JP2004308894A - クラッチ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 軸方向にコンパクトな装置を提供する可能性をもち、特に摩擦器の領域における熱負荷が軽減され得るようにクラッチ装置を改善する。
【解決手段】 少なくとも1つの第1摩擦器(32,34,36)又は少なくとも1つの第2摩擦器が摩擦ライニング支持体(48)を有し、この摩擦ライニング支持体が、軸方向の各側面であってこの摩擦器が摩擦効力を有する軸方向の各側面にて摩擦ライニング装置(44、46)を支持していること、及び、少なくとも、摩擦ライニング装置(44、46)を備えた摩擦ライニング支持体(48)を有する摩擦器(32、34、36)にて、それらの摩擦器(32、34、36、50、52)の周囲を少なくとも領域的に流れる液体循環を生成するための液体送出面装置が設けられていること。
【選択図】 図1

Description

本発明は、クラッチ装置、特に自動車両(モータビークル)のためのクラッチ装置に関し、このクラッチ装置は、液体で充填されている又は充填可能なケーシング装置と、このケーシング装置と共に回転軸線を中心に共同回転可能な少なくとも1つの第1摩擦器と、従動器と共に回転軸線を中心に共同回転可能であり且つ摩擦相互作用を確立するために少なくとも1つの第1摩擦器と接触状態にもたらすことのできる少なくとも1つの第2摩擦器とを含んでいる。
この種のクラッチ装置は特許文献1から知られている。この文献で示されている実施形態では、第1摩擦器及び第2摩擦器或いはそれらの各々の摩擦ライニング支持体が軸方向の一方の側面では摩擦ライニングを支持していて、それに対し、軸方向の他方の側面では直接的に摩擦ライニング支持体が軸方向で最も近い摩擦器の摩擦ライニングと摩擦的に相互作用状態に入る。その結果として、各々の液体送出面により摩擦器の周囲を流れる循環を構成するという能力があるにもかかわらず、これらの摩擦器は、一般的に金属材料或いは金属板材料から構成されているそれらの摩擦ライニング支持体の領域内で熱的に極めて強く負荷されることになる。それにより摩擦ライニング支持体の各々で発生する或いは受容される熱は、これらの摩擦ライニング支持体の良好な熱伝導性が原因で、それらの全体積体において極めて迅速に且つ極めて均等に分配され、それにより前記の熱は、各々の摩擦ライニング支持体がこの摩擦ライニング支持体に支持されている摩擦ライニングと一般的に接着により結合されている領域にも到達する。このことは、接着結合部に負荷を及ぼし、極端な場合、即ち例えばケーシングが部分的にしか液体充填されていなくクラッチ滑りが長く維持される場合、摩擦ライニングをはがしてしまう或いは少なくとも部分的に接着結合部を損傷させてしまうことになる。更にこの特許文献1から、第1摩擦器及び第2摩擦器が摩擦ライニング支持体の両側面にて各々摩擦ライニングを有するというクラッチ装置が知られている。軸方向の両側面にて摩擦ライニングを支持する2つの第1摩擦器間には、プレート状に形成されていて摩擦ライニングを支持していない第2摩擦器が各々係合する。又はその逆も考慮される。しかしこの装置では、両側面にて摩擦ライニングを有する第1摩擦器が、軸方向の両側面にて摩擦ライニングを支持する第2摩擦器に対して直接的に境を接する領域内に、摩擦ライニングを支持していない中間摩擦器を嵌め込むということが必要不可欠である。つまりここでは、例えばケーシング装置と互いに相対回転不能に接続されている2つの摩擦器が直接的に隣接して設けられていて、その結果、追加的な摩擦面ペアの獲得を伴わずに軸方向の構成空間が要求される。
独国特許出願第10125628号明細書
本発明が解決しようとする課題は、軸方向にコンパクトな装置を提供する可能性をもち、特に摩擦器の領域における熱負荷が軽減され得るように、冒頭に掲げた形式のクラッチ装置を改善することである。
前記の課題は、本発明に従い、クラッチ装置、特に自動車両のためのクラッチ装置であって、このクラッチ装置が、液体で充填されている又は充填可能なケーシング装置と、このケーシング装置と共に回転軸線を中心に共同回転可能な少なくとも1つの第1摩擦器と、従動器と共に回転軸線を中心に共同回転可能であり且つ摩擦相互作用を確立するために少なくとも1つの第1摩擦器と接触状態にもたらすことのできる少なくとも1つの第2摩擦器とを含んでいるクラッチ装置により解決される。
この際、更に以下のことが考慮されている。即ち、少なくとも1つの第1摩擦器又は少なくとも1つの第2摩擦器が摩擦ライニング支持体を有し、この摩擦ライニング支持体が、軸方向の各側面であってこの摩擦器が摩擦効力を有する軸方向の各側面にて摩擦ライニング装置を支持していること、及び、少なくとも、摩擦ライニング装置を備えた摩擦ライニング支持体を有する摩擦器にて、それらの摩擦器の周囲を少なくとも領域的に流れる液体循環を生成するための液体送出面装置が設けられていることである。
摩擦効力を生じる各側面に摩擦ライニングを支持している摩擦器を設けること、及び、摩擦ライニングを支持していない摩擦器を設けることにより、摩擦ライニングが設けられている摩擦器が、摩擦ライニングの熱絶縁作用に基づき、より少ない強さで熱的に負荷されることが達成される。このことは、特に摩擦ライニングと摩擦ライニング支持体との間の接着結合部において損傷の危険が生じないという結果をもたらす。更に、滑り状態で発生する熱は、摩擦効力を生じる側面を支持していない摩擦器、即ち側面では摩擦効力を生じることのない摩擦器により更に強く受容され、それらの領域では例えば接着結合部の損傷の危険も生じない。
本発明による構成により、摩擦器の領域に効果的な液体循環を生成する可能性を維持することで、軸方向にて2つの第1摩擦器が直接的には相次いで続いていないこと、及び、軸方向にて2つの第2摩擦器が直接的には相次いで続いていないことが可能である。従って、一方ではケーシング装置と又は他方では従動器と互いに相対回転不能に連結されている全ての設けられた摩擦器が最大限可能な寸法で摩擦効力を生じ、摩擦的に相互作用状態に入らないデッド状態の面ペアが生じることはなく、このことは、予め定められた数量の摩擦ペアにより軸方向の構成サイズを減少させ、或いは、予め定められた軸方向の構成サイズにより、増加された数量の、互いに摩擦相互作用状態に入る面ペアが装備される。
摩擦ライニングを伴わない摩擦器は、例えばプレート状に形成され得て、この際、好ましくはここでは金属プレートが使用される。
極めて簡単な方式で、摩擦的に互いに相互作用状態に入る表面の領域から熱を更に強く排出するために有利な液体循環を生成し得るために、摩擦ライニング装置及び/又は摩擦ライニング支持体における液体送出面装置が、周方向に配向された少なくとも1つの液体送出面を含んでいることが提案される。
このことは例えば、摩擦ライニング装置が、周方向に相次いで続く複数の摩擦ライニングセグメントを有し、これらの摩擦ライニングセグメントが互いに対向する周面を用いて液体送出面装置の少なくとも一部分を形成することにより達成され得る。選択的に又は追加的に、摩擦ライニング支持体が少なくとも1つの摩擦ライニング支持セグメントを有し、この摩擦ライニング支持セグメントが、周方向に配向された面を用いて液体送出面装置の少なくとも一部分を形成することも可能である。
特に摩擦ライニングが区分化されている場合、つまり摩擦ライニングが例えば不連続に周方向で相次いで続く部分を含んでいる場合、摩擦ライニング支持セグメントの輪郭形状が、摩擦ライニングセグメントを支持する領域にて、実質的に、その摩擦ライニング支持セグメントに支持されている摩擦ライニングセグメントの輪郭形状に対応すると、効果的な液体循環にとって有利である。
次に、添付の図面を用い、本発明を詳細に説明する。
図1には本発明に従うウェットラン式クラッチ装置が符号10で示されている。このクラッチ装置10はケーシング12を含んでいて、このケーシングは実質的にディスク状の2つのケーシング部分14、16を有し、これらのケーシング部分はリング状のケーシング部分18を介して半径方向外側で互いに接続されている。ケーシング部分14はその半径方向内側領域にて更にケーシングハブ20と接続されていて、このケーシングハブは、例えば対応する駆動軸のセンタリング穴に係合するベアリングジャーナル22を支持している。ケーシング部分16は半径方向内側で所謂ポンプハブ24と固定されていて、このポンプハブを介し、例えば変速機に配設されているポンプが、液体圧力を構成するために稼動され得て、それにより、液体がケーシング12の内部空間26内へと供給され得る。複数の接続箇所28を介し、ケーシング12は、フレックスプレートなどを介し、駆動軸、例えば燃焼動力機関のクランクシャフトと互いに相対回転不能に接続され得る。
半径方向外側に位置するリング状のケーシング部分18はその内側にて噛合部構成体30を有し、この噛合部構成体は実質的に回転軸線Aの方向に長く延びている。図示例では3つの摩擦器32、34、36が、それらに設けられている相補的な噛合部38、40、42を用いて噛合部30と係合状態にある。このような方式でこれらの摩擦器32、34、36はケーシング12と互いに相対回転不能であるが回転軸線Aの方向に移動可能に連結されている。
各摩擦器32、34、36は、摩擦作用を及ぼす側面、即ち摩擦効力を生じる側面にて各々摩擦ライニング44、46を有し、この摩擦ライニングは摩擦ライニング支持体48にて支持されている。両方の摩擦器32、34が各々の摩擦ライニング支持体48の両側面にて摩擦ライニング44、46を有しているのに対し、図1で最も右側に位置付けられていてケーシング部分16に一側面で支持されている摩擦器36には摩擦ライニング支持体48の両側面に摩擦ライニングは設けられてなく、この摩擦器36が摩擦効力を生じる側面にだけ摩擦ライニングが設けられている。軸方向支持のためだけに用いられる側面に摩擦ライニングは設けられていない。
摩擦器32、34、36の各々2つの摩擦器の間には摩擦器50或いは52が係合し、この摩擦器は、ケーシング12とではなく、従動器、即ち例えば図1では非図示の従動軸と共同回転のために連結されている。図示されているケースにおいてこの回転連結は、全体として符号54で示されている捩り振動ダンパ及び従動ハブ56を介して行われる。例えば、金属材料或いは金属板材料から成る摩擦ライニング支持体48と同様に各々プレート状に構成され得る両方の摩擦器50、52は、半径方向内側で各々の噛合部58、60を有し、これらの噛合部は、従動器と互いに相対回転不能に連結すべき或いは場合によりそれ自体でも従動器として見ることのできる連動部分64における噛合部62と係合するように形成されている。従って摩擦器50、52もこの連動部分64に対して基本的に軸方向に移動可能であるがこの連動部分64と互いに相対回転不能に連結されている。
ピストン要素66は、ケーシング部分14に設けられている案内要素68とハブ20との間にて軸線方向Aの方向に移動可能に受容されていて、密閉要素を嵌め込むことによりそれらの両方の構成部材に対して液密に案内されている。液体(フルイド)は、複数の液体流開口部70を介し、このピストン要素66とケーシング部分14との間に形成されている或いは形成すべき中間空間72内に流入され得る。この液体流入により、即ちケーシング12の内部空間26に対して中間空間72内の液体圧力を増加させることより、ピストン要素66、従ってこのピストン要素に固定されている押付要素74が、ディスク状の他のケーシング部分16の方向に向かって押し付けられる。この際、押付要素74は、摩擦器32の摩擦ライニング44と摩擦接触状態になり、摩擦器32、50、34、52、36を互いに対向位置するそれらの表面を用いて相互接触状態へと押し付ける。
図2及び図3では、摩擦器32に基づき、ケーシング12と互いに相対回転不能に連結される摩擦器32及び34の基本的な構成を見ることができる。ここでは、例えば鋼材又はその他の金属材料から製造されている摩擦ライニング支持体48が半径方向外側のリング状のボディ部分76を有し、その外周領域に噛合部38が形成されていることが見てとれる。このボディ部分76からは複数のライニング支持セグメント78が半径方向内側に向かって延びている。これらのライニング支持セグメント78には軸方向の両側面において各々摩擦ライニングセグメント80、82が設けられていて、これらの摩擦ライニングセグメントは、これらの複数の摩擦ライニングセグメントから構成されている各々の摩擦ライニング44或いは46のものである。
摩擦ライニング44、46及び摩擦ライニング支持体48をそのライニング支持セグメント78を用いて前記のように区分化することにより、摩擦ライニングセグメント80、82並びにライニング支持セグメント78にて、各々、周方向に配向された表面84、86、88が提供される。ライニング支持セグメント78は、これらが摩擦ライニングセグメント80、82を支持する領域にて、それらの輪郭形状に関して摩擦ライニングセグメント80、82の輪郭形状に適合されているので、それにより、ライニング支持セグメント78と2つの摩擦ライニングセグメント80、82から構成される各グループにおいて、前記の3つの表面84、86、88により共同で形成される全液体送出面が得られる。従ってケーシング12の回転時、摩擦器32、34により、及び、少なくとも摩擦ライニング46の領域にて同様にそのように周方向に指向された表面を提供し得る摩擦器36によっても、液体循環が誘起され、この液体循環は、摩擦的に互いに相互作用状態を入るそれらの摩擦器の表面の領域にてこれらの摩擦器の周囲を流れることになる。
互いに摩擦効力を生じる表面の領域に構成される液体循環により、特に滑り稼動時に発生する摩擦熱が摩擦器の領域からより強く且つより迅速に排出され、内部空間26内にある液体を介して除去搬送される。従って異なる摩擦器の熱負荷は軽減され得る。
図1に示されているクラッチ装置における本質的な観点は、軸方向に相次いで、ケーシング12と互いに相対回転不能に連結されている各々の摩擦器が、従動器と互いに相対回転不能に連結されている摩擦器に続いていること、及び、それらの摩擦器のグループの一方だけが摩擦ライニングを支持する、即ち図1〜3で示されている例ではケーシング12と互いに相対回転不能に連結されている摩擦器32、34、36が摩擦ライニングを支持し、つまり、これらの摩擦器が摩擦効力をも生じる軸方向の全ての側面においてである。即ち、次のようなケースは生じない。即ち、例えば一方の軸方向の側面だけで摩擦ライニングセグメント又は一般的には摩擦ライニングを支持する摩擦ライニング支持体が、その他方の軸方向の側面にて、いずれかの熱絶縁要素を中間的に取り付けることなく直接的に摩擦効力を生じるようなケースである。このことは、図1で見てとれる構成において、滑り稼動時に生じる摩擦熱の大部分が、プレート状であり且つ両側面に摩擦ライニングを支持していない摩擦器50、52に受容されるという結果を伴う。摩擦ライニング44、46を支持している摩擦器32、34、36は、そのような摩擦ライニングの領域においてのみ摩擦効力を生じる。このことは特に、一般的に接着により生成される、各々の摩擦ライニング支持体48と摩擦ライニング44、46の固定接続の負荷を軽減し、その理由は、摩擦ラインイング44、46は一般的に比較的良好な熱絶縁体であるためである。
つまりこれまでに説明した装置から、本発明に従うクラッチ装置において、摩擦器のグループの1つだけ、即ち、例えばケーシング12と接続されている摩擦器だけが、液体循環の構成に寄与し、それに対し、他方のグループの摩擦器は、この液体循環の生成に関して全体的に中立的な立場をとっているということが認識できる。
図2において線L内に含まれる部分には変形例が示されていて、この変形例では摩擦ライニング支持体48のリング状のボディ領域76が摩擦ライニングセグメント80或いは82の半径方向内側の端部領域に至るまで延びている。つまりここでは液体送出作用は、摩擦ライニングセグメント80或いは82にて周方向に配向された側面或いは表面84或いは86によってのみ誘起される。基本的に逆の配置構成も可能であり、その配置構成では、線Lで囲まれていない領域にて、摩擦ライニング支持体48が確かに図面から見てとれるライニング支持セグメント78を有するが、摩擦ライニング44、46は区分化されてなくリング状に連続している。この際、リング状の両方の摩擦ライニングセグメント間にあるライニング支持セグメント78の周面88だけが残り、これらの周面がその際には液体送出作用に寄与する。この変形例では、液体送出に寄与する表面が減少していることにより、摩擦効力を生じる表面は拡大され得て、それにより摩擦ライニングの負荷が軽減され得る。
前述の効果は、一方では摩擦器32、34、36、他方では摩擦器50、52における両方のグループの機能性が交換される場合にも達成され得る。つまり、たとえ摩擦ライニングが、ケーシング12と互いに相対回転不能な摩擦器ではなく、従動器と互いに相対回転不能な摩擦器に設けられていて、それに対し、他方の摩擦器には摩擦ライニングが設けられていない場合にも、液体循環の構成が達成され得る。図4及び5には、そのための変形例である摩擦器50’が描かれている。ここでは、この摩擦器が、リング状に周回するボディ領域90を有し、このボディ領域がその内周側にて噛合部58を支持していることが見てとれる。このリング状のボディ領域90からライニング支持部分92が半径方向外側に向かって出発し、これらのライニング支持部分は軸方向の両側面にてライニングセグメント94、96を支持している。ここでも、摩擦ライニングセグメント94、96にて、周方向に配向された表面98、100が生じ、ライニング支持セグメント92にて、周方向に配向された表面102が生じ、これらの表面は回転時に液体循環の生成に寄与する。当然のことであるが、ここでも、摩擦器50’において線L内に含まれている部分で見ることのできるような構成が可能である。ここでは摩擦ライニング支持体は摩擦ライニングセグメントに対応するようには区分化されてなく、それによりここでは液体送出効果が、摩擦ライニングセグメント94或いは96にて周方向に配向された面により生成される。
半径方向内側に向かって従動器と互いに相対回転不能に連結されている摩擦器50、52が図4及び5に描かれているように形成されている装置は、軸方向に要求される構成空間に関し、半径方向外側に向かって結合されている両方の摩擦器32、34がその際にはプレート状に構成されていて且つ図1で見ることができるように摩擦器32と押付要素74との間に摩擦ライニング44が設けられていない場合に限って有利である。同様に、図1〜3に示されているバリエーションにおいても、摩擦器32にて、押付要素74に向かって配向された摩擦ライニング44が排除され得て、その理由は、一般的に押付要素74とピストン要素66は、少なくとも、密閉器の領域にある摩擦作用により、ケーシング12と互いに相対回転不能であるためである。その際、同様に本発明に従う基本的な次の原理が未だに満たされている。即ち、軸方向の一方の側面にて摩擦ライニングを支持する摩擦器では、軸方向の他方の側面にて、他の摩擦器により摩擦ライニング支持体の直接的な摩擦付勢が生成されることはないということである。
更に指摘すべきこととして、当然のことであるが本発明の原理は他の数量の各々の摩擦器においても有効であるということが挙げられる。つまり例えば図1の構成形態では摩擦器34が摩擦器52と共に排除され得て、それにより、従動側に向かって互いに相対回転不能に連結されている1つの摩擦器だけが設けられていることになる。このことは、流体送出作用に寄与する摩擦器が従動側と互いに相対回転不能に連結されている場合にも対応的に有効である。
指摘すべきこととして、液体循環に寄与する表面に関する本発明の意味において「周方向に配向された」という表現は、各々の表面法線が周配向或いは接線配向を有するというそれらの図面に描かれたケースだけを含んでいるわけではない。また、この周方向或いは接線方向に対して立てかけるように設定された表面、即ち表面であってそれらの面法線が、回転軸線に対する直交面に対して傾いているが同様にベクトル分解において周方向成分を有する表面も、本発明の実施の意味において周方向に配向された表面として理解され得る。
所謂ウェットラン式クラッチ装置の部分・縦断面である。 図1のクラッチ装置に使用可能な摩擦器を軸方向で見た図である。 図2に示された摩擦器の斜視図である。 図1のクラッチ装置に使用可能な他の摩擦器を軸方向で見た図である。 図4に示された摩擦器の斜視図である。
符号の説明
10 クラッチ装置
12 ケーシング
14、16、18 ケーシング部分
20 ケーシングハブ
22 ベアリングジャーナル
24 ポンプハブ
26 内部空間
28 接続箇所
30 噛合部
32、34、36 摩擦器
38、40、42 噛合部
44、46 摩擦ライニング
48 摩擦ライニング支持体
50、52 摩擦器
54 捩り振動ダンパ
56 従動ハブ
58、60 噛合部
62 噛合部
64 連動部分
66 ピストン要素
68 案内要素
70 液体流開口部
72 中間空間
74 押付要素
76 ボディ部分
78 ライニング支持セグメント
80、82 摩擦ライニングセグメント
84、86、88 周方向に配向された表面
90 ボディ領域
92 ライニング支持セグメント
94、96 摩擦ライニングセグメント
A 回転軸線
L 変形例を示すための線

Claims (7)

  1. クラッチ装置、特に自動車両のためのクラッチ装置であって、
    − 液体で充填されている又は充填可能なケーシング装置(12)と、
    − このケーシング装置(12)と共に回転軸線(A)を中心に共同回転可能な少なくとも1つの第1摩擦器(32、34、36)と、
    − 従動器(64)と共に回転軸線(A)を中心に共同回転可能であり且つ摩擦相互作用を確立するために少なくとも1つの第1摩擦器(32、34、36)と接触状態にもたらすことのできる少なくとも1つの第2摩擦器(50、52;50’)とを含んでいる前記クラッチ装置において、
    − 少なくとも1つの第1摩擦器(32,34,36)又は少なくとも1つの第2摩擦器(50’)が摩擦ライニング支持体(48)を有し、この摩擦ライニング支持体が、軸方向の各側面であってこの摩擦器が摩擦効力を有する軸方向の各側面にて摩擦ライニング装置(44、46;94、96)を支持していること、及び、
    − 少なくとも、摩擦ライニング装置(44、46;94、96)を備えた摩擦ライニング支持体(48)を有する摩擦器(32、34、36;50’)にて、それらの摩擦器(32、34、36、50、52;50’)の周囲を少なくとも領域的に流れる液体循環を生成するための液体送出面装置(84、86、88;98、100、102)が設けられていることを特徴とするクラッチ装置。
  2. 軸方向にて2つの第1摩擦器(32、34、36)が直接的には相次いで続いていないこと、及び、軸方向にて2つの第2摩擦器(50、52)が直接的には相次いで続いていないことを特徴とする、請求項1に記載のクラッチ装置。
  3. 少なくとも1つの第1摩擦器(32、34、36)及び少なくとも1つの第2摩擦器(50)にて摩擦ライニング装置を伴わない摩擦器が、実質的にプレート状に形成されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載のクラッチ装置。
  4. 摩擦ライニング装置(44、46;94、96)及び/又は摩擦ライニング支持体(48)における液体送出面装置(84、86、88;98、100、102)が、周方向に配向された少なくとも1つの液体送出面(84、86、88;98、100、102)を含んでいることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のクラッチ装置。
  5. 摩擦ライニング装置(44、46;94、96)が、周方向に相次いで続く複数の摩擦ライニングセグメント(80、82;94、96)を有し、これらの摩擦ライニングセグメントが互いに対向する周面(84、86、88;98、100、102)を用いて液体送出面装置(84、86、88;98、100、102)の少なくとも一部分を形成することを特徴とする、請求項4に記載のクラッチ装置。
  6. 摩擦ライニング支持体(48)が少なくとも1つの摩擦ライニング支持セグメント(78;92)を有し、この摩擦ライニング支持セグメントが、周方向に配向された面(88;102)を用いて液体送出面装置(84、86、88;98、100、102)の少なくとも一部分を形成することを特徴とする、請求項4又は5に記載のクラッチ装置。
  7. 摩擦ライニング支持セグメント(78、92)の輪郭形状が、摩擦ライニングセグメント(80、82;94、96)を支持する領域にて、実質的に、その摩擦ライニング支持セグメントに支持されている摩擦ライニングセグメント(80、82;94、96)の輪郭形状に対応することを特徴とする、請求項5又は6に記載のクラッチ装置。
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