CN1281105A - 带有为压盘散热的叶轮风扇部件的摩擦离合器 - Google Patents

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Abstract

汽车用摩擦离合器,包括离合器盖、压盘、偏压件和调整机构。调整机构包括第一环形凸轮、可相对第一环形凸轮旋转的第二环形凸轮和扭转弹簧及容纳弹簧的壳体组件。压盘有多个从压盘的与摩擦接合面相反的一侧延伸的冷却叶片。调整机构可操作地位于偏压件和压盘之间。壳体有一法兰,该法兰位于压盘叶片上方,从而限定径向延伸的气流通道。压盘和壳体一起限定叶轮风扇,其迫使空气随着压盘的旋转径向向外经过压盘。

Description

带有为压盘散热的叶轮风扇部件的摩擦离合器
本发明涉及摩擦离合器领域，尤其涉及带有离合器散热部件的摩擦离合器。
已知的摩擦离合器在汽车发动机的飞轮和相关变速箱之间提供能释放的扭转连接。离合器重复的接合和分离循环使离合器主动盘的摩擦材料发生磨损。如果离合器过分打滑，或者滥用，就会在离合器内产生不希望的大量热。这些热将不利地影响离合器的接合特性，从而增加了摩擦材料的磨损。压盘内的过量热积累会导致离合器性能的恶化。最好由离合器吸收并散出过量的热。一些离合器压盘具有散热片以促进压盘内的散热。然而，在有些情况下，散热片不足以迅速地散热。散热片也不能充分地减少压盘内的热分布变化来减少热应力的产生。
摩擦材料的上述磨损也是个有关的问题。随着摩擦材料的磨损，弹簧直接或间接作用在压盘上的离合器压紧载荷趋于降低。通常离合器备有调整机构以补偿摩擦材料的磨损和伴随而来的压紧载荷的损失。但是，调整机构，尤其是某些类型的自动调整机构，会占据压盘上的散热片的位置或与其干涉。因此，离合器通常配备散热片或者自动调整机构，而不是两个同时配备。
本发明提供一种为离合器压盘散热的装置，其不仅有效地为压盘散热，而且能容纳自动调整机构。
另外还提供一种在压盘上的部件，其为压盘的散热比散热片更有效。
汽车的摩擦离合器包括离合器盖、压盘、偏压件和调整机构。调整机构包括第一环形凸轮、第二环形凸轮和扭转弹簧及壳体组件。离合器盖有一旋转轴线。压盘联接到离合器盖上，与之一起绕轴线旋转。压盘有一个基本垂直于轴线的摩擦接合面。该压盘在与摩擦接合面相对的一侧有多个自压盘延伸出来的冷却叶片。这些冷却叶片位于轴线的第一径向距离。偏压件位于离合器盖和压盘之间，将压盘偏压向压盘接合的位置。调整机构绕轴线对中，并位于距离轴线的第一径向距离的位置。调整机构可操作地位于偏压件和压盘之间。第一环形凸轮可旋转地相对压盘固定。第二环形凸轮相对第一环形凸轮可旋转。两个凸轮有多个相互接合的凸轮面，其形状设计成第二凸轮相对第一凸轮沿顺行方向的旋转能增加调整机构的高度。扭转弹簧和壳体组件可操作地位于第一环形凸轮和第二环形凸轮之间，包括一个扭转弹簧和一个壳体。壳体容纳扭转弹簧。壳体有一个法兰。法兰位于压盘叶片的上方，从而限定径向延伸的气流通道。压盘和壳体一起限定一个叶轮风扇，其迫使空气随着压盘绕轴线的旋转而径向向外经过压盘。
离合器压盘包括一个环形压盘体、一个摩擦接合面、多个冷却叶片和多个平台面。环形压盘体的中心位于旋转轴线上。摩擦接合面基本垂直于轴线。多个冷却叶片在与摩擦接合面相反的一侧从压盘轴向延伸，并从位于离轴线第一径向距离的内顶端径向向外延伸。冷却叶片与压盘体形成一体。平台面位于冷却叶片上面并与压盘体有一定轴向距离。
本发明的离合器提供了一种冷却离合器压盘的装置，其即能有效地为压盘散热，又能容纳自动调整机构。
所述压盘提供了一种部件，其比散热片更有效地为压盘散热。
图1是离合器的侧剖视图。
图2是图1所示离合器压盘沿箭头2的端视图。
图3是离合器沿图2中箭头3所示方向的破断面视图。
图4是离合器沿图2中箭头4所示方向的破断面视图。
图5是离合器沿图2中箭头5所示方向的破断面视图。
图6是压盘和扭转弹簧及壳体组件的破断面立体图。
图7是压盘和离合器盖之间连接的破断面视图。
图1所示为汽车用摩擦离合器10。离合器10绕轴线12旋转。飞轮14可旋转地固定在汽车发动机(未示出)的曲轴上。中心位于轴线12的主动盘16具有花键套，其可滑动地与花键输入轴18接合。主动盘16夹在飞轮14和压盘20之间。主动盘16有摩擦件22，该摩擦件在离合器10处于接合状态时与飞轮接合面24以及压盘接合面26接合。压盘20包括在环形压盘体27的大部分内，环形压盘体的另一侧上是接合面26。
离合器盖28位于压盘上方，并固定在飞轮14上。多个狭条30在盖28和径向延伸的压盘20法兰31之间周向延伸，如图7所示。狭条30可旋转地将压盘20固定到离合器盖28上，而允许压盘20相对盖28轴向移动。
膜片弹簧32轴向位于离合器盖28和压盘20之间。在离合器10处于接合位置时，膜片弹簧32的环形部分34将压盘20偏压向飞轮14，将主动盘16夹在其中，可旋转地将输入轴18与飞轮14连接在一起或锁定在一起。膜片弹簧32有多个径向向内延伸的弹簧指或杆36，其径向内顶端与可轴向移动的释放组件38接合。枢转环40轴向位于环形部分34的外径和盖28之间。环40利于环形部分34相对盖28枢转或弯曲。
离合器10可选择地通过沿着轴线12向着远离飞轮14的方向轴向移动释放组件38来释放或分离。这种移动是由驾驶者通过一个踏板操作的离合器操纵杆系(未示出)实现的。当指36的径向内顶端轴向移动远离飞轮14，指36弯成弓形引起环形部分34偏转，从而解除作用在压盘上的夹紧载荷，使输入轴18可以相对飞轮14旋转。
作为另一种选择，离合器可以不用带有指36的膜片弹簧32，而是采用多个压缩螺旋弹簧作用到多个径向的杆上，后者又接合到压盘20。借助压缩螺旋弹簧或斜弹簧，弹簧载荷通常作用到杆的径向内端。这些杆可枢转地支承在径向外端。另外离合器也可以采用环形膜片式弹簧代替螺旋弹簧来偏压这些杆。
在压盘20和膜片弹簧32之间枢转环40的径向向内的一个位置上设置调整机构42。调整机构42用来补偿摩擦件22的磨损。
调整机构42在其最基本零件范围内包括第一和第二可相对旋转的环形凸轮以及一个弹簧。该弹簧引起凸轮之间的相对旋转。在图1所示的实施例中，第一凸轮44相对离合器盖28和压盘20静止不动或者不能旋转。尽管所示的第一凸轮是与压盘20作为单个部件整体形成的，但其也可以做成独立的环，或者多个凸轮部分。第二凸轮或可旋转凸轮46呈环形，可用任何具有足够刚度的材料制成，包括钢和塑料。第一凸轮44和第二凸轮46分别具有相互接合的第一凸轮面48和第二凸轮面50。第一凸轮面48由与压盘20整体形成的楔形物52限定，如图6清楚所示。楔形物52之间具有周向沟54。第一凸轮44和第二凸轮46的中心都位于轴线12上。
从接合面26到第二凸轮46的支点之间的有效压盘厚度由第二凸轮46相对第一凸轮44的相对旋转位置控制。最好是可旋转的凸轮能够靠在压盘20上并由槽或类似物止动，静止凸轮靠在膜片弹簧32上。另外，膜片弹簧32不需要直接接合任何一个凸轮，因为第二枢转环可用于限定支点。
扭转弹簧和壳体组件56固定到压盘20上。组件56包括一个凸轮弹簧58和一个支承弹簧58的凸轮弹簧壳体60，如图1和6清楚所示。
凸轮弹簧58是一个在壳体60内自缠绕的扁钢丝弹簧。凸轮弹簧58有第一端或外端61，当离合器10完全组装好后，该第一端或外端61与第二凸轮54的弹簧钩(未示出)接合。在装配之前，第一端61与止动销62接合。凸轮弹簧58的第二端或内端容纳在凸轮弹簧壳体60内的一个狭槽中。随着主动盘16的磨损，弹簧58打开缠绕，将凸轮54偏压向增加有效压盘厚度的位置。
壳体60在内部限定一个通道63，该通道引导凸轮弹簧58。壳体60有内径部分64和第一和第二法兰部分66和68。这些法兰部分分别从内径部分64向外延伸限定通道63。接收和止动弹簧58第二端的狭槽或窗口位于内径部分64中。
止动销62穿过在第一法兰部分66和第二法兰部分68内的对准的销孔。止动销62与弹簧58的第一端61接合，如图7所示。在第二法兰部分68内有三个安装孔72。孔72的位置与压盘20上的相应孔对准。在第一法兰部分66内设有间隙槽口74，用来容纳将壳体孔72的接收物固定到压盘上的装置，例如调整限位销76。销76带螺纹的端部穿过孔72，并旋进压盘20内的螺纹孔中。销76的轴部靠在第二法兰部分68上。调整限位销76构成防止调整机构42调整过度的调整限制机构78的一部分。
离心叶轮风扇80和相关的气流通道由第二法兰部分68、压盘20和在压盘20与第二法兰部分68之间延伸的多个冷却叶片82限定。叶片82与压盘20作为单件整体形成。叶片从压盘20的与接合面26相反的一侧轴向延伸，并从内顶端84径向延伸到外顶端86。外顶端86与内顶端84轴向偏置，使得叶片相对如图2所示的旋转方向有个向后的角度。在图2中所示的压盘20不带法兰31。压盘20沿箭头88所示方向旋转。该向后的角度或向后的倾斜提供了一种叶轮，其有利的是，比另一种叶片方向更有效，并且在适当压力下提供了更大量的气流。
叶片82在其间限定了气流通道90，容纳从离合器10的径向内部区域流向离合器10的径向外部区域的气流。在叶片82内楔形物52附近有高度降低的部分或槽口92。这些槽口提供了气流绕凸轮楔形物52和经沟54的路径90。作为槽口92的替换，叶片82可以做成不完全延伸到楔形物52，由此限定绕楔形物的必要气流通路90。每个叶片82有一个平台部分94。这些平台部分94与第二法兰部分68接合以闭合通道81的一侧。
气流通道81的特征在于，横截面基本为矩形，如图6所示，在该图中可以看到通道81的内端部。内径部分64与压盘20的内径大致相等，使得通道81的内端部最终在所有侧面都封闭。尽管气流通道81在所有侧面都封闭，其内端部和外端部却都开着。
离心叶轮风扇80比散热片的优势之一在于，叶轮风扇80迫使更多的空气穿过压盘20，因此在为压盘20散热方面比散热片更有效。更有利的是，将第二法兰部分用来封闭通道的一侧不仅提供了与离心叶轮风扇相应的好处，而且同时可以容纳自动调整机构42。
很显然，对上述离合器结构存在很多种明显的可替代实施例。例如，可用圆形横截面的扭转偏压凸轮弹簧替代平面横截面的弹簧，或者甚至可用螺旋牵簧。或者，凸轮弹簧壳体可以改为只有一个法兰部分，去掉第一法兰部分。另外，所述的离心叶轮风扇可以用在具有不同结构的离合器中，包括斜簧离合器或者在盖上而不是在压盘上设置了调整机构的离合器。另外，旋转凸轮和静止凸轮的位置可以调换。
这里公开的实施例用来使读者知悉本发明的新颖性方面。尽管这里示出并描述了本发明的优选实施例，但本技术领域的普通技术人员可以在不脱离在后附权利要求书中所述的本发明精神和范围的情况下，作出许多中改动、变化和替换。

Claims (14)

1．一种汽车用摩擦离合器(10)，包括：
一个具有一旋转轴线(12)的离合器盖(28)；
一个联接到盖(28)上与之一起绕轴线(12)旋转的压盘(20)，具有基本垂直于轴线(12)的摩擦接合面(26)，具有多个冷却叶片(82)，该冷却叶片在与摩擦接合面(26)相反的一侧从压盘(20)延伸，并位于离轴线(12)第一径向距离的位置；
一个位于盖(28)和压盘(20)之间的偏压件(32)，将压盘(20)偏压向压盘接合的位置；
一个中心位于轴线(12)的调整机构(42)，可操作地位于偏压件(32)和压盘(20)之间，该调整机构(42)包括：
可旋转地相对压盘(20)固定的第一环形凸轮(44)，
可相对第一环形凸轮(44)旋转的第二环形凸轮(46)，两个凸轮(44，46)具有多个相互接合的凸轮面(48，50)，其形状使得第二凸轮(46)相对第一凸轮(44)沿顺行方向的旋转能增加调整机构(42)的高度，
可操作地布置在第一环形凸轮(44)和第二环形凸轮(46)之间的扭转弹簧和壳体组件(56)，包括：
一个扭转弹簧(58)和
一个壳体(60)，该壳体接收扭转弹簧(58)并有一个位于压盘(20)叶片(82)之上的法兰(68)，
其中，法兰(68)和叶片(82)及压盘(20)的与摩擦接合面(26)相反的一侧一起形成径向向外延伸的叶轮风扇(80)气流通道(81)，其迫使空气在压盘(20)绕轴线(12)旋转时径向向外经过压盘。
2．如权利要求1所述的摩擦离合器(10)，其特征在于：每个叶片(82)都有一个与法兰(68)接合的平台(94)。
3．如权利要求2所述的摩擦离合器(10)，其特征在于：平台(94)平行于接合面(26)并与之等间距。
4．如权利要求1所述的摩擦离合器(10)，其特征在于：叶片(82)相对压盘(20)旋转方向有一个向后的角度。
5．如权利要求1所述的摩擦离合器(10)，其特征在于：叶片(82)的高度在径向靠近环形凸轮(44和46)的位置降低，以在叶片(82)和环形凸轮(44和46)之间限定气流路径(90)。
6．如权利要求1所述的摩擦离合器(10)，其特征在于：扭转弹簧壳体(60)有一个与压盘(20)内径直径基本相等的内径部分(64)，叶片(82)的内顶端(84)靠近压盘(20)内径，结果形成的气流通道(81)在内径端(84)所有侧面都封闭。
7．一种离合器压盘(20)，包括：
一个中心位于旋转轴线(12)的环形压盘体(27)；
一个基本垂直于轴线(12)的摩擦接合面(26)；
多个冷却叶片(82)，其从压盘(20)的与摩擦接合面(26)相反的一侧轴向延伸，并从位于离轴线(12)第一径向距离处的内顶端(84)径向向外延伸，叶片(82)与压盘体(27)作为单件整体形成；
一个叶片(82)上的平台面(94)，其轴向与压盘体(27)有一定间距。
8．如权利要求7所述的离合器压盘(20)，其特征在于，平台(94)平行于接合面(26)，并与之等距。
9．如权利要求7所述的离合器压盘(20)，其特征在于，叶片(82)相对压盘(20)的旋转方向有一个向后的角度。
10．如权利要求7所述的离合器压盘(20)，其特征在于，压盘(20)包括环形定位的凸轮楔形物(52)，其与压盘(20)作为单件整体形成。
11．如权利要求10所述的离合器压盘(20)，其特征在于，叶片(82)的高度在径向靠近凸轮楔形物(52)处降低，以限定在叶片(82)和环形凸轮(44和46)之间的气流路径(90)。
12．一种离合器压盘(20)，包括：
一个中心位于旋转轴线(12)的环形压盘体(27)；
一个基本垂直于轴线(12)的摩擦接合面(26)；
多个冷却叶片(82)，其其从压盘(20)的与摩擦接合面(26)相反的一侧轴向延伸，并从位于离轴线(12)第一径向距离处的内顶端(84)径向向外延伸，叶片(82)与压盘体(27)作为单件整体形成；
一个叶片(82)上的平台面(94)，其轴向与压盘体(27)有一定间距。
多个环形定位的与压盘(20)作为单件整体形成的凸轮楔形物(52)；
叶片(82)的高度在径向靠近凸轮楔形物(52)处降低，以限定在叶片(82)和环形凸轮(44和46)之间的气流路径(90)。
13．如权利要求12所述的离合器压盘(20)，其特征在于，平台(94)平行于接合面(26)，并与之等距。
14．如权利要求12所述的离合器压盘(20)，其特征在于，叶片(82)相对压盘(20)的旋转方向有一个向后的角度。
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