KR20020084210A - 전동 클러치 디스크 - Google Patents

Abstract

클러치 개방을 위한 클러치 태핏(15), 자동 정지하는 웜기어(14)에 의해 작동하는 전동기(11) 및 적어도 하나의 웜기어(14)를 수용하는 하우징(10)을 포함하는 차량의 구동모터와 기어장치 사이의 클러치 작동을 위한 전동 클러치 디스크에 서 웜기어(14)의 자동 정지를 확대하기 위해 상기 웜기어 내부에 마찰 모멘트를 일으키는 마찰장치(21)가 통합되어 있다.

Description

전동 클러치 디스크 {Electromotive clutch disc}

예컨대 독일 특허 공개 제 197 29 096 A1호 또는 독일 특허 공개 제 44 33 836 C2 호에 공지된 전동 클러치 디스크는 승차감을 높이기 위해 차량에 전동 클러지 분야에서처럼 독립형 기기의 적용은 물론, 자동화된 변속 기어장치의 주요 무품으로서 이용이 점차적으로 증가하며, 상기 클러치 디스크에서 클러치 패달은 누락된다.

클러치 패달을 제거함으로써 승차감 향상에 추가적으로 구동 트레인의 개선된 댐핑에 의한 승차감 향상을 달성하기 위해 클러치 패달의 폐쇄시 "일시교정" 작동 상태에서 클러치 패달이 작동된다. 상기 작동 방식에서 클러치 패달은 클러치가 실제로 주어진 내연기관의 회전 모멘트보다 다소 많은 회전 모멘트를 전달할 수 있도록 조절된다. 이것은 구동 트레인의 전체적인 로드 임펄스(load impulse)가 예응된 클러치의 일시적인 회전을 야기하고, 바람직한 마찰 댐퍼에 의한 임펄스 에너지는 클러치를 워밍업 상태로 변환시키는 것이 장점이다. 그럼으로써 승차감을 크게 향상시킬 정도로 구동 트레인의 진동이 현저하게 감소된다. 클러치가 개방될 때 실제로 짧은 경로에 의해 스위칭 시간이 단축된다는 또다른 장점을 갖는다.

클러치 디스크에 작은 전동기를 사용할 수 있도록 클러치 디스크에 자동 정지하는 웜기어가 사용되고, 그 결과 개방된 클러치 정지시 클러치 디스크는 사전 설정된 조절기 히스테리시스에서 전류가 통하지 않아도 작동될 수 있다. 이러한 구조 설계에서는 자동 정지하는 웜기어가 원칙적으로 50% 를 초과하는 효율을 지녀야 한다는 문제점이 있다. 자동정지하는 기어에서 감소한 효율외에도 맞물림에 의한 마모도 심각하다. 또한 웜기어는 맞물림이 실제로 꼭 들어맞을 때만 자동 정지한다. 맞물림이 순간적으로 외부 진동에 의해 벗어나면, 이러한 작동 상태에서 자동 정지는 일어나지 않는다. 이러한 경우 클러치 디스크는 심한 가속도를 받는다.

본 발명은 청구항 제 1항의 전제부에 따른 차량 구동 엔진과 기어 장치 사이의 클러치 작동을 위한 전동 클러치 디스크에 관한 것이다.

도 1은 전동 클러치 디스크의 단면을 개방 상태로 도시.

도 2는 도 1의 II-II를 따른 단면도.

도 3은 도 2에 따른 클러치 디스크 내의 스프링 디스크의 평면도.

도 4는 도 3의 스프링 디스크의 측면도.

도 5는 도 3의 V-V 를 따른 단면도.

본 발명에 따른 전동 클러치 디스크는 마찰 장치에 의해 발생된 추가 마찰 모멘트에 의해 클러치 디스크의 확실한 자동 정지는 전류가 통하지 않는 작동에서 달성되고, 상기 자동 정지는 한편으로는 클러치의 제어를 위해 작고 정교한 전동기의 사용을 가능하게 하여 정지 또는 준정적 작동에서 조정기의 재조정에 의해 클러치 저항이 방지되고, 다른 한편으로는 일시 교정 작동 방식에서 클러치 작동을 가능하게 하는 것이 장점이다. 자동 정지에 의해 조절기 이력을 포함하는 위치 조정기가 실행될 수 있다. 클러치 디스크가 조절기 이력내에 있는 한은 전동기가 전류가 통하지 않으면서 스위칭 될 수 있다. 추가 마찰 모멘트에 의해 더욱 왕성한 활동 정지에 의해 클러치의 허용 작동력이 상승될 수 있다. 사전설정된 클러치 직경에서 클러치 작동력은 내연기관의 회전 모멘트에 달려있기 때문에, 클러치에 내연기관의 더욱 큰 회전 모멘트가 허용될 수 있다. 이것은 최신 엔진이 가솔린 및 디젤 직접 분사에 의해 지속적으로 상승하는 회전 모멘트로 작동하기 위해 점점 중요해 진다.

또다른 청구항에 제시된 특성에 의해 청구항 제 1항에 제시된 전동 클러치 디스크의 바람직한 개선이 가능하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라 마찰 장치는 마찰 모멘트가 웜기어의 웜휠에 작용하도록 형성된다. 이를 위해 마찰 장치는 웜휠이 회전하면서 수용하는 축선에 의해 방사방향 공간에 고정하는 수단을 구비하고, 상기 마찰 장치는 웜휠과 하우징 사이에 마찰력을 생성한다. 상기 고정 수단은 웜휠의 정면과 이에 평행한 하우징 벽 사이에 배치된 적어도 하나의 마찰면과 하우징 벽에 대해 축방향 웜휠을 예응하는 적어도 하나의 스프링을 구비한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 통해 하기에서 상세히 설명된다.

도 1의 측면도에 부분 종단면도로 도시된 전동 클러치 디스크는 하우징(10)을 포함하며, 상기 하우징 내부에 전동기(11), 웜(12)과 웜휠(13)로 구성된 윔기어(14), 윔기어장치로 작동되는 클러치 태핏(15)이 배치되고, 상기 로드는 구동 엔진 또는 차량의 내연기관과 기어장치 사이, 여기에는 도시되지 않은 클러치를 클러치 스프링의 탄성과 반대로 개방한다. 하우징(10) 내부의 회로기판(17) 상에 배치된 제어 전자장치에 의해 전동기(11)는 클러치가 정지되어 있는 동안 전류가 흐르지 않는 상태에서 개방위치로 스위칭 된다. 자동정지하는 웜기어(14)의 웜(12)은 전동기(11)의 회전자 샤프트(18)에 회전 불가능하게 고정되는 반면, 하우징(10)에 고정된 축선(19)위에 웜휠(13)은 두 개의 슬라이딩 베어링(20)에 의해 회전하도록 기지된다. 또한 제어 전자장치(16)는 전동기(11)를 일시적으로 클러치에 의해 전달 가능한 클러치 모멘트를 일시적인 엔진 모멘트에 매칭되도록 제어하고, 확정된 값은 일시적인 엔진 모멘트보다 크다. 그러한 작동에서 클러치 개방시 전동기(11)의 전류가 흐르지 않는 작동에서 허용되는 클러치 디스크의 자동 정지가 보장되는 것이 중요하다. 이것은 웜기어(14)에 통합된 마찰장치(21)에 의해 보장되고, 상기 마찰장치는 추가 마찰 모멘트를 발생시킨다. 따라서 마찰장치(21)는 마찰 모멘트가 웜기어(14)의 웜휠(13)에 작용하도록 배치되고, 이를 위해 마찰장치(21)는 축선(19)과의 방사방향 공간에 웜휠(13)과 하우징 (10)사이에 작용하는 마찰력 생성을 위한 고정 수단을 갖는다.

마찰장치(21)는 웜휠(13)의 정면과 이에 평행한 하우징 벽(22)사이에 배치된 마찰면(23)을 갖고, 상기 마찰면은 예컨대 하우징 벽 또는 웜휠(13)의 정면 또는 두가지 모두 위에 축선(19)에 대한 동심의 마찰층이 배치된다. 도 2의 실시예에서링형의 마찰 디스크(24)상에 마찰면(23)이, 특히 서로 반대편에 놓인 원형면에 배치되고, 상기 마찰면은 윔휠(13)과 하우징 벽(22)사이의 축선(19)에 대해 동심으로 위치시킨다. 웜휠(13)의 필수인 축방향 압착력은 하우징 벽(22)의 마찰 디스크(24)로 축방향 스프링 예응을 포함하는 스프링에 의해 제공된다. 스프링 디스크(25)로 형성된 스프링은 한측으로 마찰 디스크(24)와 반대편에 놓인 웜휠(13) 정면에, 반대측으로 웜휠이 지지하고 있는 축선(19)에 지지한다. 도 3의 평면도, 도 4의 측면도, 도 5의 단면도에 스프링 디스크(25)가 보인다. 스프링 디스크(25)는 내부로 돌출하는 U 자형 핑거(26)로 축선(19)을 에워싸고 거기에 축방향, 예를 들어 써클립에 의해 또는 샤프트의 그루우브에 삽입된 스프링 링에 의해 축방향으로 지지된다. 핑거(26)로부터 상호 연결된 링세그먼트(251)로 구성되는 외부 링형의 플랜지 의해 스프링 디스크(25)는 마찰 디스크(24)와 반대편에 놓인 웜휠(13)의 정면에 접한다. 기술된, 도 3-5에 도시된 스프링 디스크(25)의 구조적 형태는 스프링에 점차 좁아지는 특성 곡선을 제공하므로, 조립위치와 무관하게 일정한 스프링 예응이 존재하고, 상기 스프링 예응은 마찰 디스크(24)의 마모에도 불구하고 수명을 넘겨도 변형되지 않는다. 스프링 디스크(25)의 스프링 예응은 모든 작동 상태에서 마찰 디스크(24) 및 하우징 벽(22)으로부터 웜휠(13)의 해제를 저지할 정도로 크게 선택되므로, 기어장치에 클러치 디스크의 직접 설치할 경우 내연기관에 의해 발생한 강한 진동에서도 마찰 디스크(24)의 마찰 모멘트는 지속된다. 그밖에도 마찰 디스크(24)는 구조적으로 클러치 개방시 윔기어장치(14)의 축방향 반응 부품은 클러치 스프링에 대해 가압시 스프링 디스크(25)의 예응이 상승하도록 위치한다.

일정한 압력 비율을 유지하기 위해서는 마찰 디스크(24)로 향한 웜휠(13)의 정면에 축방향 돌출된 링돌출부(28)가 형성되고, 상기 돌출부의 링면은 마찰 디스크(24)의 링면과 일치하고, 마찰 디스크(24)는 하우징 벽(22)에 대해 가압한다. 따라서 일정한 마찰반경이 설정되므로 마찰 모멘트는 일정하게 유지되고, 스프링 예응외에도 한측으로는 마찰 디스크(24)와 웜휠(13)사이에, 다른측으로는 마찰 디스크(24)와 하우징 벽(22) 사이의 마찰계수에 의해 결정된다. 마찰 디스크(24) 대신 하우징 벽(24) 및/또는 웜휠(13)의 정면에 배치된 마찰층이 사용되면, 상기 마찰층은 링돌출부(28)의 링면과 일치하도록 배치된다.

필요에 따라서 윔기어(14) 내부에 마찰장치(21)에 의해 배치된 추가 마찰 모멘트는 스프링 디스크(25)가 마찰 디스크(24)와 반대편에 놓인 웜휠(13)의 정면에 나머지 하나의 마찰 디스크(29)에 의해 지지됨으로써 증가한다. 스프링 디스크(25)의 외부 플랜지는 나머지 하나의 마찰 디스크(29)에 압착하여 상기 마찰 디스크를 축선에 대해 동축으로 형성된 링형의 축방향 돌출부(30)에 대해 가압한다. 마찰 디스크(29)는 회전 불가능하게 스프링 디스크(25)와 연결되거나 선택적으로 하우징(10)에 고정될 수 있다.

Claims (13)

1. 클러치 개방을 위한 클러치 태핏(15), 자동 정지하는 웜기어(14)에 의해 클러치 태핏(15)을 작동시키는 전동기(11) 및 적어도 하나의 웜기어(14)를 수용하는 하우징(10)을 포함하는 차량의 구동모터와 기어장치 사이의 클러치 작동을 위한 전동 클러치 디스크에 있어서,

   상기 웜기어(14)에 마찰 모멘트를 일으키는 마찰장치(21)가 통합되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 클러치 디스크.
2. 제 1항에 있어서, 상기 웜기어 장치(14)가 전동기(11)의 회전축(18)상에 있는 웜(12)과 하우징(10)에 고정된 축선 샤프트(19)에 회전 가능하게 배치된 웜휠(13)을 포함하고, 상기 마찰 장치(21)는 마찰 모멘트가 웜휠(13)에 작용하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전동 클러치 디스크.
3. 제 2항에 있어서, 상기 마찰장치(21)는 축선(19)의 방사방향 간격에 하우징(10)과 웜휠(13)사이에 작용하는 마찰력을 생성하기 위해 고정하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전동 클러치 디스크.
4. 제 3항에 있어서, 상기 수단이 웜휠(13)의 정면과 이에 평행한 하우징 벽(22)사이에 배치된 적어도 하나의 마찰면(23)과 웜휠(13)이 하우징 벽(22)에 대해 축방향으로 예응하는 스프링(25)을 구비하는 것을 특징으로 하는 전동 클러치 디스크.
5. 제 4항에 있어서, 적어도 하나의 마찰면(23)은 웜휠의 정면(13) 및/또는 하우징 벽(22)에 배치된, 축선(19)에 대해 동심의 마찰층에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 전동 클러치 디스크.
6. 제 4항에 있어서, 적어도 하나의 마찰면(23)은 마찰 디스크(24)상에 형성되고, 상기 마찰 디스크는 축선(19)에 대해 동심으로 웜휠(13)의 정면과 하우징(22)사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 전동 클러치 디스크.
7. 제 5항 또는 6항에 있어서, 웜휠(13)의 정면 및/또는 하우징 벽(22)에 축방향으로 돌출한 링돌출부(28)가 형성되고, 상기 돌출부의 링면은 마찰층을 지지하거나 마찰 디스크(24)에 압착되는 것을 특징으로 하는 전동 클러치 디스크.
8. 제 4항 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스프링은 원추형의 궁형으로 휘어진 테이퍼 피복된 스프링 디스크(25)로서, 서로 이격 되어 배치된 스프링 핑거(26)로 형성되고, 상기 스프링 디스크의 외부 핑거 바닥의 스프링 핑거(26)와 서로 연결되는 링세그먼트(251)로 마찰면(26)과 떨어진 웜기어(13) 정면에 지지하고, 스프링 핑거(26)에 의해 웜휠(13)이 지지하는 축선(19)위에 지지하는 것을 특징으로 하는 전동 클러치 디스크.
9. 제 8항에 있어서, 상기 스프링 디스크(25)가 접차 좁아지는 특성 곡선을 갖는 것을 특징으로 하는 전동 클러치 디스크.
10. 제 8항 또는 9항에 있어서, 상기 스프링 디스크(25)의 스프링 예응은 하우징 벽(22)에서 웜휠(13)을 제거하는 것이 모든 작동 상태에서 확실히 저지되도록 조절되는 것을 특징으로 하는 전동 클러치 디스크.
11. 제 4항 내지 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마찰면(23)은 클러치 개방시 웜기어 장치(14)의 축방향 반응력이 웜휠(13)이 하우징 벽(22)에 압착하는 스프링(25)의 예응력을 상승시키도록 배치되는 것을 특징으로 하는 전동 클러치 디스크.
12. 제 8항 내지 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마찰면(23)과 떨어진 웜휠(13)의 정면 벽에 다른 하나의 스프링 디스크(29)에 의해 스프링(25)이 지지되고, 상기 스프링 디스크는 회전 불가능하게 스프링(25) 또는 하우징(10)에 고정되는 것을 특징으로 하는 전동 클러치 디스크.
13. 제 12항에 있어서, 상기 다른 하나의 마찰 디스크(29)가 정해진 링폭에 의해링형으로 형성되고, 스프링 디스크(25)와 반대편에 놓인 암휠(13) 정면에 링형의 축방향 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부에 다른 마찰 디스크(29)가 압착되는 것을 특징으로 하는 전동 클러치 디스크.