JP2001527192A - クラッチディスク - Google Patents

クラッチディスク

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JP2001527192A
JP2001527192A JP2000525690A JP2000525690A JP2001527192A JP 2001527192 A JP2001527192 A JP 2001527192A JP 2000525690 A JP2000525690 A JP 2000525690A JP 2000525690 A JP2000525690 A JP 2000525690A JP 2001527192 A JP2001527192 A JP 2001527192A
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lining
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clutch disc
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ブッセ ユルゲン
エリソン ハンス−ディーター
クラフト グンター
レーマン シュテッフェン
ライマン アンドレアス
ルーダー ヴィリ
シンドラー マルティン
ビルク アルベルト
テュムラー マリオ
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ルーク ラメレン ウント クツプルングスバウ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D13/00Friction clutches
    • F16D13/58Details
    • F16D13/60Clutching elements
    • F16D13/64Clutch-plates; Clutch-lamellae
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D13/00Friction clutches
    • F16D13/58Details
    • F16D13/60Clutching elements
    • F16D13/64Clutch-plates; Clutch-lamellae
    • F16D2013/642Clutch-plates; Clutch-lamellae with resilient attachment of frictions rings or linings to their supporting discs or plates for allowing limited axial displacement of these rings or linings

Abstract

(57)【要約】 本発明は、特に自動車の摩擦クラッチに関連して使用するためのクラッチディスクであって、支持体と回転可能に結合された2つの環状の摩擦ライニングを有していて、これらの摩擦ライニング間にライニングばねが設けられている形式のものに関する。ストローク制限手段が設けられており、該ストローク制限手段は、摩擦ライニングが圧縮される際に、ライニングばねのばねストロークを制限して、残留ばねストロークが残存し、少なくとも1つの摩擦ライニングが、ストローク制限手段によって形成された環状の傾倒ゾーンを中心にして旋回可能となるように配置及び構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、特に自動車摩擦クラッチに関連して使用するためのクラッチディス
クであって、支持体と回転可能に結合された2つの環状の摩擦ライニングと、こ
れらの摩擦ライニング間に設けられたライニングばねとを備えている形式のもの
に関する。
【0002】 このような形式のクラッチディスクは、ドイツ連邦共和国特許公開第3023
634号明細書、ドイツ連邦共和国特許第2720664号明細書、ドイツ連邦
共和国特許公告第2641379号明細書、アメリカ合衆国特許第229651
5号明細書、アメリカ合衆国特許第5085307号明細書により公知である。
【0003】 始動過程時には、摩擦クラッチの接続段階中に摩擦ライニングが次第にプレッ
シャプレートと対抗プレッシャプレート(例えばフライホイール)との間で緊締
される。クラッチの接続段階中に、摩擦ライニングとプレッシャプレートと対抗
プレッシャプレートとの間で形成されるスリップに基づいて、摩擦熱が生ぜしめ
られ、この摩擦熱がクラッチを加熱することになる。アメリカ合衆国特許第29
02130号明細書によれば、摩擦によってプレッシャプレートが加熱されると
、プレッシャプレートが皿状に湾曲するか(Tellerung)若しくは円錐形に変形さ
れる原因となる。このような形式の変形は、対抗プレッシャプレートの質量が小
さい場合に生じる。このために、プレッシャプレートと対抗プレッシャプレート
並びに摩擦ライニングとの間に形成される、半径方向外方に広がるギャップによ
って、半径方向で見て不均一な、摩擦ライニングにおける面圧が生じ、それも、
摩擦ライニングの半径方向内側の縁部領域に向かって面圧が高められ、これに対
して摩擦ライニングの外側の縁部領域の方向で、面圧が減少される。それによっ
て、摩擦クラッチの回転軸線に向かって面圧が半径方向でずらされる傾向になる
。このような作用によって、一方では摩擦ライニングが不均一に摩耗し、他方で
は、摩擦ライニングによって伝達可能なトルクが減少される。何故ならば、面圧
が半径方向で分配されることに基づいて、中央に作用する摩擦直径が減少される
からである。
【0004】 本発明の課題は、前記欠点を取り除いて、プレッシャプレート及び対抗プレッ
シャプレートが円錐形に変形することによる不都合な作用を少なくとも部分的に
補償することができるようなクラッチディスクを提供することである。本発明に
よるクラッチディスクはさらに、特に簡単かつ安価な形式で製造可能でなければ
ならない。
【0005】 本発明によれば、摩擦ライニング間に行程制限手段若しくはストローク制限手
段(Wegbegrenzungsmittel)が設けられており、このストローク制限手段は、摩擦
ライニングが圧縮された時にライニングばねのばね行程若しくはばねストローク
(Federweg)を制限して、残留ばねストローク(Restfederweg)が残存し、さらに
少なくとも1つの環状の摩擦ライニングが、ストローク制限手段によって形成さ
れた環状の傾倒ゾーンを中心にして旋回可能、つまりその円錐形性が変化するよ
うに、配置構成されている。これによって、少なくとも1つ有利には2つのの摩
擦ライニングのために得られた可能性に基づいて、傾倒運動を行うために、摩擦
ライニングは、この摩擦ライニングとそれぞれ協働するプレートの変形に追従す
る。これによって、摩擦ライニング若しくは相応のクラッチディスクの耐用年数
は、その効率と共に高められる。
【0006】 ストローク制限手段が、少なくとも1つの摩擦ライニングの、摩擦面とは反対
側に設けられていれば、特に有利である。このようなストローク制限手段は簡単
な形式で、少なくとも1つの摩擦ライニングの裏側に設けられた成形部によって
形成される。2つの摩擦ライニングが相応のストローク制限手段若しくは成形部
を有していれば、有利である。何故ならば、このストローク制限手段若しくは成
形部は同様に構成できるからである。ストローク制限手段が、摩擦ライニングの
少なくとも1つの裏側に環状に設けられた複数の突起によって形成されていれば
、クラッチディスクの機能のために特に有利である。ストローク制限手段は、環
状扇形の多数の突起によって形成することができる。
【0007】 少なくとも1つの摩擦ライニングが完全に、摩擦材料有利には有機的な摩擦材
料より成っていて、この摩擦材料がそのままストローク制限手段を形成していれ
ば、多くの使用例のために有利である。
【0008】 少なくとも1つの摩擦ライニングが、摩擦材料より成る摩擦リングと、この摩
擦リングに結合された補強・若しくは支持金属薄板とから形成されていれば、少
なくとも軸方向で高い押圧力が働く場合に特に有利である。金属薄板の代わりに
、プラスチック部分を使用してもよい。このプラスチック部分は、特に強度及び
延性に関して相応の機械的な特性を有している。有利には、補強部若しくは支持
体が摩擦リング内に埋め込まれている。また、補強部若しくは支持体が摩擦リン
グの裏側に設けられていても、多くの使用例において特に有利である。この構成
部が、ストローク制限手段に一体成形されていれば、摩擦リングを支持若しくは
補強する構成部の機械的な特性に基づいて有利である。特に支持・若しくは補強
金属薄板を使用した場合、ストローク制限手段は、この構成部に形成された押し
込み変形部(Sicken)によって形成することができる。
【0009】 ライニングばねは、有利には摩擦ライニング間に配置されたばねセグメントに
よって形成されている。ばねセグメント、摩擦ライニング間に設けられた領域が
切欠を有していて、これらの切欠が少なくとも部分的にストローク制限手段を軸
方向で収容できるようになっていれば、ライニングばねの残留ばねストローク並
びに、摩擦ライニング間に申し分のない軸方向の支持を保証するために特に有利
である。ストローク制限手段を形成する成形部は、有利な形式で、半径方向の延
長部を有していて、この延長部が、摩擦リングの半径方向幅の5%乃至30%有
利には5%乃至15%であるように構成されている。
【0010】 2つの摩擦ライニングがストローク制限手段を有している場合には、2つの摩
擦ライニングが、これらの摩擦ライニングが負荷された状態で互いに当接するス
トローク制限手段を有していれば、有利である。
【0011】 摩擦ライニングに加えられた面圧の半径方向での良好な分配を得るためには、
ストローク制限手段によって形成された傾倒ゾーンの少なくとも中央の直径が、
摩擦ライニングの外側直径と内側直径との合計の0.3乃至0.7倍有利には0
.45乃至0.55倍であれば、有利である。ストローク制限手段によって形成
された環状の傾倒ゾーンの少なくとも中央の傾倒ゾーンが、摩擦ライニングの外
側直径と内側直径との合計の0.48乃至0.52倍であれば、特に有利である
ことが分かった。
【0012】 摩擦ライニングの、環状に配置されたストローク制限手段間に、ライニングば
ねセグメントとリベット固定するための複数の切欠が設けられていれば、クラッ
チディスクを取り付けるために特に有利である。これらの切欠は、環状の傾倒ゾ
ーンの、少なくともほぼ中の直径に相当する直径上に設けられている。有利な形
式で、ライニングばねセグメントに摩擦ライニングを固定するためには、1つの
リベット固定(止め)直径だけが設けられている。
【0013】 ライニングばねが、一対形式で背中同士突き合わせて円形に配置されたばねセ
グメントによって形成されており、ライニングばねセグメントが半径方向で内側
の足部領域を有していて、この足部領域が支持体と相対回動不能に結合されてい
れば、本発明によるクラッチディスクの特に良好な機能が保証される。
【0014】 ストローク制限手段は、有利な形式で、ライニングばねの残留ばねストローク
が、0.1mm乃至0.7mm有利には0.2mm乃至0.5mmであるように
構成されている。
【0015】 ストローク制限手段の少なくとも一部がライニングばねによって形成されてい
れば、クラッチディスクの構成のために有利である。このためには、ライニング
ばねを形成するばねセグメントが、例えば押し込み変形部等の相応の成形部を有
している。このような成形部によって、ライニングばねセグメントのばねストロ
ークは、摩擦ライニングが圧縮された時に制限される。
【0016】 特に有利には、ばねセグメントおよび/または摩擦ライニングが、周方向で見
て、摩擦ライニングのための連続して配置された2つのリベット固定部間に、環
状扇形(kreissektorfoermig)に形成された押し込み変形部状の複数の成形部を有
している。
【0017】 また、2重セグメントライニングばねを有していて、各ばねセグメントが、周
方向で負荷された、1つの摩擦ライニングを固定するための少なくとも2つのリ
ベット開口を有しており、一方の開口が、一方のセグメントに配属された摩擦ラ
イニングを固定するために用いられ、他方の開口が、他の摩擦ライニングのうち
の1つを他方のばねセグメントに結合するリベットのリベットヘッド又はリベッ
トシャフトを収容するために設けられていれば、クラッチディスクの構成のため
に特に有利である。
【0018】 本発明はさらに、特に自動車摩擦クラッチに関連して使用するためのクラッチ
ディスクであって、支持体と回転可能に結合された2つの環状の摩擦ライニング
と、これらの摩擦ライニング間に設けられたライニングばねとを備えている形式
のものに関するものであって、この場合、摩擦ライニングが、それぞれ摩擦材料
より成る摩擦リングと、この摩擦リングに結合された補強・若しくは支持金属薄
板とから成っている。このような形式のクラッチディスクは同様に、少なくとも
1つの前記特徴を有していてよい。
【0019】 ストローク制限手段を備えたクラッチディスクにおいては、摩擦ライニング間
に設けられたライニングばねの作動時若しくはストローク制限手段の作動時、及
び各構成部の少なくとも互いにほぼ平行な摩擦面の作動時に、完全に閉鎖した(
接続された)摩擦クラッチにおいてプレッシャばね例えば皿ばねによってプレッ
シャプレートに加えられる力の50%乃至95%の軸方向力が加えられるように
なっていれば、特に有利である。有利な形式でこのライニングばねによって生ぜ
しめられた軸方向力は、摩擦クラッチが完全に接続された状態でプレッシャプレ
ートに作用する軸方向力の80%乃至95%である。ライニングばねによって緩
衝されない軸方向力の残存する部分は、ストローク制限手段によって支持される
【0020】 本発明に従って構成されたクラッチディスクにおいてはさらに、摩擦ライニン
グ間に設けられたライニングばね若しくは、このライニングばねを形成するライ
ニングばねセグメントが、半径方向の領域内で、半径方向内側の領域におけるよ
りも大きい軸方向のばね力を加えるようになっていれば、特に有利である。この
ような作用は、ライニングばね若しくはばねセグメントが、半径方向内側の領域
におけるよりも半径方向外方で若しくは半径方向に向かって、その軸方向のばね
剛性に関連してより硬く構成されていることによって得られる。ライニングばね
が、事実上半径方向内方から半径方向外方に向かって力が次第に直線的に増大す
るように構成されていれば、特に有利である。しかしながら、ライニングばねに
よって生ぜしめられた軸方向力の上昇曲線が、別の上昇曲線を描くように設計さ
れれていても有利である。例えばばねセグメントを使用した場合、このばねセグ
メントが、半径方向で外側および/または半径方向で内側の領域で、軸方向力が
段階的に上昇するように設計することができる。また、接続された状態の摩擦ク
ラッチにおいてライニングばねセグメントによってもたらされる軸方向力が、環
状の傾倒ゾーン若しくは環状の傾倒直径の半径方向外側に配置されたライニング
ばねセグメント領域によって約2/3もたらされ、また、環状の傾倒直径若しく
は環状の傾倒ゾーンの半径方向内側に存在する、ライニングばねセグメントの領
域が、前記軸方向力の約1/3をもたらすようになっていても、特に有利である
【0021】 次に図面を用いて本発明を詳しく説明する。
【0022】 図1及び図2に示されたクラッチディスク1は、クラッチディスクの出力部を
形成するボス体2を有しており、このボス体2は、軸特に伝動装置入力軸の外歯
列と相対回動不能な(つまり一緒に回転するような)結合を形成するための内歯
列3を有している。ボス体2は、ディスク状のフランジ4によって形成された入
力部を有している。入力部若しくはフランジ4は、ボス体2に駆動可能に結合さ
れていて、図示の実施例では相対回動不能である。このためにフランジ4はボス
2とかしめ箇所4aおよび/または溶接箇所を介して結合されている。フランジ
4は半径方向外方でライニングばね5を有していて、このライニングばね5で摩
擦ライニング6a,6bがリベット7を介して固定されている。図示の実施例で
は、軸方向で摩擦ライニング6a,6bの間に設けられたライニングばね5はば
ねセグメント8によって形成されており、この場合、ばねセグメント8はいわゆ
る2重ライニングばねを形成していて、この2重ライニングばねにおいては、そ
れぞれ2つのばねセグメント8a,8bが背中同士で配置されていて、これらの
ばねセグメントを支持する構成部(図示の実施例ではフランジ4)と結合されて
いる。結合は、ばねセグメント8a,bの足部領域9を介して行われる。この足
部領域9はリベット部材10を介してフランジ4と堅固に結合されている。
【0023】 いわゆる2重セグメントばねは例えば、ドイツ連邦共和国特許第211189
2号明細書、ドイツ連邦共和国特許公開第1920242号明細書、ドイツ連邦
共和国特許第1425186号明細書、ドイツ連邦共和国特許公開第43006
65号明細書により公知である。
【0024】 しかしながら本発明は、摩擦ライニング間に設けられた単独セグメントライニ
ングばねを有するクラッチディスクにおいても使用することができる。このよう
な形式の単独セグメントライニングばねは例えば、ドイツ連邦共和国特許公開第
3939120号明細書、ドイツ連邦共和国特許公開第3619894号明細書
及びドイツ連邦共和国特許第3618878号明細書により公知である。ライニ
ングばねのこのような構成においては、つまり背中同士で配置された2つのばね
セグメント8a,8bは、相応に構成された単独のばねセグメントによって置き
換えられる。
【0025】 本発明を用いて適用可能な、ライニングばね若しくはライニングばねセグメン
トの構成可能性に関しては、前記従来技術並びに国際特許分類(International
Patentklassifikation)の相応のクラスに分類された特許権保護法を参照された い。
【0026】 図示の実施例では、ばねセグメント8a,8bは、フランジ4にリベット結合
された単独の部材によって形成されている。しかしながら環状配置されたばねセ
グメント8a,8bは、半径方向内側の環状の領域によって互いに結合されてい
るので、これらのばねセグメント8a,8bは、まとめられたユニットとして組
み付けることができる。ばねセグメントの組の、個別のばねセグメント8a,8
bを互いに結合する、この環状の領域は、足部領域9の半径方向内側に設けられ
るか又は足部領域9の代わりに設けることができる。
【0027】 さらにまた、本発明は相対回動不能なクラッチディスクに限定されるのもので
はなく、入力部若しくは摩擦ライニング6a,6bと出力部例えばボス2との間
で振動減衰装置を有しているクラッチディスクにおいても使用することができる
。これに関しては同様に前述の従来技術を参照されたい。
【0028】 図2乃至図5には、ライニングばねセグメント8a,8bの完全に緊張された
状態が示されており、この完全に緊張された状態は、相応の摩擦クラッチの接続
された状態(geschlossener Zustand)に相当する。図2より分かるように、摩擦
ライニング6a,6b若しくはばねセグメント8a,8bは、摩擦クラッチのプ
レッシャプレート11と対抗プレッシャプレート12との間で緊締可能である。
【0029】 図1乃至図5に示されているように、摩擦クラッチのクラッチディスク1は2
つの摩擦ライニング6a,6bを有しており、これらの摩擦ライニングは、無負
荷状態でつまり摩擦クラッチの解離された状態で、互いに最も大きい間隔を保っ
ており、つまり図示の実施例では図6の間隔13を保っている。図1乃至図5に
は、ばねセグメント8a,8bが負荷された状態、つまり接続された摩擦クラッ
チが示されている。
【0030】 摩擦ライニング6a,6bはそれぞれ摩擦リング14より成っており、この摩
擦リング14は、補強若しくは支持金属薄板15に結合されている。この結合は
、所属の支持体15に、接着によって又は相応の摩擦リング14をコーキング固
定(coking)することによって行われる。摩擦ライニング6a,6bは、2つの摩
擦ライニング6a,6bの補強金属薄板15が互いに向き合うように配置されて
いる。補強金属薄板15間の領域には、いわゆる2重セグメントライニングばね
を形成するばねセグメント8a,8bが配置されている。図1、図7及び図8に
示されているようにばねセグメント8a,8bは、中央領域16から両周方向に
延びている。中央領域16は、半径方向内方で側部領域17に移行しており、こ
の側部領域17は、フランジ若しくは支持体4に固定するために使用される。側
部領域17にはリベット固定のための切欠18が設けられている。図8に示され
ているように、ばねセグメント8a,8bは、波の山19a,19b,19cが
形成されるように構成されており、これらの波の山19a、19b、19cで、
ばねセグメント8a,8bの少なくとも負荷されていない状態で相応の摩擦ライ
ニングが支えられるようになっている。凸状のばね領域を形成する波の山19a
,19b,19cは、支持領域としての補強金属薄板15に位置している。一対
形式で配属されたばねセグメント8a,8bは、背中同士が突き合わされて、つ
まり波の山19a,19b,19cが軸方向で互いに逆向きになるように配置さ
れている。図1、図6及び図8に示されているように、ばねセグメント8a,8
bは、一方のばねセグメントの波の山19cが、他方のばねセグメントの波の谷
19aに向き合うように構成されている。波の山19a,19cの最も高い箇所
には、図1及び図6に示されているように、リベット7が設けられており、これ
らのリベット7は、図示の実施例では共通のリベット止め直径(図1)上に配置
されている。図1及び図6に示されているように、これらのリベット7は、摩擦
ライニングの周方向で見て、摩擦ライニング6a若しくは6bを所属のばねセグ
メント8a若しくは8bに交互に結合する。図7には、摩擦ライニング6aと所
属のばねセグメント8aとの間のリベット止めについて図示されている。摩擦ラ
イニング6bと所属のばねセグメント8bとの間のリベット止めは鏡面対称的に
構成されている。リベット7は閉鎖ヘッド21を有しており、この閉鎖ヘッドは
、支持若しくは補強金属薄板15と所属のばねセグメント8aとの間の軸方向の
結合を保証する。リベット領域22を形成するために、ばねセグメント8a,8
bは、波の山19aの領域で相応の切欠23(図8及び図9)を有しており、こ
の切欠は、摩擦ライニング6a,6b若しくは相応の補強金属薄板15に設けら
れた相応の切欠と軸方向で合致する。リベット7は、リベット領域22若しくは
切欠23に対して直径の大きいシャフト24を有している。このシャフト24は
、ばねセグメント8bの切欠、摩擦ライニング6bの切欠若しくは相応の補強金
属薄板15の切欠を軸方向で貫通して延びている。シャフト24は、シャフト2
4のための貫通開口よりも直径の大きいヘッド25を有している。図6に示され
ているように、このような形式のヘッド25は、相応の摩擦ライニング6b若し
くは相応の補強金属薄板15のための軸方向ストッパを形成している。シャフト
24の軸方向の延長部は、クラッチディスク1が負荷されていない状態で、ばね
セグメント8a,8bが軸方向の所定のプレロード(予圧)を有するように選択
されている。しかしながら、各リベット7のシャフト24は、クラッチディスク
1が負荷されていない状態で、ばねセグメント8a,8bが少なくともほぼ完全
に応力除去されているように、設計されている。
【0031】 図6に示されているように、リベット7は、変形されていないリベット領域2
2とシャフト24とが相応の構成部15,8a,8b内に設けられた開口内に侵
入することができるように、右側から、相応の摩擦リング14の開口26内に導
入されるようになっている。次いで、リベットヘッド21を変形させることによ
って、ばねセグメント8aは、所属の補強金属薄板15に結合される。図6、図
7及び図8に示されているように、ばねセグメント8a,8bは、波の山18c
の領域で切欠27を有しており、この切欠27を通って、リベット7のシャフト
24は軸方向で挿入することができる。図6に示されているように、閉鎖ヘッド
21の領域では、摩擦ライニング14が軸方向で補強金属薄板15まで切欠かれ
ているので、それぞれのリベット止めは、ばねセグメント8a若しくは8bと、
このばねセグメントと協働する補強金属薄板15との間だけで行われる。
【0032】 図1〜図5に示されているように、摩擦ライニング6a,6bは、その互いに
向き合う側で軸方向の突起28a,29aを有しており、これらの突起は、摩擦
ライニング6a,6bが負荷されている状態で互いに当接するようになっている
。成形部若しくは突起28a,29aは、ライニングばねを形成するセグメント
8a,8bのばねストロークを制限するように構成されているので、残留ばねス
トローク30(図3)が残るようになっている。図1〜図5に示されているよう
に、成形部28a,29aは、環状(リング状)の領域上に配置されているので
、中央の傾倒直径部32を有する環状の傾倒ゾーン31を形成している。この傾
倒ゾーン31若しくはこの中央の傾倒直径部を中心にして摩擦ライニングを旋回
させることできるようにするために、図4及び図5に示されているように、この
摩擦ライニングの円すい形性(Konizitaet)は変化する。図4及び図5に示され ているように、この場合、傾倒直径部32の半径方向外側及び半径方向内側に設
けられた、ライニングばねセグメント8a,8bの領域は、部分的に負荷解除(
応力除去)されているか又は付加的に緊張されており、この付加的な緊張は、残
留するほぼ最大の残留ばねストローク30(図3)に相当する。
【0033】 図1乃至図6に示した実施例においては、2つの摩擦ライニング6a,6bが
、傾倒領域を形成する2つの成形部28a,29aを有している。しかしながら
図示していない実施例で、一方の摩擦ライニング6a,6bだけが相応の軸方向
の成形部を有していてもよいが、この場合は、成形部の軸方向の高さを相応に大
きくする必要がある。また、2つの摩擦ライニング6a,6bをが、相応に構成
された、環状の傾倒ゾーンを形成するための高い成形部を有していてもよい。こ
の場合は、一方の摩擦ライニング例えば6aの成形部が、他方の摩擦ライニング
の成形部例えば6bと交換される、つまり周方向で互いに置き換えられる。
【0034】 図示の実施例ではストローク制限手段28a,29aは、特に図1に示されて
いるように、同じ直径上に設けられた多数の扇形(kreissektorartig)の突起28
a,29aによって形成されている。
【0035】 これらの突起若しくはストローク制限手段28a,29aは、支持若しくは補
強金属薄板15に設けられた押し込み変形部(Sicken)状の成形部33,34によ
って形成されている。環状の傾倒ゾーン31は、摩擦ライニング6の半径方向の
幅35の有利には10%〜20%である。この関係は、多くの使用例のために、
これよりも小さいか又は大きくても有利である。
【0036】 図1及び図2に示した実施例では、中央の傾倒直径部32は、摩擦ライニング
6a,6bの内径及び外形の合計の約50%である。しかしながら、それぞれの
使用例に応じてこの比は、これよりも大きいかまたは小さくてもよい。図1によ
ればさらに、リベット部直径20及び中央の傾倒直径32は、少なくともほぼ同
じ大きさである。図1では、リベット部直径20は、中央の傾倒直径部32より
もやや小さい。
【0037】 図1に示されているように、周方向で見て互いに連続する2つのリベット17
間にはそれぞれ、ライニングばねセグメント8a,8bのばねストロークを制限
するための手段28a,29aが設けられている。
【0038】 図3に示された、必要な残留ばねストローク30は、摩擦リング6a,6bと
協働する構成部分つまり特に図2に概略的に示されているプレッシャプレート1
1及び対抗プレッシャプレート12の熱的な変形特性に基づいている。
【0039】 乗用車のためのクラッチディスクにおける間隔30は、0.2mm乃至0.5
mmの間であって、この場合それぞれの使用例に応じてこの残留ばねストローク
はそれよりも大きいか又は小さく設計され得る。
【0040】 図7及び図8に関連して、図1乃至図5に示されているように、ライニングば
ねセグメント8a,8bは、軸方向の成形部28a,29aを受容するための区
分36,37,38(図7)を有している。区分36は、図7及び図8に示され
ているように、ライニングばねセグメント8a,8bの中央の領域16内に設け
られている。図示の実施例では、切欠36はほぼ方形に構成されている。外周の
端部領域に設けられた区分37,38は、これらの区分37、38が、互いに連
続する2つのばねセグメント若しくはばねセグメント対8a,8b間に周方向に
設けられた突起28a,29aを軸方向で受容若しくは貫通ガイドすることを可
能にするように構成されている。図1に示されているように、周方向でばねセグ
メント対8aと8bとの間に配置された成形部28a,29aは、ばねセグメン
ト8a,8bの中央領域に配置された相応の成形部28a,29aよりもやや短
く構成されている。
【0041】 図6に示したように残留ライニングばねストローク(間隔)13が、ライニン
グばねセグメントによって実際に可能な最大ばねストロークの50%から80%
に相当するようになっていれば特に有利である。ライニングばねセグメントのこ
の可能な最大ばねストロークは、実際に面状に押圧されるばねセグメントにおい
て得られる。前記比が60%乃至70%の値であれば有利である。
【0042】 以下に、本発明による構成の目的及び作用形式について詳しく記載する。
【0043】 特に極端な始動過程において摩擦熱が生じ、この摩擦熱が摩擦クラッチの加熱
することになる。摩擦ライニングと協働する構成部材特にフライホイール(はず
み車)及びプレッシャプレート等に種々異なる若しくは非均一に熱が導入される
ことによって、また熱的な湾曲に基づいて、これらの構成部材に変形が生じる。
それによって大抵の場合これらの構成部材に、図9に示されているように、構成
部材が加熱されると不都合な皿状湾曲(Tellerung)が生じ、次いで構成部材が冷
却されると構成部材の好都合な皿状湾曲が生じる。このことはつまり、これらの
構成部材の少なくとも摩擦面が、やや円錐台形の形状になるということである。
フライホイール12及びプレッシャプレート11の不都合な皿状湾曲とは、これ
ら2つの構成部材11,12の摩擦面間に生じた角度が、摩擦クラッチの回転軸
線方向に向いた仮想の先端を有するということである。これに対して好都合な皿
状湾曲においては、相応の角度の仮想の先端が、摩擦クラッチの回転軸線から半
径方向で離れる方向に向いている。これら2つの場合は、図9及び図10に概略
的に示されている。
【0044】 このような効果の欠点は、公知のライニングばねを使用した場合、摩擦ライニ
ングに面圧の非常に不都合な半径方向の分布が生じるということである。特にい
わゆる不都合な皿状湾曲においては、摩擦ライニングの内径部において面圧が高
められ、それと同時に半径方向外側の領域で摩擦ライニングが負荷軽減される。
これによって、面圧に関連した中央の摩擦曲率半径が減少され、ひいては、相応
の摩擦クラッチから伝達可能な摩擦モーメントが減少される。このことは、摩擦
クラッチの滑り確実性を減少させることを意味する。図9及び図10の右側には
、面圧の半径方向の分布傾向が示されている。
【0045】 他の問題点は、プレッシャプレート11における皿ばね支承点のずれ並びに皿
ばねの円錐形性の変化によって基づいて、クラッチ皿ばねの39の駆動点を調節
する必要があるということである。これは、クラッチ解離レバー軸受(Ausrueckl
ager)が当接している皿ばね舌片の舌片先端部の高さが意図せずに変化して、摩 擦クラッチの機能に不都合な影響を与える。
【0046】 摩擦ライニング間に設けられたライニングばねの軸方向の残留ばねストローク
を保証する本発明によるストローク制限手段によって、フライホイール及び/又
はプレッシャプレートの皿状湾曲現象時に摩擦ライニングをこの皿状湾曲に応じ
て旋回させるために、環状(リング状)の傾倒ゾーンが形成される。旋回直径及
びライニングばねのばね剛性を相応に選択することによって、摩擦ライニングの
半径方向で見て、プレッシャプレートの均一な分布が存在することが保証される
。これは特に、ライニングばねの存在する残留ばねストロークによって、このラ
イニングばねは、一方では構成部材において生じた皿状湾曲現象に応じて、環状
の傾倒ゾーンの半径方向側部で緊張解除され、他方ではこの傾倒ゾーンの他方の
半径方向側部で圧縮されることによって、保証される。この残留ばねストローク
によって、摩擦ライニングの摩擦面での閉鎖力若しくは押しつけ力の均一な分布
が得られる。図4及び図5には、ばねセグメント8a,8bによって生ぜしめら
れた、旋回直径部(傾倒直径部)32を中心にした摩擦ライニング6a,6bの
皿状湾曲若しくは変形の2つの極端な位置が示されている。この場合、図5には
、加熱段階中の過程(図9にも関連して示されている)の傾向が示されており、
図4には、それに続く冷却段階中の過程(図10にも関連して示されている)の
傾向が示されている。
【0047】 図1乃至図6に示した実施例においては、摩擦ライニング6a,6b若しくは
補強・若しくは支持金属薄板15におけるライニングばね8若しくはばねセグメ
ント8a,8bのばねストロークを軸方向で制限するための手段28a,29a
が示されている。しかしながらこのような形式のストッパ若しくは制限手段は、
ライニングばねセグメント例えばライニングばねセグメント8a,8bに直接設
けてもよい。有利な形式でこのような形式の制限手段は圧刻成形若しくはコイニ
ング(Anpraegung)によって形成される。このコイニングは、有利な形式で図8に
示されているように、波の谷19d,19e及び/又は端部領域19f,19g
に設けることができる。
【0048】 各ばねセグメントの領域19d,19e,19f,19gに設けられたコイニ
ング部は、同様に環状の傾倒ゾーンを形成している。コイニング部は図8に一点
鎖線で示されている。一対形式で背中同士で配置されたばねセグメント8a,8
bにおいて2つのセグメントが、上記のような互いに当接し合う成形部を有して
いれば有利である。しかしながら多くの使用例においては、2つのばねセグメン
ト8a,8bの一方だけが相応の成形部を有していても有利である。この場合は
、この成形部は高さをより大きく構成する必要がある。
【0049】 本発明の別の変化実施例によれば、ライニングばねを形成するばねセグメント
のばね特性若しくはばね特性曲線は、ばねセグメントに面圧を加えるために必要
な力が、摩擦クラッチのプレッシャプレートに軸方向で働く軸方向力(大抵の場
合は皿ばねによって生ぜしめられる)よりも大きくなるように設計される。これ
によって、摩擦クラッチの完全に閉じた(接続された)状態においても。ライニ
ングばねは残留ばねストロークを有している。この場合、相応のライニングばね
セグメントの剛性は、プレッシャプレート及び対抗プレッシャプレートの生じた
皿状湾曲を補償するために、充分に大きい軸方向の残りばねストロークが残存す
るように、設計されなければならない。このような構成によっても、ライニング
ばねは密着することになる。このような構成においては手段28a,29は必要
ではない。何故ならば、少なくとも図3に示された残留ばねストローク30は、
ばねセグメント8a,8bのばね特性を相応に設計することによって保証される
からである。このような構成においても、摩擦ライニング6a,6bの完全に負
荷解除された状態で、つまりクラッチが完全に開放された状態で、ばねセグメン
ト8a,8bは、例えばリベット7(図6参照)を介してプレロードのかけられ
た位置で保持される。
【0050】 図11及び図12に示された摩擦ライニング106a,106bは、円環状に
構成された補強・若しくは支持部材115を有しており、この補強・若しくは支
持部材115は、少なくとも部分的有利には事実上完全に、摩擦リング114を
形成する摩擦材料内に埋め込まれている。このような構成の補強・若しくは支持
部材115及びこれらを備えている摩擦ライニング106a,106bの構成に
ついては、ドイツ連邦共和国特許出願公開第19712203号明細書に記載さ
れており、その内容に関しては、本発明の明細書に組み込まれているものとみな
されるべきである。またこのような補強・若しくは支持部材並びにこれを備えた
摩擦ライニングの構造的な構成に関しては、さらにドイツ連邦共和国特許出願公
開第19626688号明細書を参照されたい。その内容も、本発明の明細書に
組み込まれているものとみなされるべきである。
【0051】 図11に示されているように、摩擦ライニング106a,106に配属された
補強・若しくは支持部材115は、押し込み変形部状の成形部133、134を
有しており、これらの成形部133,134は、図1乃至図8に関連して記載さ
れた突起28a,29a若しくは成形部33,34と同様に配置され、構成され
、機能する。図12には、リベット107を備えたリベット部が示されており、
このリベット107は、図6に示したリベット部のリベット7と同様に構成され
、機能する。図11及び図12には、摩擦クラッチが完全に接続された(クラッ
チが入れられている)状態における、緊張された状態のライニングばねセグメン
ト108a,108bが示されており、この場合、摩擦ライニング106a,1
06bと協働する構成部材に皿状湾曲現象は生じていない。
【0052】 図12に示されたリベット107によるリベット止めは、図6に示されたリベ
ット止めに対して、ライニングばねセグメント108a,108bが緊張解除さ
れた時に、リベットヘッド124がばねセグメント108aに直接当接するよう
になっている点で異なっている。
【0053】 図13には、環状の補強・若しくは支持部材215が示されており、この補強
・若しくは支持部材215は、図1乃至図5に示されているのと同様に形式で、
摩擦リングの後側に配置することができる。摩擦材料より成る摩擦リングと環状
の部材215との間の結合は、接着又は押しつけ若しくは焼き付け(Verbacken)
によって形成される。補強・若しくは支持部材215は、中央の環状の領域24
0を有しており、この領域240上に、軸方向の突起若しくは押し込み変形部2
33が円形に配置されている。成形部233の機能は、図3若しくは図11に示
した成形部若しくは押し込み変形部33,34若しくは122,134によって
保証された機能に相当する。環状の領域215上には、さらにリベット開口24
1,242が配置されており、これらのリベット開口241,242は、周方向
で交互に設けられている。図13に示されているように、開口241,242は
、周方向で見て、それぞれ2つの成形部233間に設けられている。切欠241
,242の周方向の分配は、これらの切欠が、部材215で軸方向に支えられた
ライニングばね部材の対応する切欠と軸方向で合致するように設計されている。
これはつまり、図7及び図8に示したライニングばねセグメントを、環状の部材
215と協働して使用した場合に、切欠242を切欠23と軸方向で合致させ、
また切欠241をばねセグメント8a,8bの切欠27と軸方向で合致させなけ
ればならないということを意味している。これによって、種々異なる成形部23
3が、相応のライニングばねセグメント8a,8bの区分36,37,38内に
侵入することができることも保証される。慣性質量モーメントを減少させるため
に、補強・若しくは支持部材215は、環状の領域240の両側に半径方向の切
欠242,244,245を有している。これらの切欠243,244,245
によって、半径方向内方に向けられたアーム246,247並びに半径方向外方
に向けられたアーム248,249が形成される。残りの領域246,247,
248,249はここでは半径方向で互いに向き合って配置されていて、周方向
で分配されていて、相応のクラッチディスクを組み立てた状態で対応配置された
ばねセグメント8a若しくは8bの波の谷19a,19b,19cと接触するよ
うになっている。こような構造的な構成によって、ライニングばね8a,8b若
しくはその波の谷19a,19b,19cを、補強・若しくは支持部材215を
備えた摩擦ライニングの裏側に形成する必要はない。これによって、相応の摩擦
クラッチの全耐用年数に亙って完全に機能的なライニングばねのばね機能が維持
されることが保証される。
【0054】 本発明は、図示の実施例だけに限定されるものではなく、特に本発明及び従来
技術に記載した特徴若しくは部材若しくは機能形式と組み合わせて形成される変
化実施例をも含んでいる。さらにまた、特に図面に示した単独の特徴若しくは機
能形式は、それ自体でも独立した発明をなすものである。本発明の出願人は、こ
こまで本発明の説明だけに記載したさらに別の、本発明にとって重要な特徴も要
求する権利を留保している。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明によるクラッチディスクを示す図である。
【図2】 図1のII−II線に沿った断面図である。
【図3】 部分的に圧縮されたライニングばねの、図1の部分Xの詳細を示す拡大図であ
る。
【図4】 圧縮した状態の摩擦ライニングの、図1の部分Xの詳細を示す図であって、摩
擦ライニングを負荷する摩擦クラッチの部分のそり若しくは湾曲に基づいて摩擦
ライニングが波打つか若しくは円錐台形に変形されている、摩擦ライニングの一
方の極端な位置を示している。
【図5】 圧縮した状態の摩擦ライニングの、図1の部分Xの詳細を示す図であって、摩
擦ライニングを負荷する摩擦クラッチの部分のそり若しくは湾曲に基づいて摩擦
ライニングが波打つか若しくは円錐台形に変形されている、摩擦ライニングの一
方の極端な位置を示している。
【図6】 クラッチディスクの負荷されていない状態の、図1の部分Yの詳細を示す拡大
図である。
【図7】 摩擦ライニング間に存在するライニングばねを形成するためのばねセグメント
を示す図である。
【図8】 図7のIX−IX線に沿った断面図である。
【図9】 クラッチディスクと協働する構成部分において生じた熱的な湾曲を示す図であ
る。
【図10】 クラッチディスクと協働する構成部分において生じた熱的な湾曲を示す図であ
る。
【図11】 本発明の変化実施例を示す図である。
【図12】 本発明の変化実施例を示す図である。
【図13】 本発明によるクラッチディスクとの関連において使用可能である、摩擦ライニ
のための補強・若しくは支持金属薄板を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハンス−ディーター エリソン ドイツ連邦共和国 ビュール アマンドゥ ス−シュット−シュトラーセ 5 (72)発明者 グンター クラフト ドイツ連邦共和国 ルートヴィッヒスブル ク ティッシェンドルフシュトラーセ 5 (72)発明者 シュテッフェン レーマン ドイツ連邦共和国 エットリンゲン シュ レジーアシュトラーセ 24 (72)発明者 アンドレアス ライマン ドイツ連邦共和国 インツリンゲン リー エンシュトラーセ 95 (72)発明者 ヴィリ ルーダー ドイツ連邦共和国 ラール フリードリッ ヒシュトラーセ 71 (72)発明者 マルティン シンドラー ドイツ連邦共和国 バーデン−バーデン フェアビンドゥングスシュトラーセ 5 (72)発明者 アルベルト ビルク ドイツ連邦共和国 ビュール アム アイ スヴァイアー 1 (72)発明者 マリオ テュムラー インド国 バンガロアー セカンド ステ ージ ハル サーティーンス メイン 3025 Fターム(参考) 3J056 AA37 AA58 BA01 BA03 BE30 CA04 CA20 CB13 EA02 GA02 GA12 【要約の続き】

Claims (29)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 特に自動車摩擦クラッチに関連して使用するためのクラッチ
    ディスクであって、支持体と回転可能に結合された2つの環状の摩擦ライニング
    と、これらの摩擦ライニング間に設けられたライニングばねとを備えている形式
    のものにおいて、 ストローク制限手段が設けられており、該ストローク制限手段は、摩擦ライニ
    ングが圧縮される際にライニングばねのばねストロークを制限して、残留ばねス
    トロークが残存し、少なくとも1つの摩擦ライニングが、ストローク制限手段に
    よって形成された環状の傾倒ゾーンを中心にして旋回可能となるように、配置及
    び構成されていることを特徴とする、クラッチディスク。
  2. 【請求項2】 ストローク制限手段が、少なくとも1つの摩擦ライニングの
    、摩擦面とは反対側の裏側に設けられている、請求項1記載のクラッチディスク
  3. 【請求項3】 ストローク制限手段が、少なくとも1つの摩擦ライニングの
    裏側に設けられた成形部によって形成されている、請求項1又は2記載のクラッ
    チディスク。
  4. 【請求項4】 2つの摩擦ライニングにストローク制限手段が設けられてい
    る、請求項1から3までのいずれか1項記載のクラッチディスク。
  5. 【請求項5】 前記ストローク制限手段が、少なくとも1つの摩擦ライニン
    グの裏側に環状に設けられた複数の突起によって形成されている、請求項1から
    4までのいずれか1項記載のクラッチディスク。
  6. 【請求項6】 前記ストローク制限手段が、環状扇形の多数の突起によって
    形成されている、請求項1から5までのいずれか1項記載のクラッチディスク。
  7. 【請求項7】 少なくとも1つの摩擦ライニングが完全に、摩擦材料有利に
    は有機的な摩擦材料より成っていて、この摩擦材料がそのままストローク制限手
    段を形成している、請求項1から6までのいずれか1項記載のクラッチディスク
  8. 【請求項8】 少なくとも1つの摩擦ライニングが、摩擦材料より成る摩擦
    リングと、この摩擦リングに結合された補強・若しくは支持金属薄板とから形成
    されている、請求項1から6までのいずれか1項記載のクラッチディスク。
  9. 【請求項9】 補強金属薄板が摩擦リング内に埋め込まれている、請求項8
    記載のクラッチディスク。
  10. 【請求項10】 補強金属薄板が摩擦リングの裏側に設けられている、請求
    項8記載のクラッチディスク。
  11. 【請求項11】 補強・若しくは支持金属薄板に、ストローク制限手段が一
    体成形されている、請求項8から10までのいずれか1項記載のクラッチディス
    ク。
  12. 【請求項12】 ストローク制限手段が圧刻成形された押し込み変形部によ
    って形成されている、請求項11記載のクラッチディスク。
  13. 【請求項13】 ライニングばねが、摩擦ライニング間に配置されたばねセ
    グメントによって形成されている、請求項1から12までのいずれか1項記載の
    クラッチディスク。
  14. 【請求項14】 ばねセグメントが複数の切欠を有していて、これらの切欠
    内に、ストローク制限手段の少なくとも一部が摩擦ライニングの完全に負荷され
    た状態で少なくとも部分的に係合している、請求項1から13までのいずれか1
    項記載のクラッチディスク。
  15. 【請求項15】 ストローク制限手段を形成する成形部が半径方向の延長部
    を有していて、この延長部が、摩擦リングの半径方向幅の5%乃至30%有利に
    は5%乃至15%である、請求項1から14までのいずれか1項記載のクラッチ
    ディスク。
  16. 【請求項16】 2つの摩擦ライニングが、これらの摩擦ライニングが負荷
    された状態で互いに当接するストローク制限手段を有している、請求項1から1
    5までのいずれか1項記載のクラッチディスク。
  17. 【請求項17】 ストローク制限手段によって形成された傾倒ゾーンの少な
    くとも中央の直径が、摩擦ライニングの外側直径と内側直径との合計の0.3乃
    至0.7倍有利には0.45乃至0.55倍である、請求項1から16までのい
    ずれか1項記載のクラッチディスク。
  18. 【請求項18】 ストローク制限手段によって形成された環状の傾倒ゾーン
    の少なくとも中央の傾倒ゾーンが、摩擦ライニングの外側直径と内側直径との合
    計の0.48乃至0.52倍である、請求項1から17までのいずれか1項記載
    のクラッチディスク。
  19. 【請求項19】 摩擦ライニングの、環状に配置されたストローク制限手段
    間に、ライニングばねセグメントとリベット固定するための複数の切欠が設けら
    れている、請求項1から18までのいずれか1項記載のクラッチディスク。
  20. 【請求項20】 環状の傾倒ゾーンの、少なくともほぼ中央の直径に相当す
    る直径上に複数の切欠が設けられている、請求項18記載のクラッチディスク。
  21. 【請求項21】 摩擦ライニングが、それぞれ1つだけの単独のリベット止
    め直径を有している、請求項1から20までのいずれか1項記載のクラッチディ
    スク。
  22. 【請求項22】 ライニングばねが、一対形式で背中同士突き合わせて円形
    に配置されたばねセグメントによって形成されており、ライニングばねセグメン
    トが半径方向で内側の足部領域を有していて、この足部領域が支持体と相対回動
    不能に結合されている、請求項1から21までのいずれか1項記載のクラッチデ
    ィスク。
  23. 【請求項23】 ライニングばねの残留ばねストロークが、0.1mm乃至
    0.7mm有利には0.2mm乃至0.5mmである、請求項1から22までの
    いずれか1項記載のクラッチディスク。
  24. 【請求項24】 ストローク制限手段の少なくとも一部がライニングばねに
    よって形成されている、請求項1から23までのいずれか1項記載のクラッチデ
    ィスク。
  25. 【請求項25】 ストローク制限手段の少なくとも一部がライニングばねセ
    グメントに設けられた成形部によって形成されている、請求項13から24まで
    のいずれか1項記載のクラッチディスク。
  26. 【請求項26】 ばねセグメントおよび/または摩擦ライニングが、周方向
    で見て、摩擦ライニングのための連続して配置された2つのリベット固定部間に
    、環状扇形に形成された押し込み変形部状の複数の成形部を有している、請求項
    1から25までのいずれか1項記載のクラッチディスク。
  27. 【請求項27】 2重セグメントライニングばねを有していて、各ばねセグ
    メントが、周方向で負荷された、1つの摩擦ライニングを固定するための少なく
    とも2つのリベット開口を有しており、一方の開口が、一方のセグメントに配属
    された摩擦ライニングを固定するために用いられ、他方の開口が、他の摩擦ライ
    ニングのうちの1つを他方のばねセグメントに結合するリベットのリベットヘッ
    ド又はリベットシャフトを収容するために設けられている、請求項1から26ま
    でのいずれか1項記載のクラッチディスク。
  28. 【請求項28】 特に自動車摩擦クラッチに関連して使用するためのクラッ
    チディスクであって、支持体と回転可能に結合された2つの環状の摩擦ライニン
    グと、これらの摩擦ライニング間に設けられたライニングばねとを備えている形
    式のものにおいて、 摩擦ライニングが、摩擦材料より成る摩擦リングと、この摩擦リングに結合さ
    れた補強・若しくは支持金属薄板とから成っていることを特徴とする、クラッチ
    ディスク。
  29. 【請求項29】 請求項1から27までのいずれか1項に従って形成されて
    いる、請求項28記載のクラッチディスク。
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