偿磨损距离，设置力控制的补偿调节装置，其中，在分离力超过传感器弹簧力时，支承部被相应于摩擦衬的轴向磨损来补偿，其方式是，支承部配置给调整环，该调整环被迎着传感器弹簧指向的预紧力预紧并且借助轴向螺纹相对于离合器盖在轴向上并且可扭转地布置。这意味着，取消在周向上起作用的能量存储器以及斜坡装置，取而代之，借助轴向螺纹进行磨损补偿，该轴向螺纹在轴向上被迎着传感器弹簧预紧。在分离力由于磨损而提高时，传感器弹簧向对压板方向偏移，使得轴向螺纹可扭转，由此使碟形弹簧的配置给轴向螺纹的支承部向对压板方向轴向移位，直至该支承部又贴靠在碟形弹簧上并且所产生的磨损距离又被补偿，碟形弹簧又占据其具有初始分离力的初始工作位置。
此时，调整环的逆着传感器弹簧力指向的预紧力以优选方式使在离合器盖和调整环之间被轴向有效夹紧的补偿调节碟形弹簧向前移。在此，调整环优选构造为轴向螺纹的可扭转部分，另一部分与离合器盖抗扭转地连接。轴向螺纹的在离合器盖上构成的该另一部分可以直接滚压加工到离合器盖中或者以类似方式加工。此外，轴向螺纹的该另一部分可由与离合器盖连接的中间环构成。在这里，中间环可具有外螺纹并且调整环可具有内螺纹。轴向螺纹的升角按照现有的力情况(例如补偿调节碟形弹簧的预紧力的力情况)、补偿调节装置上现有的摩擦力、设置的补偿调节周期以及补偿调节行程等来设定。例如用于扭转轴向螺纹的调节力FVR的设定可以按照公式：
FVR＝FAx*(tanα-μges)
由补偿调节碟形弹簧的预紧力FAx和轴向螺纹升角α的正切与轴向螺纹摩擦系数μges之差的乘积得出，摩擦系数μges包括例如补偿调节碟形弹簧与离合器盖之间的周围摩擦参数。在这里，调节力FVR在升角α为优选值的情况下远小于可预给定的预紧力FAx，使得几何可以感知和设定任意小的升角α，从而可以感知和设定高的磨损距离分辨率。
调整环优选在横截面中构造为L形，该L形具有布置在轴向内部、带有内螺纹的短支脚以及具有长支脚，该长支脚具有布置在轴向外部、借助在圆周上布置的轴向弹性的臂与短支脚连接的弯曲环。用于碟形弹簧的所述支承部可构造在、例如模制在两个支脚之间的调整环的棱边区域中。所述臂优选构成径向的、扭转弹性的并且在周向上构成的轴向弹性区域。在这里，弯曲环在摩擦离合器的分离行程的至少一部分上与摩擦离合器的力边缘构成贴靠接触，并且借助弯曲边缘和相对于支承部弹性构成的臂构成在力边缘上支撑碟形弹簧的附加力。该贴靠接触以及由此产生的力情况在此这样设定，使得该附加力在碟形弹簧力特征曲线的最小值区域内起作用。由此可以减小摩擦离合器的所述“急降”，使得在分离行程上能够设定更均匀的分离力。
借助所提出的补偿调节装置可以在摩擦离合器打开的情况下设置碟形弹簧在挤压板上的更高的贴靠力，使得可以降低不希望的补偿调节的危险并且提高挤压板的自然谐振。
换言之，碟形弹簧支承装置中的预紧力可以借助预紧力和传感器弹簧力相对于具有在周向上布置的调整环调整弹簧的摩擦离合器来显著提高。这具有的优点是，补偿调节装置的接触区域在补偿调节期间在调控点也完全处于配合中，从而保持更坚固地抵抗挤压板的动态振动以及固有频率。
在这里同时在补偿调节装置中进行分离力急降的静态优化。通过提高碟形弹簧支承装置中的预紧力，例如弯曲环的调整环悬臂可由于力平衡而提供相对于碟形弹簧力边缘的、相应提高的力输入，该力输入提高了碟形弹簧力特征曲线的分离力最小值。
由于通过迄今的带有在圆周上布置的压力弹簧的压力弹簧方案在调整换上同时作用有与力相比相当高的驱动力矩，可以不被设置如所提出的那样的相应较高的预紧力，因为作用在调整环上的力矩的提高促进补偿调节装置的不希望的补偿调节。因此，在提出的补偿调节装置中，使用在轴向上起作用的补偿调节碟形弹簧。调整环通过轴向螺纹与离合器盖连接。该轴向螺纹的升角以有利的方式这样协调，使得在排除自锁的情况下借助补偿调节碟形弹簧的预紧力来达到需要的驱动力矩。该驱动力矩在预紧力提高的情况下可以通过减小螺纹升角再得到平衡。
在提出的摩擦离合器上还有利的是，与在离合器盖上和调整环上带有斜坡装置的传统摩擦离合器相比，可以避免离合器盖中的以及调整环中的这类斜坡装置，从而避开不利的公差情况如斜坡的高度公差和平面度/平行度，这些不利的公差情况是由于斜坡数量大而在加工技术上预给定的。在提出的摩擦离合器中，离合器盖和调整环构造成无斜坡的。调整环通过轴向螺纹在与离合器盖连接的中间环上与离合器盖螺纹拧紧。在此，补偿调节碟形弹簧在离合器盖中预紧。在此，补偿调节力按照运动螺纹的原理以比摩擦角大的升角传递到调整环上。也就是说，补偿调节碟形弹簧的在轴向上导入的预紧力通过轴向螺纹转化为旋转运动。
与带有斜坡装置和在圆周上布置的、在周向方向上驱动调整环的压力弹簧的补偿调节装置相比，所提出补偿调节装置与轴向螺纹、轴向作用的补偿调节碟形弹簧以及可能带有贴靠在力边缘上弯曲环的调整环的组合的影响明显提高了轴向预紧力，例如提高10倍。因此，通过相应设计碟形弹簧，可以使分离力特征曲线的急降减小例如200牛。
此外，在离合器打开的情况下，挤压板固有频率的变化在分离行程上均匀地稳定在例如大于等于200赫兹，从而可以避免围绕补偿调节装置的补偿调节的调控点周围的区域中的干扰。通过由于传感器和补偿调节弹簧而提高的碟形弹簧预紧力，同时增大了摩擦离合器的设计余地，例如以挤压板质量、离合器组成部分刚度、轴向螺纹传动比等的形式。
附图说明
本发明借助在图1到8中示出的实施例来详细说明。附图示出：
图1：带有补偿调节装置的摩擦离合器的局部剖面，
图2：图1所示摩擦离合器的调整环的轴向螺纹的局部视图，
图3：图1所示摩擦离合器的调整环的局部剖面，
图4：图1的摩擦离合器的剖切的三维局部视图，
图5：图1的摩擦离合器的补偿调节装置的以剖切的三维部分视图示出的分解图，
图6：以带细节的三维视图示出的图1所示摩擦离合器的中间环，
图7：以带细节的三维视图示出的图1所示摩擦离合器的调整环，以及
图8：以三维视图示出的图1所示摩擦离合器的补偿调节碟形弹簧。
具体实施方式
图1以局部剖面示出绕旋旋转轴线d布置的摩擦离合器1，具有对压板2、与对压板连接(例如螺纹连接)的离合器盖3、挤压板4、带有向径向内部扩宽的碟形弹簧簧片6的碟形弹簧5以及仅部分示出的、带有借助摩擦衬弹簧装置9相互连接的摩擦衬8的离合器从动盘7并且具有补偿调节装置10。挤压板4借助在圆周上分布的、在切向上定向的、例如呈板簧组形式的板簧11与挤压板2和离合器盖3抗扭转地并且轴向可移位地连接。
示意性示出的补偿调节装置10由传感器弹簧12、借助铆钉13连接在离合器盖3上的中间环14、调整环15以及在轴向上被夹紧在离合器盖3和调整环15之间的补偿调节碟形弹簧16构成。中间环14和调整环15借助外螺纹17和内螺纹18构成轴向螺纹19。调整环15在径向外部具有与布置在圆周上的臂20连接的弯曲环21。
在摩擦离合器1处于示出的闭合状态中时，碟形弹簧5以其力边缘22支撑在调整环15的支承部23上并从而通过轴向螺纹19和中间环14轴向支撑在离合器盖3上，将挤压板4朝向对压板2预紧，使得在一方面对压板2和挤压板4与另一方面摩擦衬8之间形成摩擦锁合。在此，在闭合的摩擦离合器1的工作点上，由摩擦衬弹簧装置9的逆着作用于挤压板4上的挤压力FTF起作用的衬弹簧力FBlg和板簧力FBF产生力平衡。碟形弹簧5借助传感器弹簧力FSF和补偿调节碟形弹簧16的逆着该传感器弹簧力起作用的预紧力FAx稳定在该在支承部23上的杠杆支点上。传感器弹簧12在此借助卡穿过碟形弹簧簧片6并固定在离合器盖3上的锁销轴24与碟形弹簧5对置地在壳体侧轴向支撑，并且在与支承部23对置的一侧与碟形弹簧5在径向上的相同高度上拉紧。在示出的工作点上，碟形弹簧5通过预给定的力比例和杠杆比例在示出位置上夹紧，碟形弹簧簧片相应地竖起。
为了打开摩擦离合器1，也就是说，使对压板2和挤压板4以及摩擦衬8之间的摩擦锁合脱开，未示出的分离装置将分离力FARK朝向对压板2方向施加于碟形弹簧簧片6上。由此，在不进行补偿调节的状态下，足够刚性的传感器弹簧12起到杠杆支点的作用，使得力边缘22被向相反方向移位并且由挤压板4受摩擦衬弹簧力FBlg和板簧力FBF支持而抬起。由于传感器弹簧力FSF比与轴向螺纹19的设定的升角和摩擦相关联的预紧力FAx大，该轴向螺纹保持不变。在此，传感器弹簧力FSF和预紧力FAx之间的力平衡设计的这样强，使得压板4的固有频率在摩擦离合器1打开状态下不引起补偿调节装置10的调节。
在摩擦离合器1的分离行程区域中，由于碟形弹簧5的呈急降形式的典型力特征曲线，分离力FARK减小，在该区域中，弯曲环21与力边缘22发生贴靠接触。构造为由臂20和弯曲环21组成的悬臂的该部分对力边缘22施加悬臂力FKR，因而提高了分离力FARK，使得总体在整个分离行程上达到被更好地平衡的、具有减小的急降的分离力FARK。
如果在摩擦离合器1闭合状态下对压板2与挤压板4之间的轴向距离(如磨损距离)由于摩擦衬8的磨损而减小，则摩擦离合器1的工作点改变并且力比例和杠杆比改变。碟形弹簧5在其在挤压板4上和支承部23上的夹紧点之间更强烈地倾斜。因此，碟形弹簧簧片更大程度地竖起，也就是说，它们从对压板移开。由此，随着摩擦衬8磨损增加，分离力FARK持续升高，直到最后变得如此之高，使得传感器弹簧力FSF不再足以刚性地支撑碟形弹簧5。碟形弹簧然后在轴向上退让，使得支承部23被卸载并且出现一个相对于碟形弹簧5的小的、相当于摩擦衬磨损的间隙。预紧力FAx然后使调整环15在轴向螺纹19中扭转。由此，支承部23在轴向上靠近碟形弹簧5，直至所述间隙被消除。在下一次摩擦离合器1闭合时，摩擦离合器1或者说碟形弹簧5重新占据原始工作点。
图2和3反映在结构上构造的调整环15的局部。该调整环15在横截面中构造为L形，具有径向内部的短支脚25和径向扩展的长支脚26。在支脚25，26之间，支承部23设置在调整环15的环棱边上。短支脚25具有带有升角α的内螺纹18。根据升角α和摩擦，按照示意性示出的补偿调节碟形弹簧16的预紧力FAx进行调整环15在轴向螺纹19中(图1)的带有调节力FVR的扭转。长支脚26包含弯曲环21，该弯曲环借助臂20与短支脚25连接。
图4以剖切的三维视图示出没有对压板2和挤压板4的摩擦离合器1，在结构上构造有离合器盖3、碟形弹簧5和补偿调节装置16，该补偿调节装置具有传感器弹簧12、中间环14、调整环15以及补偿调节碟形弹簧16。离合器盖3出于图示清晰的原因表示为透明的。传感器弹簧12借助线材环27被抵着碟形弹簧5压紧。
图5以分解图示出在去掉离合器盖3的情况下的、在图4中示出的、围绕碟形弹簧5布置的相应补偿调节装置10，具有传感器弹簧12、布置于碟形弹簧5和传感器弹簧12之间的线材环27、中间环14、调整环15以及补偿调节碟形弹簧16。补偿调节装置10的所有构件由板件制成并且相应地冲压和成型。轴向螺纹19分别由中间环14和调整环15的轴向成型区构成。调整环15具有弯曲环21，在相应的分离行程中，为了消除碟形弹簧5的下降，该弯曲环与碟形弹簧5的力边缘22产生贴靠接触。为了使悬臂力在轴向上弹性地耦合和传递到力边缘22上，在圆周上分布的悬臂20具有扭转弹性的、径向指向的区域28和轴向弹性的、在周向上延伸的区域29。
图6以三维视图示出中间环14，带有轴向成型的、以细节示出的外螺纹17。在同一图中，图7示出调整环15，带有弯曲环21、臂20和以细节示出的内螺纹18，图8示出在结构上构造的补偿调节碟形弹簧16。
参考标记列表
1 摩擦离合器
2 对压板
3 离合器盖
4 挤压板
5 碟形弹簧
6 碟形弹簧簧片
7 离合器从动盘
8 摩擦衬
9 摩擦衬弹簧装置
10 补偿调节装置
11 板簧
12 传感器弹簧
13 铆钉
14 中间环
15 调整环
16 补偿调节碟形弹簧
17 外螺纹
18 内螺纹
19 轴向螺纹
20 臂
21 弯曲弹簧
22 力边缘
23 支承部
24 卡锁销轴
25 支脚
26 支脚
27 线材环
28 区域
29 区域
d 旋转轴线
FARK 分离力
FAx 预紧力
FBF 板簧力
FBlg 摩擦衬弹簧力
FKR 悬臂力
FSF 传感器弹簧力
FTF 挤压力
FVR 调节力
α 升角

Claims (10)

1.摩擦离合器(1)，具有：对压板(2)；与对压板(2)连接的离合器盖(3)；在轴向上能相对于对压板(2)移位并且借助在圆周上分布的板簧(11)与所述对压板抗扭转地连接的挤压板(4)；带有在轴向上能夹紧地布置在对压板(2)和挤压板(4)之间的摩擦衬(8)的离合器从动盘(7)；在轴向上支撑于配置给离合器盖(3)的支承部(23)上的碟形弹簧(5)，该碟形弹簧在摩擦离合器(1)处于闭合状态时在对压板(2)和挤压板(4)之间相对于摩擦衬(8)设定摩擦锁合的情况下以挤压力(FTF)将挤压板(4)逆着摩擦衬弹簧力(FBlg)和板簧力(FBF)的作用朝向对压板(2)预压紧；分离装置，该分离装置以分离力(FARK)使碟形弹簧(5)的指向径向内部的碟形弹簧簧片(6)逆着在碟形弹簧(5)和离合器盖(3)之间被预紧的传感器弹簧(12)的传感器弹簧力(FSF)朝向对压板(2)方向移位，以便打开所述摩擦离合器(1)；以及力控制的补偿调节装置(10)，该补偿调节装置在分离力(FARK)超出传感器弹簧力(FSF)时使所述支承部(23)适应于摩擦衬(8)的轴向磨损，其特征为：所述支承部(23)配置给调整环(15)，该调整环被以迎着传感器弹簧(12)指向的预紧力(FAx)预紧并且借助轴向螺纹(19)相对于离合器盖(3)在轴向上布置并且可扭转地布置。
2.按照权利要求1所述的摩擦离合器(1)，其特征为：设置在离合器盖(3)和调整环(15)之间被轴向夹紧的补偿调节碟形弹簧(16)，用于提供所述预紧力(FAx)。
3.按照权利要求1或2所述的摩擦离合器(1)，其特征为：所述轴向螺纹(19)由与离合器盖(3)连接的中间环(14)以及所述调整环(15)构成。
4.按照权利要求3所述的摩擦离合器(1)，其特征为：所述中间环(14)具有外螺纹(17)并且所述调整环(15)具有内螺纹(18)。
5.按照权利要求1或2所述的摩擦离合器(1)，其特征为：所述轴向螺纹(19)构造成非自锁的。
6.按照权利要求2所述的摩擦离合器(1)，其特征为：将用于使所述轴向螺纹(19)扭转的调节力(FVR)设定为小于补偿调节碟形弹簧(16)的预紧力(FAx)与所述轴向螺纹(19)的升角(α)的正切和所述轴向螺纹(19)的摩擦系数之差的乘积。
7.按照权利要求2所述的摩擦离合器(1)，其特征为：所述调整环(15)在横截面中构造为L形，该L形具有布置在径向内部、带有内螺纹(18)的短支脚(25)并且具有长支脚(26)，该长支脚具有布置在径向外部并借助在圆周上布置的、轴向弹性的臂(20)与所述短支脚(25)连接的弯曲环(21)，该L形还具有设置在这些支脚(25，26)的过渡区域中的支承部(23)。
8.按照权利要求7所述的摩擦离合器(1)，其特征为：所述弯曲环(21)在所述摩擦离合器(1)的分离行程的至少一部分上与所述碟形弹簧(5)的力边缘(22)形成贴靠接触。
9.按照权利要求7或8所述的摩擦离合器(1)，其特征为：所述弯曲环(21)至少在分离行程的一部分上对碟形弹簧(5)加载以使分离力(FARK)增大的悬臂力(FKR)。
10.按照权利要求9所述的摩擦离合器(1)，其特征为：所述悬臂力(FKR)在碟形弹簧(5)的力特征曲线的最小值区域中起作用。
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