ITMI960009A1 - CLUTCH COUPLING FOR TRANSMISSION OF TORQUE INTO A LINE OR DRIVE CHAIN - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
L'invenzione riguarda un innesto a frizione per la trasmissione di momento torcente in una linea o catena di azionamento, il quale possiede una parte di ingresso, azionabile dalla parte di uscita di un motore, come per esempio l'albero a gomiti di un motore termico, una parte di uscita connettibile con un albero da azionare, come ad esempio l'albero di ingresso di una trasmissione, e un dispositivo di azionamento per l'innesto ed il disinnesto. The invention relates to a friction clutch for the transmission of torque in a drive line or chain, which has an input part, which can be operated from the output part of an engine, such as for example the crankshaft of an engine. an output part that can be connected to a shaft to be operated, such as the input shaft of a transmission, and an actuation device for engagement and disengagement.
Simili innesti a frizione vengono impiegati per esempio in autoveicoli, e cioè per la trasmissione di momento torcente fra il motore termico e La trasmissione collegata a valle di questo. Such friction clutches are used, for example, in motor vehicles, ie for the transmission of torque between the thermal engine and the transmission connected downstream thereof.
Innesti a frizione rispettivamente dispositivi di azionamento per innesti a frizione sono divenuti noti per esempio dai brevetti statunitensi 5.267.635 e 4.865.173. Queste costruzioni necessitano però di uno spazio relativamente grande ed anche dal punto di vista del montaggio sono relativamente dispendiose e quindi costose. Inoltre la potenza rispettivamente l'energia da fornire per l'azionamento degli innesti a frizione è relativamente elevata. Questo è fra l'altro da ricondurre al fatto che la forza applicata dalla molla di spinta dei rispettivi innesti deve venire vinta completamente dal dispositivo di azionamento corrispondentemente associato. Friction clutches respectively actuation devices for friction clutches have become known for example from US patents 5,267,635 and 4,865,173. However, these constructions require a relatively large space and are also relatively expensive and therefore expensive from the point of view of assembly. Furthermore, the power or energy to be supplied for actuating the friction clutches is relatively high. This is due, among other things, to the fact that the force applied by the thrust spring of the respective clutches must be overcome completely by the correspondingly associated actuation device.
Alla base della presente invenzione vi è il compito di realizzare innesti a frizione del tipo menzionato all'inizio con un dispositivo di azionamento, che nella struttura sia semplice ed economico. Inoltre, il dispositivo di azionamento deve rendere possibile in modo semplice un'automatizzazione dell'innesto a frizione, affinché questo possa venire impiegato almeno in connessione con una trasmissione semi-automatica o addirittura con una trasmissione:completamente automatica. The present invention is based on the task of making friction clutches of the type mentioned at the beginning with an actuation device, which is simple and economical in its structure. Furthermore, the drive device must make it possible in a simple way to automate the friction clutch, so that it can be used at least in connection with a semi-automatic or even a fully automatic transmission.
Secondo l'invenzione questo viene ottenuto per il fatto che almeno all'innesto dell'innesto a frizione per mezzo del dispositivo di azionamento è generabile una forza che determina, in funzione del momento torcente da trasmettere, l'impegno ad attrito dell'innesto a frizione, ove il dispositivo di azionamento a tal scopo presenta un primo componente azionabile mediante la parte di ingresso dell'innesto a frizione ed un secondo componente, collegabile dal punto di vista dell'azionamento con la parte di uscita dell'innesto a frizione, e separabile da questa, i quali preferibilmente interagiscono in modo tale da provocare una forza di innesto rispettivamente di chiusura per l'innesto a frizione. Secondo l'invenzione, inoltre, il momento torcente da trasmettere dall'innesto a frizione viene sfruttato per la generazione di una forza di azionamento. Queta forza di azionamento, che provoca preferibilmente una chiusura dell'innesto a frizione, può venire regolata rispettivamente comandata in modo vantaggioso proporzionalmente al momento torcente presente. La forza di azionamento rispettivamente la forza di chiusura dell'innesto a frizione può inoltre venire regolata per mezzo del dispositivo di azionamento in modo tale che essa impedisca proprio uno slittamento fra la parte di ingresso e la parte di uscita dell'innesto a frizione. La forza di azionamento, applicata dal dispositivo di azionamento, per l'innesto a frizione può venire generata in modo semplice per mezzo di una rotazione relativa presente fra la parte di ingresso e la parte di uscita dell'innesto a frizione. In modo particolarmente vantaggioso il dispositivo di azionamento può possedere un dispositivo che converte il momento torcente, da trasmettere rispettivamente presente fra parte di ingresso e parte di uscita, in una forza assiale. According to the invention, this is achieved by the fact that at least when the friction clutch is engaged by means of the actuation device, a force can be generated which determines, as a function of the torque to be transmitted, the frictional engagement of the clutch at clutch, where the actuation device for this purpose has a first component that can be actuated by means of the input part of the friction clutch and a second component, connectable from the point of view of the actuation with the output part of the friction clutch, and separable from this, which preferably interact in such a way as to cause a clutching or closing force for the friction clutch. Furthermore, according to the invention, the torque to be transmitted by the friction clutch is exploited to generate an actuation force. This actuation force, which preferably causes a closing of the friction clutch, can be adjusted or controlled in an advantageous manner in proportion to the torque present. The actuation force or the closing force of the friction clutch can also be adjusted by means of the actuation device in such a way that it precisely prevents slippage between the inlet part and the outlet part of the friction clutch. The actuation force, applied by the actuation device, for the friction clutch can be generated in a simple manner by means of a relative rotation present between the inlet part and the outlet part of the friction clutch. Particularly advantageously, the actuation device can have a device which converts the torque to be transmitted, respectively, present between the inlet part and the outlet part, into an axial force.
Per la struttura ed il funzionamento di un innesto a frizione secondo l'invenzione può essere particolarmente idoneo se questo presenta un corpo o scatola connettibile con il volano di un motore termico, un disco di spinta, non girevole rispetto al corpo, però spostabile assialmente, un disco di frizione, serrabile fra una superficie di attrito del disco di spinta ed una superficie di attrito del volano, nonché mezzi di azionamento efficaci fra il corpo ed il disco di spinta, ove il disco di frizione forma la parte di uscita dell'innesto a frizione. La parte di presa di moto del disco di frizione può essere formata da un mozzo, che è connettibile con.l'albero di ingresso di una trasmissione. In modo vantaggioso l'innesto a frizione può possedere:mezzi di azionamento eseguiti come leve di trasmissione, mediante le quali è introducibile nell'innesto a frizione la forza necessaria per la chiusura dell'innesto a frizione. A tale scopo le leve di trasmissione possono essere sollecitatili sulle loro zone radialmente interne dal dispositivo di azionamento, in particolare dal suo primo componente. Le leve di trasmissione possono però essere eseguite radialmente all'intero ed eventualmente essere connesse tra loro mediante una zona anulare in modo tale che esse formino direttamente il primo componente, che interagisce con il secondo componente per la generazione di una forza assiale. In modo vantaggioso i mezzi di azionamento rispettivamente le leva di trasmissione possono essere formate da un componente di forma anulare presentante singoli bracci radiali. Un simile componente di forma anulare è divenuto noto per esempio dalla pubblicazione brevettuale DE-PS 833094. In modo vantaggioso le leve di trasmissione possono essere supportate in maniera orientabile sul corpo dell'innesto, e caricare assialmente il disco di spinta almeno alla chiusura rispettivamente con innesto a frizione chiuso. Per la struttura dell'innesto a frizione può essere idoneo che le leve di trasmissione rispettivamente il componente che forma le leve di trasmissione siano supportate rispettivamente sia supportato in modo orientabile su zone radialmente esterne rispetto al corpo, e che sollecitino rispettivamente solleciti il disco di spinta con zone situate radialmente tra queste zone esterne e le zone radialmente interne. Per alcuni scopi di applicazione può essere però anche vantaggioso che le leve di trasmissione con le loro zone radialmente esterne sollecitino il disco di spinta e siano supportate in maniera orientabile sul corpo con zone poste radialmente più all'interno. For the structure and operation of a friction clutch according to the invention it can be particularly suitable if this has a body or box that can be connected to the flywheel of a heat engine, a thrust disc, which does not rotate with respect to the body, but which can be axially displaced, a friction plate, which can be clamped between a friction surface of the thrust plate and a friction surface of the flywheel, as well as effective actuation means between the body and the thrust plate, where the friction plate forms the output part of the clutch friction. The drive part of the friction disc can be formed by a hub, which is connectable with the input shaft of a transmission. Advantageously, the friction clutch can have: actuation means formed as transmission levers, by means of which the force necessary for closing the friction clutch can be introduced into the friction clutch. For this purpose, the transmission levers can be stressed on their radially internal regions by the actuation device, in particular by its first component. However, the transmission levers can be executed radially internally and possibly be connected to each other by means of an annular zone in such a way that they directly form the first component, which interacts with the second component for the generation of an axial force. Advantageously, the actuation means or the transmission lever can be formed by an annular component having individual radial arms. Such an annular component has become known for example from the patent publication DE-PS 833094. Advantageously, the transmission levers can be supported in an orientable manner on the clutch body, and axially load the thrust disc at least when closing respectively with closed friction clutch. For the structure of the friction clutch, it may be suitable that the transmission levers or the component forming the transmission levers are supported respectively is supported in an orientable way on areas radially external to the body, and which respectively stress the thrust disc with zones located radially between these external zones and the radially internal zones. For some application purposes, however, it may also be advantageous for the transmission levers with their radially external zones to stress the thrust disk and to be supported in an orientable manner on the body with zones located radially more internally.
Per il funzionamento e la struttura dell'innesto a frizione può essere inoltre idoneo se le leve di trasmissione, efficaci come mezzi di azionamento dell'innesto, rispettivamente il componente che le forma sono sottoposte rispettivamente è sottoposto ad una forza di ritorno, agente nella direzione di apertura rispettivamente direzione di disinnesto dell'innesto a frizione. In caso di impiego di un componente di forma anulare per la formazione dei mezzi di azionamento, questo può essere eseguito corrispondentemente molleggiente. For the operation and structure of the friction clutch, it may also be suitable if the transmission levers, effective as means for actuating the clutch, respectively the component which forms them respectively, is subjected to a return force, acting in the direction opening direction respectively disengagement direction of the friction clutch. If an annular-shaped component is used for forming the drive means, this can be correspondingly spring-loaded.
Può essere particolarmente vantaggioso se il dispositivo di azionamento possiede un servomeccanismo, che assicura che la potenza rispettivamente energia esterna da fornire per il dispositivo di azionamento, che è necessaria per la formazione della forza di chiusura dell'innesto a frizione, possa venire mantenuta piccola. Questo servomeccanismo può essere disposto in modo vantaggioso fra il primo componente ed il secondo componente del dispositivo di azionamento. Il servoeffetto desiderato può venire generato per esempio da un dispositivo a rampe, ove almeno uno, preferibilmente entrambi i componenti, portano corrispondenti rampe. Il servoeffetto del dispositivo a rampe può venire adattato al rispettivo caso di impiego mediante corrispondente scelta dell'angolo di pendenza delle rampe. La disposizione delle rampe può avvenire in modo tale che, in caso di una trasmissione di momento torcente dalla parte di ingresso alla parte di uscita dell'innesto a frizione, venga generata una forza che chiude l'innesto a frizione. Può essere anche vantaggioso se le rampe rispettivamente il dispositivo a rampe sono eseguite rispettivamente è eseguito in modo tale che, in presenza di un flusso di momento torcente dalla parte di uscita alla parte di ingresso dell'innesto, venga generata una forza che chiude l'innesto. Può essere particolarmente vantaggioso, in particolare in casi di impiego dell'innesto a frizione nella catena di azionamento di un autoveicolo, se il dispositivo a rampa è eseguito in modo tale che questo, almeno con dispositivo di azionamento attivato, provochi una chiusura dell'innesto a frizione sia in caso di funzionamento a spinta sia anche in caso di funzionamento a trazione dell'autoveicolo. Le rampe efficaci nel funzionamento a spinta e nel funzionamento a trazione, a seconda del caso di applicazione, possono possedere almeno approssimativamente lo stesso angolo di incontro rispettivamente di inclinazione oppure angoli di ind inazione differenti, ove nell'ultimo caso può essere idoneo se l'angolo di inclinazione della rampa per il funzionamento a spinta è maggiore di quello per il funzionamento a trazione. Una struttura particolarmente semplice dell'innesto a frizione rispettivamente del dispositivo di azionamento può venire assicurata per il fatto che per mezzo di un innesto il secondo componente del dispositivo di azionamento è connettibile e separabile dal punto di vista dell'azionamento con la parte di uscita dell'innesto a frizione rispettivamente dell'albero connesso con questo. Questo innesto può essere eseguito anch'esso come innesto a frizione. Anche se questo innesto può venire eseguito come innesto azionabile con mezzi in pressione, è particolarmente idoneo se esso viene progettato come innesto azionato elettricamente. In caso di impiego di un innesto azionato con mezzi in pressione, questo può venire commutato per esempio pneumaticamente od idraulicamente. In caso di impiego di un innesto azionato elettricamente, questo può essere eseguito in modo vantaggioso come innesto elettromagnetico. Una struttura particolarmente semplice dell'innesto azionato elettricamente può venire ottenuta per il fatto che questo possiede almeno un supporto di bobina non rotante ed un disco di indotto spostabile limitatamente assialmente. Il disco di indotto in questo caso può essere connesso non girevolmente con il secondo componente del dispositivo di azionamento, però essere spostabile almeno limitatamente assialmente rispetto a questo. L'articolazione del disco di indotto al secondo componente può avvenire in modo vantaggioso mediante un elemento elastico a mo' di membrana o mediante elementi elastici a mo' di molle a balestre. Per la struttura del dispositivo di azionamento può essere inoltre di vantaggio se assialmente fra il disco di indotto ed il corpo di bobina fermo è disposto almeno un disco portabile in impegno ad attrito con il disco di indotto e non girevole con la parte di uscita dell'innesto a frizione. Questo disco serve come disco di frizione rispettivamente di freno. Questo disco di frizione rispettivamente di freno ed il disco di indotto sono girevoli rispetto al supporto di bobina rispettivamente alla bobina. It can be particularly advantageous if the actuating device has a servomechanism, which ensures that the power or external energy to be provided for the actuating device, which is necessary for the formation of the closing force of the friction clutch, can be kept small. This servomechanism can be advantageously arranged between the first component and the second component of the drive device. The desired servo effect can be generated for example by a ramp device, where at least one, preferably both components, carry corresponding ramps. The servo effect of the ramp device can be adapted to the respective application by means of a corresponding selection of the slope angle of the ramps. The arrangement of the ramps can take place in such a way that, in the event of a torque transmission from the inlet to the outlet part of the friction clutch, a force is generated which closes the friction clutch. It can also be advantageous if the ramps respectively the ramp device are executed respectively is executed in such a way that, in the presence of a torque flow from the outlet part to the inlet part of the clutch, a force is generated which closes the grafting. It can be particularly advantageous, in particular in cases where the friction clutch is used in the drive chain of a motor vehicle, if the ramp device is designed in such a way that this, at least with the actuation device activated, causes the clutch to close. with friction both in case of push operation and also in case of traction operation of the vehicle. The ramps effective in push and pull operation, depending on the application case, may have at least approximately the same angle of encounter respectively of inclination or different angles of ind inaction, where in the latter case it may be suitable if the inclination angle of the ramp for the push operation is greater than that for the pull operation. A particularly simple design of the friction clutch or the actuating device can be ensured in that the second component of the actuating device is connectable and separable from the point of view of the actuation by means of a clutch with the output part of the friction clutch of the shaft connected thereto, respectively. This clutch can also be performed as a friction clutch. While this clutch can be performed as a pressurized clutch, it is particularly suitable if it is designed as an electrically operated clutch. If a clutch operated with pressurized means is used, this can be switched, for example, pneumatically or hydraulically. If an electrically operated clutch is used, this can advantageously be implemented as an electromagnetic clutch. A particularly simple structure of the electrically operated clutch can be obtained in that it has at least one non-rotating coil support and a limited axially displaceable armature disc. In this case, the armature disc can be non-rotatably connected to the second component of the actuation device, but can be displaced at least to a limited extent axially with respect to this. The articulation of the armature disc to the second component can advantageously take place by means of an elastic element in the form of a membrane or by means of elastic elements in the form of leaf springs. It can also be advantageous for the structure of the actuation device if at least one wearable disk is arranged axially between the armature disk and the stationary coil body in frictional engagement with the armature disk and not rotatable with the output part of the friction clutch. This disc serves as a friction or brake disc. This brake clutch disc respectively and the armature disc are rotatable with respect to the spool holder respectively the spool.
Per il funzionamento e la struttura dell'innesto a frizione può essere particolarmente vantaggioso se il disco di indotto porta almeno un magnete permanente interagente almeno con il disco di freno rispettivamente di frizione. Può essere particolarmente vantaggioso quando il disco di indotto è eseguito come magnete permanente rispettivamente possiede un magnetismo permanente. Grazie ad una simile esecuzione può venire assicurato che sia presente sempre un impegno ad attrito determinato rispettivamente una determinata possibilità di trasmissione di momento torcente fra il disco di indotto ed il disco di freno rispettivamente di frizione. Perciò può venire assicurato che anche in caso di bobina senza corrente ed in caso di una rotazione relativa almeno fra la parte di ingresso e la parte di uscita dell'innesto a frizione può venire trasmessa una forza di azionamento, come in particolare una forza di chiusura, ai mezzi di azionamento dell'innesto a frizione. Mediante questo impegno ad attrito può avvenire una rotazione relativa fra il primo componente ed il secondo componente del dispositivo di azionamento, cosicché il dispositivo previsto fra questi due componenti, che converte il momento torcente introdotto in una forza assiale, genera una forza di chiusura per l'innesto a frizione. L'impiego di un disco ad indotto, che presenta caratteristiche di magnete permanente, in particolare in caso di impiego dell'innesto a frizione nella carena di azionamento di un autoveicolo, ha il vantaggio che anche a motore fermo l'innesto a frizione può venire impiegato come blocco di pareheggio, e cioè con marcia di trasmissione inserita. Non appena è presente la tendenza ad una rotazione relativa fra l'albero di presa di moto del motore rispettivamente tra il volano e l'albero di ingresso della trasmissione, l'innesto si blocca rispettivamente si chiude in conseguenza dell'impegno ad attrito presente fra il disco di indotto ed il disco di freno rispettivamente di frizione. Così, con corrispondente progettazione del dispositivo a rampe e con marcia inserita, il veicolo può venire assicurato sia in direzione di discesa sia anche in direzione di salita di una pendenza mediante il motore che serve come freno. Il disco di freno rispettivamente di frizione del dispositivo di disinnesto in modo vantaggioso può venire disposto fisso assialmente e in modo non girevole sull'albero azionabile dalla parte di uscita dell'innesto a frizione. Il secondo componente del dispositivo di azionamento è opportunamente supportato in naniera girevole rispetto all'albero azionabile dalla parte di uscita dell'innesto a frizione. Questo secondo componente può quindi ruotare sia almeno limitatamente rispetto al primo componente, sia illimitatamente, riguardo all'angolo, rispetto al disco di freno rispettivamente di frizione ed il corpo di bobina. Il disco di freno rispettivamente di frizione è girevole dal canto suo illimitatamente nuovamente rispetto al corpo di bobina. For the operation and structure of the friction clutch it can be particularly advantageous if the armature disc carries at least one permanent magnet interacting at least with the brake or friction disc. It can be particularly advantageous when the armature disc is designed as a permanent magnet or has permanent magnetism. Thanks to such an embodiment it can be ensured that there is always a certain frictional engagement or a certain possibility of torque transmission between the armature plate and the brake or friction plate. It can therefore be ensured that an actuating force, such as in particular a closing force, can be transmitted even in the case of a current-free coil and in the event of relative rotation at least between the input and output parts of the friction clutch. , to the means for actuating the friction clutch. By means of this frictional engagement, a relative rotation can take place between the first component and the second component of the drive device, so that the device provided between these two components, which converts the torque introduced into an axial force, generates a closing force for the 'friction clutch. The use of an armature disc, which has the characteristics of a permanent magnet, in particular when the friction clutch is used in the driving fairing of a motor vehicle, has the advantage that even when the engine is stopped, the friction clutch can be used as a balancing block, i.e. with the transmission gear engaged. As soon as there is a tendency for relative rotation between the drive shaft of the engine, respectively, between the flywheel and the transmission input shaft, the clutch locks or closes as a result of the frictional engagement present between the armature disc and the brake disc respectively of the clutch. Thus, with the corresponding design of the ramp device and with the gear engaged, the vehicle can be secured both in the direction of descent and also in the direction of ascent of a slope by means of the motor which serves as a brake. The brake or friction disc of the release device can advantageously be arranged axially and non-rotatably fixed on the shaft which can be actuated from the output part of the friction clutch. The second component of the actuation device is suitably supported in a rotatable basket with respect to the shaft which can be actuated from the outlet part of the friction clutch. This second component can therefore rotate both at least to a limited extent with respect to the first component, and indefinitely, with respect to the angle, with respect to the brake disc respectively the friction and the reel body. The brake or friction disc can rotate indefinitely again relative to the reel body.
L'innesto a frizione eseguito secondo l'invenzione può venire automatizzato in modo particolarmente semplice, cosicché esso può trovare impiego con trasmissioni semi-automatiche o trasmissioni completamente automatiche. A tale scopo l'innesto del dispositivo di azionamento può essere comandabile per mezzo di un'unità elettronica, che elabora parametri di funzionamento di un autoveicolo. Questo può avvenire in modo particolarmente vantaggioso in caso di impiego di un innesto elettromagnetico, poiché allora deve venire regolata rispettivamente comandata corrispondentemente soltanto la corrente che fluisce attraverso la bobina dell'innesto, corrente che determina la grandezza dell'impegno ad attrito. A seconda della riduzione di flusso della corrente di eccitazione nella bobina, l 'innesto elettromagnetico può venire chiuso o aperto rispettivamente l'impegno ad attrito nell'innesto elettromagnetico può venire aumentato o ridotto. Quest'ultimo fatto è di vantaggio in particolare in caso di impiego di un disco di indotto con caratteristiche magnetiche permanenti, poiché, come già menzionato, in caso di impiego di un simile disco di indotto, anche con bobina priva di corrente può venire trasmesso un certo momento. Per l'apertura dell'innesto a frizione è quindi da instaurare un campo magnetico attraverso la bobina, in direzione opposta al campo magnetico del disco di indotto. The friction clutch made according to the invention can be automated in a particularly simple way, so that it can be used with semi-automatic transmissions or fully automatic transmissions. For this purpose, the engagement of the actuation device can be controlled by means of an electronic unit, which processes the operating parameters of a motor vehicle. This can take place particularly advantageously when using an electromagnetic clutch, since then only the current flowing through the coil of the clutch has to be controlled or controlled accordingly, which current determines the magnitude of the frictional engagement. Depending on the flux reduction of the excitation current in the coil, the electromagnetic clutch can be closed or opened or the frictional engagement in the electromagnetic clutch can be increased or reduced. This latter fact is particularly advantageous when using an armature disk with permanent magnetic characteristics, since, as already mentioned, when using such an armature disk, even with a current-free coil a certain moment. In order to open the friction clutch, a magnetic field must therefore be established through the coil, in the opposite direction to the magnetic field of the armature disc.
Anziché l'impiego di un disco di indotto che presenta caratteristiche magnetiche permanenti, può venire impiegato anche un disco, in particolare un disco metallico, che è sollecitato con una forza predeterminata verso il disco di freno rispettivamente di frizione del dispositivo di azionamento. Questa forza può venire generata per mezzo di almeno un accumulatore di forza, ove a tale scopo possono venire considerati anche i mezzi elastici che assicurano una trasmissione di momento torcente fra il disco di indotto ed il secondo componente del dispositivo di azionamento. Instead of using an armature disc which has permanent magnetic characteristics, a disc, in particular a metal disc, can also be used, which is urged with a predetermined force towards the brake or friction disc of the actuation device. This force can be generated by means of at least one force accumulator, where for this purpose the elastic means which ensure a transmission of torque between the armature disc and the second component of the drive device can also be considered.
Come già menzionato, al posto di un innesto elettromagnetico può trovare impiego per il dispositivo di disinnesto, anche un innesto per esempio azionabile idraulicamente o pneumaticamente, ove allora l'organo di regolazione rispettivamente l'unità a stantuffo e cilindro può venire comandata mediante una valvola, che viene azionata mediante un'unità elettronica, che elabora parametri di funzionamento di un autoveicolo. Grazie all'esecuzione secondo l'invenzione del dispositivo di azionamento dell'innesto sono anche qui necessarie pressioni relativamente ridotte per l'azionamento dell'innesto a frizione rispettivamente per l'applicazione della forza di chiusura necessaria dell'innesto a frizione. As already mentioned, instead of an electromagnetic clutch, a clutch, for example hydraulically or pneumatically actuated, can also be used for the release device, wherein then the regulating element or the piston and cylinder unit can be actuated by means of a valve. , which is operated by an electronic unit, which processes the operating parameters of a motor vehicle. Thanks to the embodiment of the clutch actuation device according to the invention, relatively low pressures are also required here for actuating the friction clutch or for applying the required closing force of the friction clutch.
Con l'aiuto delle figure l'invenzione viene spiegata più in dettaglio. In questo caso: With the help of the figures the invention is explained in more detail. In this case:
La Fig. 1 mostra un innesto a frizione eseguito secondo l'invenzione, la Fig. 2 mostra uno sviluppo parziale della disposizione a rampe del dispositivo di azionamento considerato in direzione della freccia II secondo la Fig. 1, e Fig. 1 shows a friction clutch made according to the invention, Fig. 2 shows a partial development of the ramp arrangement of the actuation device considered in the direction of arrow II according to Fig. 1, and
la Fig. 3 mostra la caratteristica del momento dell'innesto del dispositivo di azionamento. Fig. 3 shows the characteristic of the moment of engagement of the actuating device.
L'innesto a frizione 1, rappresentato in Fig. 1, possiede un corpo o scatola 2, che è connesso non girevolmente con un volano 3. Il volano 3 è azionabile dall'albero di uscita 4 di un motore non rappresentato più in dettaglio. Con il corpo 2 è connesso resistente a rotazione, però spostabile assialmente, un disco di spinta 5. Questa connessione avviene in modo di per sé noto mediante elementi di molla a balestra 6. Assialmente fra la superficie di attrito 5a del disco di spinta 5 e la superficie di attrito 3a del volano 3 sono serrabili le guarnizioni di attrito 7 di un disco di frizione 8. Fra le guarnizioni di attrito 7 possono essere previsti elementi elastici di guarnizione, che provocano un instaurarsi e ridursi progressivo del momento torcente trasmissibile dall'innesto a frizione 1. Il disco di frizione 8, che forma la parte di uscita dell'innesto a frizione, possiede un mozzo 9 che è alloggiato resistente a rotazione su un albero di ingresso di trasmissione 10. Il volano 3 ed il disco di spinta 5 formano praticamente la parte in ingresso dell'innesto a frizione 1. L'innesto 1 possiede inoltre mezzi di azionamento 11, i quali nell'esempio di esecuzione rappresentato sono formati da elementi 12 a mo' di leva, che sono supportati in maniera orientabile sulle loro zone 12a radialmente esterne sul corpo 2, sono sollecitabili nelle loro zone 12b radialmente interne da un componente 13 del dispositivo di azionamento 14 e sollecitano il disco di spinta 5 con zone 12c che si trovano fra le zone interne 12b e quelle esterne 12a. Le leve 12 agiscono anche come leve di trasmissione, le quali amplificano la forza assiale, introdotta dal dispositivo di azionamento 14 nelle zone 12b, in modo tale che la forza di chiusura dell'innesto a frizione 1 sia un multiplo di questa forza assiale rispettivamente forza di azionamento. Le leve 12 in modo vantaggioso possono venire riunite come componente di forma anulare, per cui viene semplificato il montaggio dell'innesto a frizione. Un tale elemento di forma anulare è divenuto noto dalla già menzionata pubblicazione brevettuale DE-PS 838094. The friction clutch 1, shown in Fig. 1, has a body or box 2, which is non-rotatably connected to a flywheel 3. The flywheel 3 can be actuated by the output shaft 4 of an engine not shown in more detail. Rotationally resistant, but axially displaceable, a thrust disc 5 is connected to the body 2. This connection occurs in a per se known manner by means of leaf spring elements 6. Axially between the friction surface 5a of the thrust disc 5 and the friction surface 3a of the flywheel 3 can be tightened by the friction linings 7 of a friction disc 8. Elastic seal elements may be provided between the friction linings 7, which cause a progressive establishment and reduction of the torque transmissible from the clutch friction plate 1. The friction plate 8, which forms the output portion of the friction clutch, has a hub 9 which is rotatably housed on a transmission input shaft 10. The flywheel 3 and the thrust plate 5 practically form the inlet part of the friction clutch 1. The clutch 1 also has actuation means 11, which in the embodiment shown are formed by elements 12 in the form of the levers, which are supported in an orientable manner on their radially external zones 12a on the body 2, can be stressed in their radially internal zones 12b by a component 13 of the actuation device 14 and stress the thrust disc 5 with zones 12c lying between the internal zones 12b and the external zones 12a. The levers 12 also act as transmission levers, which amplify the axial force, introduced by the actuation device 14 in the zones 12b, so that the closing force of the friction clutch 1 is a multiple of this axial force respectively force drive. The levers 12 can advantageously be assembled as an annular component, whereby the assembly of the friction clutch is simplified. Such an annular-shaped element has become known from the already mentioned patent publication DE-PS 838094.
Il dispositivo di azionamento 14 possiede un primo componente 13, azionabile mediante la parte di ingresso dell'innesto a frizione 1 rispettivamente mediante i mezzi di azionamento 11 non girevoli con il corpo 2, nonché un secondo componente 15, connettibile e separabile dal punto di vista dell'azionamento con la parte di uscita rispettivamente il disco di frizione 8 dell'innesto a frizione. I due componenti 13, 15 sono ruotabili limitatamente l'uno rispetto all'altro. Il dispositivo di azionamento 14 possiede un dispositivo 16, che converte in una forza assiale il momento torcente da trasmettere dall'innesto a frizione 1, il quale dispositivo, nell'esempio di esecuzione rappresentato, comprende una disposizione a rampe 17, disposta fra i due componenti 13 e 15. Come è visibile in particolare: dalla Fig. 2, nell'esempio di esecuzione sia sul primo componente '3 sia anche sul secondo componente 15 sono previste rampe 13a, 15a, ove fra queste rampe 13a, 15a sono disposti corpi rotolanti sotto forma di sfere 18. Secondo una forma di esecuzione non rappresentata, anche soltanto uno dei due componenti 13, 15 può presentare rampe interagenti con le sfere 18. The actuation device 14 has a first component 13, which can be actuated by means of the inlet part of the friction clutch 1 or by means of the actuation means 11 which do not rotate with the body 2, as well as a second component 15, which can be connected and separated from the point of view of the drive with the output part respectively the friction plate 8 of the friction clutch. The two components 13, 15 can be rotated to a limited extent with respect to each other. The actuation device 14 has a device 16, which converts the torque to be transmitted by the friction clutch 1 into an axial force, which device, in the exemplary embodiment shown, comprises a ramp arrangement 17, arranged between the two components 13 and 15. As can be seen in particular: from Fig. 2, in the example of execution both on the first component '3 and also on the second component 15 there are ramps 13a, 15a, where bodies are arranged between these ramps 13a, 15a rolling in the form of spheres 18. According to an embodiment not shown, even only one of the two components 13, 15 can have ramps interacting with the spheres 18.
Il dispositivo 16 rispettivamente la disposizione a rampe 17 agisce come servomeccanismo, che provoca un'amplificazione di forza assiale. Questa amplificazione è dipendente dall'angolo di inclinazione rispettivamente dall'angolo di incontro delle rampe 13a, 15a. The device 16 or the ramp arrangement 17 acts as a servomechanism, which causes an amplification of axial force. This amplification is dependent on the angle of inclination respectively on the angle of encounter of the ramps 13a, 15a.
La struttura dell'innesto a frizione 1 rispettivamente del dispositivo di azionamento 14 è tale per cui il dispositivo a rampe almeno in caso di una trasmissione di momento torcente dall'albero 4 da azionare all'albero 10 azionato provoca una chiusura rispettivamente un innesto dell'innesto a frizione 1. Mediante le rampe 13a, 14a, salenti in entrambe le direzioni di rotazione, viene inoltre ottenuto che non soltanto in caso di funzionamento a trazione, bensì anche con funzionamento a spinta può avvenire una chiusura dell’innesto a frizione 1. Si ha il funzionamento a trazione quando l'introduzione di momento torcente avviene mediante l'albero 4. Si ha il funzionamento a spinta quando l'introduzione di momento torcente ha luogo mediante l'albero 10. The structure of the friction clutch 1 respectively of the actuating device 14 is such that the ramp device at least in case of a torque transmission from the shaft 4 to be actuated to the actuated shaft 10 causes a closure or a clutch of the friction clutch 1. By means of the ramps 13a, 14a, rising in both directions of rotation, it is also achieved that not only in the case of traction operation, but also in the push-to-run operation, the friction clutch 1 can be closed. The traction operation occurs when the introduction of the torque takes place through the shaft 4. The thrust operation occurs when the introduction of the torque takes place through the shaft 10.
Il secondo componente 15 è connettibile con l'albero 10 connesso non girevolmente con la parte di presa di moto dell'innesto 8, ed è separabile da questo. Nell'esempio di esecuzione rappresentato, questo innesto 19 è eseguito come innesto a frizione, e cioè come innesto a frizione azionato elettricamente. Il dispositivo di connessione, formato da un innesto 19 elettromagnetico, fra il secondo componente 15 e l'albero 10, possiede un disco di indotto 20, che è portabile in impegno ad attrito con un disco di freno rispettivamente di frizione 21, che è previsto resistente a rotazione e fisso assialmente sull'albero 10. Il disco di indotto 20 è spostabile assialmente e connesso non girevolmente con il secondo componente 15. Questa connessione girevole può avvenire per mezzo di un componente a mo' di membrana o per mezzo di elementi a mo' di molla a balestra, che possiedono rispettivamente una connessione resistente a rotazione con i due componenti 15 e 20. Sul lato, non rivolto verso il disco, d'indotto 20, del disco di freno rispettivamente di frizione 21 è disposta una bobina rispettivamente un supporto di bobina 22, che è resistente a rotazione e preferibilmente assialmente fisso, per esempio con il corpo di trasmissione 23 rappresentato parzialmente. Come è visibile dalla Fig. 1, non è presente alcun contatto diretto fra il supporto di bobina 22 ed il disco di freno rispettivamente di frizione 21. Il disco di freno rispettivamente di frizione 21 è costituito da materiale magnetizzabile. Questo disco di freno rispettivamente di frizione 21 è isolato rispetto all'albero 10 che lo porta mediante uno strato intermedio 24. The second component 15 can be connected to the shaft 10, which is not rotatably connected to the drive part of the clutch 8, and can be separated from this. In the illustrated embodiment example, this clutch 19 is designed as a friction clutch, i.e. as an electrically operated friction clutch. The connection device, formed by an electromagnetic clutch 19, between the second component 15 and the shaft 10, has an armature disc 20, which is wearable in frictional engagement with a brake or friction disc 21, which is provided rotationally resistant and axially fixed on the shaft 10. The armature disc 20 is axially displaceable and non-rotatably connected with the second component 15. This rotatable connection can take place by means of a membrane-like component or by means of elements to as a leaf spring, which respectively have a connection resistant to rotation with the two components 15 and 20. On the side, not facing the rotor, of the armature 20, of the brake or friction disc 21, there is a coil respectively a coil holder 22, which is rotationally resistant and preferably axially fixed, for example with the transmission body 23 partially shown. As can be seen from Fig. 1, there is no direct contact between the coil support 22 and the brake or friction disc 21. The brake or friction disc 21 is made of magnetizable material. This brake or friction disc 21 is isolated from the shaft 10 which carries it by means of an intermediate layer 24.
In modo vantaggioso, il disco di indotto 20 può essere almeno parzialmente magnetico permanentemente. A tale scopo il disco di indotto 20 può portare almeno un magnete permanente o è costituito praticamente completamente da un materiale presentante caratteristiche magnetiche permanenti. In caso di impiego di un disco di indotto 20 che presenta almeno un magnetismo residuo, può venire assicurato che anche con bobina 22 non annientata da corrente è presente un certo impegno o un definito impegno ad attrito fra il disco di indotto 20 ed il disco di freno rispettivamente di frizione 21. Grazie a questo impegno ad attrito può venire assicurato che anche con autoveicolo fermo, motore fermo e marcia inserita, è possibile una chiusura dell'innesto a frizione 1. Questo viene assicurato per il fatto che in caso di una tendenza ad una rotazione relativa fra i due alberi 4 e 10, il momento di attrito, presente fra i due componenti 20 e 21, provoca un movimento relativo fra i due componenti 13 e 15, per cui nuovamente mediante il dispositivo a rampe 17 viene esercitata una forza assiale, che genera la chiusura dell'innesto a frizione 1, sulle zone interne dei mezzi di azionamento 11. Advantageously, the armature disc 20 can be at least partially permanently magnetic. For this purpose, the armature disc 20 can carry at least one permanent magnet or is practically completely constituted by a material having permanent magnetic characteristics. In case of use of an armature disc 20 which has at least one residual magnetism, it can be ensured that even with the coil 22 not annihilated by current there is a certain engagement or a defined frictional engagement between the armature plate 20 and the friction brake respectively 21. Thanks to this frictional engagement it can be ensured that even with the vehicle stationary, engine stopped and gear engaged, a closing of the friction clutch 1 is possible. This is ensured by the fact that in the event of a tendency to a relative rotation between the two shafts 4 and 10, the frictional moment, present between the two components 20 and 21, causes a relative movement between the two components 13 and 15, so that again by means of the ramp device 17 a axial force, which generates the closure of the friction clutch 1, on the internal areas of the actuation means 11.
Almeno alla messa in marcia dell'autoveicolo la bobina 22 può venire alimentata con una corrente continua, per cui viene instaurato un flusso di forza magnetica, il quale con direzione della corrente corrispondente attira il disco di indotto 20 in direzione della bobina 22, cosicché viene aumentato l'impegno ad attrito fra i due componenti 20 e 21. La grandezza dell'impegno ad attrito fra i componenti 20 e 21 è dipendente dalla grandezza della corrente di eccitazione. Mediante inversione della direzione della corrente di eccitazione anche mediante la bobina 22 può avvenire una repulsione assiale del disco di indotto 20, per cui l'impegno ad attrito di base presente, a causa della magnetizzazione del disco di indotto 20, fra i due componenti 20 e 21 può venire eliminato. Non appena questo impegno ad attrito è eliminato rispettivamente raggiunge un valore molto ridotto, per esempio per la commutazione della trasmissione avviene un'apertura dell'innesto a frizione 1. A tale scopo i mezzi di azionamento 11 vengono sollecitati da forza nella direzione di disinnesto dell'innesto a frizione 1, per cui il primo componente 13 sposta la disposizione a rampe 17 nella posizione di partenza rispettivamente posizione centrale rappresentala in Fig. 2. Questa posizione corrisponde alla posizione delle leve 12, indicata in Fig. 1 con "A.". Il secondo componente 15 è supportato in maniera girevole mediante un supporto 25 rispetto all'albero 10 rispettivamente al disco di freno 21 e alla bobina 22. Tramite il supporto 25 viene assorbita la forza di azionamento e, per esempio come è rappresentato, trasmessa all'albero 10, che a sua volta tramite il suo supporto trasmette ulteriormente la forza di azionamento al corpo 23 della trasmissione. At least when the motor vehicle is started, the coil 22 can be supplied with a direct current, whereby a magnetic force flux is established, which with a corresponding current direction attracts the armature disk 20 in the direction of the coil 22, so that it is increased the frictional engagement between the two components 20 and 21. The magnitude of the frictional engagement between the components 20 and 21 is dependent on the magnitude of the excitation current. By reversing the direction of the excitation current also by means of the coil 22, an axial repulsion of the armature disk 20 can occur, so that the basic frictional engagement is present, due to the magnetization of the armature disk 20, between the two components 20 and 21 can be deleted. As soon as this frictional engagement is eliminated or reaches a very low value, for example the friction clutch 1 is opened when the transmission is switched. For this purpose, the drive means 11 are force-applied in the disengagement direction of the friction clutch 1, whereby the first component 13 moves the ramp arrangement 17 to the starting position respectively the central position represented in Fig. 2. This position corresponds to the position of the levers 12, indicated in Fig. 1 with "A." . The second component 15 is rotatably supported by means of a support 25 relative to the shaft 10 respectively to the brake disc 21 and to the coil 22. The actuation force is absorbed by the support 25 and, for example as shown, transmitted to the shaft 10, which in turn further transmits the driving force to the transmission body 23 through its support.
La grandezza della corrente di eccitazione per la bobina 22 viene comandata per mezzo di un'unità elettronica 26, che elabora diversi parametri di funzionamento. I parametri di funzionamento elaborati dall'unità elettronica possono essere formati per esempio dalla posizione di commutazione della trasmissione e da grandezze rappresentanti lo stato di azionamento della trasmissione. Inoltre si può tenere conto di grandezze che rappri:sentano lo stato di azionamento del freno dell'autoveicolo e/o lo stato di carico del motore. The magnitude of the excitation current for the coil 22 is controlled by means of an electronic unit 26, which processes various operating parameters. The operating parameters processed by the electronic unit can be formed, for example, by the switching position of the transmission and by quantities representing the operating state of the transmission. Furthermore, it is possible to take into account quantities that represent the state of actuation of the brake of the motor vehicle and / or the state of load of the engine.
La forza di ritorno, agente sui mezzi di azionamento 11, nella direzione di disinnesto della frizione 1 in modo vantaggioso può venire generata direttamente dai mezzi di azionamento 11 eseguiti come componente elastico. I mezzi di azionamento possono quindi essere formati da un componente elastico a mo' di membrana, il quale nello stato non caricato provoca un'apertura dell'innesto a frizione 1. The return force acting on the actuation means 11 in the disengagement direction of the clutch 1 can advantageously be generated directly by the actuation means 11 formed as an elastic component. The actuation means can therefore be formed by an elastic component like a membrane, which in the unloaded state causes an opening of the friction clutch 1.
In Fig. 3 è rappresentata la curva caratteristica momento-corrente di eccitazione dell'innesto 19. Come visibile, mediante l'innesto 19 nello stato non eccitato della bobina 22 può venire trasmesso un momento di base 27. Questo momento di base 27 viene assicurato dall'impegno ad attrito di base presente fra i due componenti 20 e 21. Con corrispondente alimentazione di corrente alla bobina 22 aumenta il momento trasmissibile dall'innesto 19. In caso di inversione della direzione della corrente l'impegno ad attrito di base fra i due componenti 20 e 21 viene ridotto, cosicché il momento trasmissibile fra questi due componenti diviene minore e con corrispondente intensità di corrente mediante sollevamento del disco di indotto 20 dal disco 21 viene completamente eliminato. Può perciò avvenire anche un'apertura dell'innesto a frizione prima dell'avviamento del motore, e questo anche con marcia di trasmissione inserita e catena di azionamento eventualmente serrata. Fig. 3 shows the moment-current characteristic curve of excitation of the clutch 19. As can be seen, by means of the clutch 19 in the unexcited state of the coil 22, a base moment 27 can be transmitted. This base moment 27 is ensured. by the basic frictional engagement present between the two components 20 and 21. With corresponding current supply to the coil 22, the transmissible moment from the clutch 19 increases. two components 20 and 21 is reduced, so that the transmissible moment between these two components becomes smaller and with corresponding current intensity by lifting the armature disc 20 from the disc 21 is completely eliminated. Therefore, the friction clutch can also be opened before starting the engine, and this even with the transmission gear engaged and the drive chain possibly tightened.
Al posto di un innesto 19 elettromagnetico, come innesto ausiliario potrebbe venire impiegato anche uno a base magnetoreologica. In questo caso può essere particolarmente idoneo se l'innesto è costruito in modo tale che il liquido magnetoreologico sia esposto all'effetto di magneti permanenti, cosicché quando l'innesto non è alimentato da corrente esso è praticamente chiuso, quindi può trasmettere un momento torcente, cosicché esso può assumere la funzione di blocco di parcheggio. Il campo magnetico del magnete o dei magneti permanente/i può venire ridotto rispettivamente eliminato mediante alimentazione con corrente, cosicché allora il momento trasmissibile dall'innesto può venire ridotto o completamente eliminato. Una simile soluzione offre il vantaggio che non si possono manifestare oscillazioni di attrito entro l'innesto ausiliario. Simili oscillazioni di attrito possono essere svantaggiose a causa dell'elevata amplificazione generata dal servomeccanismo, poiché esse influenzano la capacità di modulazione del momento torcente trasmissibile dell'innesto principale. Instead of an electromagnetic clutch 19, one with a magnetorheological basis could also be used as an auxiliary clutch. In this case it can be particularly suitable if the graft is constructed in such a way that the magnetorheological liquid is exposed to the effect of permanent magnets, so that when the graft is not powered by current it is practically closed, so it can transmit a torque. so that it can take over the parking lock function. The magnetic field of the permanent magnet (s) can be reduced or eliminated by power supply, so that the transmissible moment of the clutch can then be reduced or completely eliminated. Such a solution offers the advantage that frictional oscillations cannot occur within the auxiliary clutch. Such frictional oscillations can be disadvantageous due to the high amplification generated by the servomechanism, since they affect the modulation capacity of the transmissible torque of the main clutch.
Le rivendicazioni brevettuali depositate con la domanda sono proposte di formulazione senza pregiudizio per l'ottenimento di ulteriore protezione brevettuale. La Richiedente si riserva di rivendicare ancora ulteriori caratteristiche rese note finora soltanto nella descrizione e/o nei disegni. The patent claims filed with the application are proposed for formulation without prejudice to obtaining further patent protection. The Applicant reserves the right to claim still further characteristics disclosed so far only in the description and / or in the drawings.
Riferimenti impiegati in sottorivendicazioni rimandano all'ulteriore esecuzione dell'oggetto della rivendicazione principale mediante le caratteristiche della rispettiva sottorivendicazione; essi non sono da intendere come una rinuncia all'ottenimento di una protezione oggettiva autonoma per le caratteristiche delle sottorivendicazioni riferite. References used in sub-claims refer to the further implementation of the subject matter of the main claim by means of the characteristics of the respective sub-claim; they are not to be understood as a renunciation of obtaining autonomous objective protection for the characteristics of the related sub-claims.
Gli oggetti di queste sofctorivendicazioni formano però anche invenzioni autonome, che presentano una configurazione indipendente dagli oggetti delle precedenti sottorivendicazioni. However, the objects of these soft claims also form autonomous inventions, which have a configuration independent of the objects of the preceding sub-claims.
L'invenzione non è nemmeno limitata all'esempio di esecuzione della descrizione. Invece nell'ambito dell'invenzione sono possibili numerose variazioni e modifiche, in particolare tali varianti, elementi e combinazioni e/o materiali, che per esempio mediante combinazione o modifica di singole caratteristiche rispettivamente elementi o passi di procedimento, in connessione con quelli descritti nella descrizione generale e nelle forme di esecuzione, nonché nelle rivendicazioni e contenute nei disegni, sono inventive e mediante caratteristiche combinabili conducono ad un nuovo oggetto o a nuovi passi di procedimento rispettivamente sequenze di passi di procedimento, anche nella misura in cui riguardano processi di fabbricazione, di esame e di lavoro. The invention is not even limited to the exemplary embodiment of the description. On the other hand, numerous variations and modifications are possible within the scope of the invention, in particular such variations, elements and combinations and / or materials, which for example by combining or modifying individual characteristics respectively elements or process steps, in connection with those described in the general description and in the embodiments, as well as in the claims and contained in the drawings, are inventive and by means of combinable characteristics lead to a new object or to new process steps or sequences of process steps, also insofar as they concern manufacturing processes, examination and work.
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