KR20070024704A - 클러치 장치를 축방향으로 지지하기 위한 장치 - Google Patents

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KR20070024704A
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에카트 골르드
요한네스 하인리흐
마르쿠스 헤르텔
마르틴 게를라흐
괴쯔 니클라스
한스-유르겐 하우크
옌스 헨쩨
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보르그워너 인코퍼레이티드
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Abstract

본 발명은, 로터리 드라이브(62)의 회전축(ax) 둘레를 회전할 수 있도록 설치되는 클러치 장치(99), 특히 듀얼 클러치 장치를 로터리 드라이브(62)에서 축방향으로 지지하기 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 리테이닝 너트(80)가 로터리 드라이브(62)에 동축으로 나사결합되고, 상기 클러치 장치(99)는 축방향으로 상기 리테이닝 너트에 간접적으로 또는 직접적으로 지지된다.
로터리 드라이브, 클러치 장치, 리테이닝 너트, 축방향 니들 베어링, 스러스트 와셔

Description

클러치 장치를 축방향으로 지지하기 위한 장치{DEVICE FOR AXIALLY POSITIONING A CLUTCH DEVICE}
본 발명은 로터리 드라이브의 회전축 둘레를 회전할 수 있도록 설치되는 클러치 장치, 특히 듀얼 클러치 장치를 로터리 드라이브에서 축방향으로 지지하기 위한 장치에 관한 것이다.
클러치 장치는 선행기술에 의해 다수의 변형으로 공지되어 있다. 인접한 부품들에 의해 클러치 장치가 움직이기 시작하는 것을 배제하기 위해, 상기 클러치 장치는 축방향으로 안정적으로 지지되어야 한다.
본 발명의 근거가 되는 DE 199 21 687 A1에는, 2개의 외부 디스크 캐리어를 지지하는 클러치 허브를 구비하며 방사상으로 접속된 제조방식의 듀얼 클러치가 공지되어 있다. 상기 듀얼 클러치는 고정된 로터리 드라이브에서 회전축 둘레를 회전할 수 있도록 설치된다. 클러치 허브는 변속기를 향해 고정된 로터리 드라이브에 대해 지지된다. 엔진쪽 방향으로, 클러치 허브 자체는 로터리 드라이브에 지지되지 않는다. 듀얼 클러치는, 방사상 외부 클러치의 내부 디스크 캐리어의 허브가 리테 이너 링을 매개로 변속기 인풋 샤프트에 엔진을 향해 지지됨으로써 축방향으로 지지된다. 고정된 로터리 드라이브가 없고, 변속기 인풋 샤프트에서의 지지에 의한 각 클러치 배열의 축방향 배치를 구비한 실시는 EP 1 226 992 A1 에 공지되어 있다.
상기 유형의 축방향 배치는 근본적으로 그 효과가 입증되었을 지라도, 상기 상술된 실시변형들에서의 단점은, 허용오차, 작동시 열적 확장 등으로 인한 변속기 샤프트들의 종방향 변동들 및 이로 인해 생긴 큰 축방향 허용오차가 클러치의 작동에 부정적으로 작용한다는 것이다. 특히, 이미 EP 1 226 992 A1 에 공지된 바와 같이, 지지하는 또는 지지되는 부품들에 대해 부분적으로 상당한 부하가 생길 수 있다.
본 발명의 목적은, 변속기 샤프트들의 축방향 허용오차가 더 이상 이러한 정도로 클러치 장치의 작동에 부정적으로 작용할 수 없도록, 동종의 클러치 장치를 형성하고 개선하는 데에 있다.
상기 목적은, 클러치 장치를 로터리 드라이브에서 축방향으로 지지하기 위한 장치로서, 리테이닝 너트가 상기 로터리 드라이브에 동축으로 나사결합되고, 상기 클러치 장치는 축방향(ax)으로 상기 리테이닝 너트에 간접적으로 또는 직접적으로 지지되는 것을 특징으로 하는 장치에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 실시 형태는 종속항에 기재되어 있다.
본 발명은, (바람직하게는 고정된) 로터리 드라이브와 연결하여, 변속기 샤프트들에 좌우되지 않고 클러치 장치와의 배치 가능성을 찾는다는 아이디어에 기초한다. 해결책은 동축으로 로터리 드라이브와 나사고정된 리테이닝 너트(retaining nut)에 있으며, 이 리테이닝 너트에 클러치 장치의 구성부품은 간접적으로 또는 직접적으로 축방향으로 바람직하게는 거의 이동할 수 없게 지지된다. 이 리테이닝 너트는, 상기 리테이닝 너트를 양쪽으로 둘러싸는 클러치 장치의 축방향 배치를 제공한다.
서로 회전가능한 클러치 구성부품들의 저마찰 상대운동을 보장하기 위해, 본 발명에 따르면, 리테이닝 너트는 접촉면을 구비한다. 이 접촉면에는 미끄럼 베어링, 특히 축방향 니들 베어링(needle bearing) 및/또는 스러스트 와셔가 축방향으로 지지된다. 이에 부합하여, 클러치 허브는 바람직하게는 스스로 접촉면을 구비하며, 이 접촉면에는 미끄럼 베어링, 특히 축방향 니들 베어링 및/또는 스러스트 와셔가 축방향으로 다른쪽으로 지지된다. 클러치 허브 또는 리테이닝 너트에 대해 상대회전을 실시하는 클러치 장치의 다른 구성부품들도, 특히 디스크 캐리어 또는 상기 디스크 캐리어와 회전 불가능하게 연결된 구성요소들 또는 클러치 하우징은 접촉면을 구비할 수 있다. 이 접촉면에는 미끄럼 베어링, 특히 축방향 니들 베어링 및/또는 스러스트 와셔가 축방향으로 다른쪽으로 지지된다.
리테이닝 너트는 이미 클러치 조립 중 로터리 드라이브와 연결된다. 그런 후, 이러한 방식으로 사전 제조가능한 클러치 장치는 모듈 방식으로 변속기와 연결될 수 있다.
변속기 조립 중 클러치 장치와 로터리 드라이브의 연결이 추구되는 경우는, 즉 로터리 드라이브가 이미 변속기에 장착된 후 클러치가 로터리 드라이브와 연결되면, 본 발명의 특히 바람직한 실시변형에 따르면, 리테이닝 너트는 인트레이닝(entraining) 형상부를 구비한다. 이 엔트레이닝 형상부는 주위의 클러치 구성요소들의 대응하는 리세스를 통해 외부로부터 접근가능하며, 클러치 장치의 조립 또는 분해를 가능하게 한다.
로터리 드라이브는 전체 클러치 장치를 지지하는 기능 외에, 클러치 장치의 작동을 위해 필요한 유체, 바람직하게는 유압유를 위해 공급 및/또는 배출 장치로서 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 로터리 드라이브는 적어도 하나의 유체 채널을 구비하며, 클러치 냉각, 클러치 작동 및/또는 그 밖의 클러치 장치의 작동을 위해 필요한 유체, 특히 냉각 오일, 압력 오일, 원심(centrifugal) 오일이 이 유체 채널을 통해 공급 및/또는 배출될 수 있다.
이하, 본 발명을 도면을 참조하여 더 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 축방향 안전장치의 제 1 실시예가 제공된 듀얼 클러치를 구비한 드라이브 트레인(drive train)의 축방향 반단면도,
도 2는 본 발명에 따른 축방향 안전장치의 제 2 실시예가 제공된 듀얼 클러치를 구비한 드라이브 트레인의 축방향 반단면도,
도 3은 도 1 및 도 2에 따른 듀얼 클러치의 축방향 지지를 위해 삽입되는 본 발명에 따른 리테이닝 너트의 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 제1 외부 디스크 캐리어 2: 제2 외부 디스크 캐리어
3: 제1 플랜지 4: 제2 플랜지
5,6,38,39: 내부 기어 7,8: 삽입기어
9: 중공 샤프트 10: 솔리드 샤프트
11: 제2 하프쉘 12: 토션 진동 댐퍼
13: 제1 하프쉘 14: 1차 요소
15: 1차 플랜지 17: 내부 플랜지
18: 제2 하프쉘 19: 측면 디스크
20,101,102: 하프쉘 21: 관성 매스
23: 천공 24: 크랭크샤프트
26: 나사 27: 제1 디스크 세트
28: 제2 디스크 세트 29,30: 외부 디스크
31,32,41,42: 외부 기어 33,36: 내부 디스크
34,37: 압력 플레이트 35: 공통의 앤드 플레이트
40: 내부 디스크 캐리어 43: 제 1 가동 피스톤
44: 제 2 가동 피스톤 45: 종방향 그루브
46,47: 접촉면 49,50: 압력 피스톤
51,52: 피스톤 53,54: 코일스프링
55,56: 보상 피스톤 57,93: 주변 웨브
58,59,87,88: 축방향 니들 베어링 61: 클러치 허브
62: 로터리 드라이브 63,64,65,66: 유압유 채널
68: 펌프 구동기어 69: 제1 유압유 보상공간
70: 제2 유압유 보상공간 71: 제1 압력공간
72: 제2 압력공간 73: 냉각수 공간
74: 클러치 벨 하우징 77,79: 실린더
80: 리테이닝 너트 81,82; 나사산
83: 외피 84: 부시
85,86: 스러스트 와셔 89,90: 방사상 니들 베어링
91: 슬리브 92: 디스크
94: 엔트레이닝 형상부/오목부 95,96: 리세스
99: 듀얼 클러치 100: 스프링 어셈블리
103,104,105,106: 둘레 그루브 K1: 제1 클러치
K2: 제2 클러치 M: 엔진
G: 변속기 ax: 회전축
도면에서 동일한 구성부품 또는 동일하게 작용하는 구성부품은 동일한 도면부호로 표시하였다.
도 1은 예를 들어 차량용 드라이브 트레인의 일부를 구성하는 로터리 드라이브(62)에서 듀얼 클러치의 축방향 안전을 위해 본 발명에 따라 형성된 장치의 가능한 기본구조 및 작동방식을 도시하고 있다.
도면의 오른쪽에는, 회전축(ax) 둘레를 회전하며 구동축으로 사용되는 크랭크샤프트(24)가 도시되어 있다. 이 크랭크샤프트는 예컨대 내연기관, 엔진(M) 등과 연결된다. 오른쪽은 드라이브 트레인의 구동편을 도시하고 있다. 도면의 왼쪽에는, 회전축(ax) 둘레를 회전하는 2개의 변속기 인풋 샤프트, 즉 중앙 샤프트 또는 솔리드 샤프트(10) 및 중공 샤프트(9)가 도시되어 있다. 이 변속기 인풋 샤프트들은 도시되지 않은 변속기(G) 등과 연결된다. 즉, 예를 들어 제1 변속기 인풋 샤프트(중앙 샤프트 또는 솔리드 샤프트(10))는 차량의 모든 홀수 단(예를 들어, 1, 3, 5...)의 작동을 위해 제공되고, 제2 변속기 인풋 샤프트(중공 샤프트(9))는 차량의 모든 짝수 단(예를 들어, 2, 4, 6...)의 작동을 위해 제공될 수 있다. 후진 기어는 변속기(G)의 제1 변속기 인풋 샤프트(중앙 샤프트 또는 솔리드 샤프트(10))뿐만 아니라 제2 변속기 인풋 샤프트(중공 샤트프(9))에 배정될 수 있다. 왼쪽은 드라이브 트레인의 말단 동력편을 도시하고 있다.
그 이외에, 드라이브 트레인은 관성 매스(centrifugal mass)(21), 토션 진동 댐퍼(12) 및 상기 언급된 듀얼 클러치(99)를 포함한다. 상기 듀얼 클러치를 매개로 종동축(9, 10)은 구동축(24)과 스위치 가능하게 연결될 수 있다.
토션 진동 댐퍼(12), 듀얼 클러치(99) 및 관성 매스(21)는 외부 하우징, 소위 클러치 벨 하우징(74)에 의해 둘러싸여 있다.
회전 또는 토션 진동 댐퍼(12)는 공지된 방식으로 형성된다. 입구쪽에서 상기 토션 진동 댐퍼는 하프쉘(half-shell)의 형태로 1차 요소(14)를 구비한다. 출구쪽에는 제1 하프쉘(13) 및 제2 하프쉘(11)로 구성된 2차 요소가 제공된다. 1차 요소(14)와 2차 요소(13, 11)는 회전축(ax) 둘레를 서로에 대해 회전할 수 있으며, 회전 진동 댐퍼(12)의 외부둘레에 배치된 다수의 스프링 어셈블리(100)에 의해 연결된다.
듀얼 클러치(99)는 2개의 개별 클러치(K1, K2)를 포함한다. 각 클러치(K1, K2)는 각각 외부 디스크 캐리어(1, 2) 및 공통의 내부 디스크 캐리어(40)를 포함한다. 이하, 제1 클러치(K1)의 외부 디스크 캐리어는 제1 외부 디스크 캐리어(1)라 지칭하고, 제2 클러치(K2)의 외부 디스크 캐리어는 제2 외부 디스크 캐리어(2)라 지칭한다.
양 외부 디스크 캐리어(1, 2)는 하프쉘 모양으로 형성되며, 제1 외부 디스크 캐리어(1)는 제2 외부 디스크 캐리어(2)에 대하여 축방향으로 돌출되어 둘러싼다. 내부 디스크 캐리어(40)는 2 개의 하프쉘(101, 102)을 포함하며, 이 하프쉘들은 뒤쪽에서 서로 연결된다. 하프쉘(101, 102)의 원통형 섹션들은, 하프쉘 모양의 외부 디스크 캐리어(1, 2)의 축방향으로 뻗어 있는 영역들에 걸쳐 각각 연장된다.
양 외부 디스크 캐리어(1, 2)는 내부 기어(5, 6)를 구비한다. 이 내부 기어들은, 본 경우에서 각각 4개의 상응하는 외부 기어(31, 32)를 구비하는 디스크(29, 30)의, 축방향으로 이동가능하나 회전불가능한 가이드로 사용된다. 상기 디스크는 일반적으로 외부 디스크(29, 30)라고도 지칭된다. 상응하는 방식으로, 각 외부 디 스크 캐리어(1, 2)에 배정된 공통의 내부 디스크 캐리어(40)의 내부 디스크 캐리어 섹션들의 외부둘레에는 외부 기어(41, 42)가 배치된다. 상기 외부 기어에는, 내부 기어(38, 39)를 구비하는 디스크들, 이른바 내부 디스크(36)가 축방향으로 이동가능하나 회전 불가능하게 가이드된다. 내부 디스크 캐리어 섹션을 형성하는 양 하프쉘(101, 102)의 뒷면은 공통의 앤드 플레이트(35)에 대해 지지된다. 공통의 내부 디스크 캐리어(40)의 양 외부 단부에는, 각각 압력 플레이트(34, 37)가 상기 언급된 내부 디스크(36)와 동일한 방식으로 축방향으로 이동가능하나 회전 불가능하게 가이드된다.
외부 디스크(29, 30), 내부 디스크(33, 36) 및 양 압력 플레이트(34, 37), 그리고 공통의 앤드 플레이트(35)는, 공지된 방식으로 교대로 각각 클러치(K1, K2)에 배정된 디스크 세트(27, 28)를 형성하면서 서로 맞물린다.
따라서, 해당 디스크(29, 30, 33, 34, 35, 36, 37)를 구비한 양 디스크 세트(27, 28)는 공통의 내부 디스크 캐리어(40) 상에 축방향으로 잇달아 배치된다. 본 실시예에서 모든 디스크(29, 30, 33, 34, 35, 36, 37)의 마찰면들은 본질적으로 크기가 동일하다. 따라서, 개별 클러치들(K1, K2)은 대등한 성능을 구비한다. 물론, 디스크(29, 30, 33, 34, 35, 36, 37)의 마찰면들이 상이한 크기의 외경 및/또는 내경을 구비하는 것도 가능하다.
그 이외에, 클러치(K1, K2)의 구성부품은 이하 상세히 설명되는 피스톤/실린더 유닛이다. 이 피스톤/실린더 유닛은 클러치(K1, K2)의 가동을 위해 사용된다. 특히, 각 클러치(K1, K2)에는 수압으로 작동가능한 가동 피스톤(43, 44)이 배정된 다. 이 가동 피스톤(43, 44)은 각각 압력 플레이트(34, 37) 중 하나에 힘을 전달하면서, 개별 디스크들(29, 30, 33, 34, 35, 36, 37) 사이에 마찰접촉을 발생시키면서, 이로써 각 클러치(K1, K2)를 가동하면서 가압될 수 있다. 양 클러치(K1, K2)는 안쪽을 향해 가동될 수 있으며, 반응력은 공통의 앤드 플레이트(35)에 대해 작용한다.
양 클러치(K1, K2)를 위한 가동 장치는, 디스크 세트(27, 28)의 각 압력 플레이트(34, 37)를 공통의 앤드 플레이트(35)의 방향으로 옮길 수 있는 상기 언급된 가동 피스톤(43, 44) 외에 각각 실린더(77, 79), 압력 피스톤(49, 50), 피스톤(51, 52), 보상 피스톤(55, 56) 및 원주방향으로 배치된 다수의 코일스프링(53, 54)을 포함한다. 각 가동 피스톤(43, 44)은 밖으로 각 압력 피스톤(49, 50)에 대해 지지되고, 상기 압력 피스톤은 축방향으로 이동가능하게 실린더(77, 79)에서, 또한 클러치 허브의 외부둘레(61)에서 가이드 된다. 안쪽으로, 가동 피스톤(43, 44)은 피스톤(51, 52)에 대해 지지된다. 상기 피스톤은 재차 안쪽을 향해 코일스프링(53, 54)에 대해 지지된다. 상기 코일스프링(53, 54)은 안쪽을 향해 보상 피스톤(55, 56)의 외면에 대해 지지된다. 이 보상 피스톤(55, 56)은 공통의 내부 디스크 캐리어(40)를 지지하는 클러치 허브(61)의 주변 웨브(57)에 대해 지지된다.
양 개별 클러치(K1과 K2)로 구성된 전체 클러치 장치가 직접적으로 제2 변속기 인풋 샤프트(중공 샤프트(9)) 상에 설치될 수 있을지라도, 본 실시형태에서는 단독적인 로터리 드라이브(62)가 제공된다. 이 로터리 드라이브는 양 변속기 인풋 샤프트, 즉 중공 샤프트(9)와 솔리드 샤프트(10)을 동축으로 둘러싸며, 상기 로터 리 드라이브 상에는 클러치 허브(61)가 2개의 방사상 니들 베어링(89, 90)을 매개로 회전가능하게 설치된다.
로터리 드라이브(62)는 일체로 형성되거나 또는 축방향 뿐만 아니라 방사상으로 여러 부분으로 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 로터리 드라이브(62)는 두 부분으로 구성되어 있다. 상기 로터리 드라이브는 외피(83) 및 상기 외피에 의해 둘러싸인 부시(84)로 구성된다. 원통형 부시(84)의 외부둘레는, 축방향으로 뻗어 있는 상이한 길이를 가진 4개의 종방향 그루브(45)를 구비한다. 외피(83)는 상기 언급된 종방향 그루브(45)의 배열에 부합하여 원주방향으로 뻗어 있는 4개의 그루브(103, 104, 105, 106)를 구비한다. 이 둘레 그루브들(103, 104, 105, 106)은 방사상으로 뻗어있는 개구부들(도시되지 않음)을 통해 대응하는 종방향 그루브들과 연결된다
둘레 그루브(103, 104, 105, 106)에 부합하여, 클러치 허브(61)는, 본질적으로 방사상으로, 그리고 부분적으로 축방향으로 기울어져 뻗어있는 4개의 개구부를 구비한다. 이하, 상기 개구부들은 유압유(hydraulic fluid) 채널(63, 64, 65, 66)로 지칭된다.
부시(84)에서의 그루브(45)들, 개구부들 및 외피(83)에서의 그루브들(103, 104, 105, 106), 그리고 클러치 허브(61)에서의 유압유 채널(63, 64, 65, 66)을 통해, 피스톤(43, 44, 49, 50, 55, 56)에 의해 형성된 체적(제1 압력공간(71), 제2 압력공간(72), 제1 보상공간(69), 제2 보상공간(70), 냉각수 공간(73))에 유압유가 공급된다.
제1 유압유 채널(63)을 통해, 제1 압력공간(71)은 유압유로 압력을 받을 수 있다. 이 유압유 압력은 압력 피스톤(49)을 누르고, 이로써 가동 피스톤(45) 및 피스톤(51)을 코일스프링(53)의 압력에 대항하여 안쪽으로 누른다. 가동 피스톤(45)의 이러한 이동으로, 그 외부둘레는 제1 클러치(K1)의 압력 플레이트(34)에 대해 상기 클러치를 가동시키며 눌려진다.
똑같은 방식으로, 제4 유압유 채널(66)을 통해 제2 압력공간(72)은 유압유로 압력을 받을 수 있다. 이러한 유압유 압력으로 인해, 압력 피스톤(50), 그리고 이로써 가동 피스톤(44)과 피스톤(52)은 코일스프링(54)의 압력에 대항하여 안쪽으로 눌려진다. 이로 인해, 상응하는 방식으로, 가동 피스톤(44)의 외부둘레는 제2 클러치(K2)의 압력 플레이트(37)에 대해 상기 클러치를 가동시키며 눌려진다.
양 유압유 채널(64와 65)를 통해, 한편으로는 보상공간(69, 70)이 유압유로 채워지고, 냉각수 공간(73)도 유압유로 채워진다. 보상공간(69, 70)에서의 유압유는, 원심력에 의한 유압유 반대 압력을 발생시키는데 사용되고, 이 유압유 반대 압력은 각 압력공간(71, 72)에서의 원심력에 의한 압력증가를 저지한다. 냉각수 공간(73)에서의 유압유는 디스크(29, 30, 33, 34, 35, 36, 37)의 냉각을 위해 내부 디스크 캐리어(40)에서 방사상으로 뻗어있는 개구부들을 통해 디스크(29, 30, 33, 34, 35, 36, 37)로 가이드된다.
드라이브 트레인의 상기 상세히 설명된 구성요소들은 하기와 같이 서로 연결된다. 크랭크샤프트(24)는 관성 매스(21)의 내부둘레와 나사로 조여진다(나사(26), 천공(23)). 관성 매스의 내부둘레의 가까이에는, 외부 기어를 가진 내부 플랜 지(17)가 배치된다. 1차 요소(14)는 그 내부둘레에 내부 기어를 가진 1차 플랜지(15)를 가진다. 관성 매스(21)의 내부 플랜지(17)의 외부 기어는 삽입기어 방식으로 토션 진동 댐퍼(12)의 1차 요소(14)의 1차 플랜지(15)의 내부 기어와 회전 불가능한 연결을 만들면서 맞물린다.
토션 진동 댐퍼(12)의 2차 요소의 제1 하프쉘(13)은 동시에 클러치 하우징의 제1 하프쉘을 형성한다. 클러치 하우징의 제2 하프쉘(18)은 외부둘레 쪽으로 회전 불가능하게 2차 요소의 제1 하프쉘(13) 및 클러치 하우징과 연결된다. 내부둘레 쪽으로는, 클러치 허브(61)로, 그리고 그 주변 웨브(57)를 거쳐 듀얼 클러치(99)의 내부 디스크 캐리어(40)로 회전 불가능한 연결이 존재한다.
외부 디스크 캐리어(1, 2)는 플랜지(3, 4)를 구비하며, 이 플랜지들은 삽입기어(7, 8)를 매개로 양 변속기 인풋 샤프트(9, 10)와 회전 불가능하게 연결된다.
크랭크샤프트(24)를 통해 도입된 토크는 관성 매스(21)를 통해 토션 진동 댐퍼의 1차 요소(14)로 전달된다. 1차 요소(14)와 2차 요소(11, 13) 사이의 스프링 탄성 연결은 원치 않는 회전진동을 감쇠시킨다. 원치 않는 회전진동에 의해 상당한 정도로 자유롭게 된 토크는 계속해서 2차 요소(11, 13)로부터 클러치 하우징의 제2 하프쉘(18)로 전달되고, 그곳에서부터 계속해서 클러치 허브(61) 및 공통의 내부 디스크 캐리어(40)로 전달된다. 듀얼 클러치(99)를 매개로, 토크는 선택적으로 양 외부 디스크 캐리어(1, 2) 중 하나를 통해 양 변속기 인풋 샤프트(9, 10) 중 하나로 전달될 수 있다.
완벽을 기하기 위해 언급하는바, 크랭크샤프트(24)를 통해 도입된 회전운동 은 클러치 허브(61)에 배치된 펌프 구동기어(68)를 통해 하이드로 펌프(도시되지 않음)도 상기 언급된 유압유 압력을 준비하기 위해 작동시킨다.
양 개별 클러치(K1, K2), 클러치 하우징(18, 13), 외부 디스크 캐리어(1, 2), 내부 디스크 캐리어(40), 피스톤/실린더 유닛(43, 44, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56) 및 클러치 허브(61)를 구비한 듀얼 클러치(99)를 가능한 한 위치를 정확하게, 그리고 변속기 샤프트의 축방향 운동에 좌우되지 않게 변속기에 고정시키는 것이 바람직하다. 이러한 목적을 위해, 본 발명에서는 로터리 드라이브(62)와 나사고정될 수 있는 리테이닝 너트(80)가 제공된다. 이 리테이닝 너트에 듀얼 클러치(99)의 구성부품들이 양쪽으로 축방향으로 지지될 수 있다.
이에 대해, 예를 들어 하기와 같은 여러 가지 계획안을 생각해 볼 수 있다:
- 먼저 로터리 드라이브(62)가 변속기(G)에 조립되고, 이에 이어서 클러치(99)가 리테이닝 너트(80)를 통하여 로터리 드라이브(62)와 나사고정된다;
- 먼저 로터리 드라이브(62)가 리테이닝 너트(80)를 통하여 클러치(99)와 나사고정되고, 이에 이어서 이 모듈이 로터리 드라이브(62)를 통하여 변속기(G)에 고정된다;
- 로터리 드라이브(62)는 이미 본래의 클러치 조립 중 리테이닝 너트(80)를 통하여 모듈에 고정된다. 그리고 나서 재차 전체 모듈로서 변속기에(로터리 드라이브(62)를 매개로) 고정된다.
본 실시예에서, 클러치 허브(61)는 엔진쪽으로 직접 스러스트 와셔(85)를 통해 리테이닝 너트(80)에 지지된다.
리테이닝 너트(80)를 클램프식으로 둘러싸는 듀얼 클러치(99)의 클로즈 제조방식을 통해, 클러치는 변속기쪽으로 외부 디스크 캐리어(2)를 통해 간접적으로 스러스트 와셔(86)를 통해 리테이닝 너트(80)에 지지된다. 이로써, (일종의 클러치 유극은 별도로 하고) 양 방향으로의 듀얼 클러치(99)의 이동이 저지된다.
리테이닝 너트(80)는 본 실시예에서 디스크(92)를 포함하며, 이 디스크는 방사상으로 로터리 드라이브(62)의 외피(83)로부터 클러치 허브(61)의 내경 위까지 연장된다. 디스크(92)는 내부둘레 쪽으로 파이프 모양 또는 원통형의 슬리브(91)에 이르고, 이 슬리브는 외부둘레에 나사산(81)을 구비한다. 이러한 방식으로, 리테이닝 너트(80)는 축방향으로 이동할 수 없게 로터리 드라이브(62)와 연결된다. 디스크(92)는 로터리 드라이브(62)에 대해 클러치의 축방향 이동을 저지한다.
본 발명에 따르면, 나사고정은 당연히 정반대로도 실시될 수 있다. 즉, 리테이닝 너트에는 내부 나사산이 제공되고, 고정에 사용되는 요소/부품에는 외부 나사산이 제공된다.
도 2는 듀얼 클러치(99)를 구비한 다른 드라이브 트레인의 축방향 단면을 보이고 있다. 상기 듀얼 클러치에는 본 발명에 따른 축방향 안전장치(80)의 제 2 실시예가 제공되어 있다.
도면의 왼쪽에는, 회전축(ax) 둘레를 회전하고 구동축으로서 사용되는 크랭크샤프트(24)가 도시되어 있다. 이 크랭크샤프트는 엔진(M) 등과 연결된다. 왼쪽은 드라이브 트레인의 구동편을 도시하고 있다. 도면의 오른쪽에는, 회전축(ax) 둘레를 회전하는 2개의 변속기 인풋 샤프트, 즉 중앙 샤프트 또는 솔리드 샤프트(10)와 중공 샤프트(9)가 도시되어 있다. 상기 변속기 인풋 샤프트들은 도시되지 않은 변속기(G) 등과 연결된다. 이쪽은 드라이브 트레인의 말단 동력편을 도시하고 있다. 또한, 드라이브 트레인은 상기 언급된 듀얼 클러치(99)를 포함한다. 이 듀얼 클러치를 매개로 종동축(9, 10)은 스위치 가능하게 구동축(24)과 연결될 수 있다.
듀얼 클러치(99)는 2개의 개별 클러치(K1, K2)를 포함하며, 이 클러치들은 축방향으로 서로 인접하여 배치된다. 각 클러치(K1, K2)는 외부 디스크 캐리어(1, 2) 및 공통의 내부 디스크 캐리어(40)를 포함한다. 양 외부 디스크 캐리어(1, 2)는 하프쉘 모양으로 형성되고, 제1 외부 디스크 캐리어(1)는 제2 외부 디스크 캐리어(2)에 대하여 축방향으로 돌출되어 둘러싼다. 내부 디스크 캐리어(40)는 거의 원통 형태를 가지며, 하프쉘 모양의 외부 디스크 캐리어(1, 2)의 축방향으로 뻗어있는 영역들에 걸쳐 연장된다.
양 외부 디스크 캐리어(1, 2)는 내부 기어(5, 6)를 구비한다. 이 내부 기어들은, 본 경우에서 상응하는 외부 기어(31, 32)를 가진 각각 6개의 디스크(29, 30)의, 축방향으로 이동가능하나 회전 불가능한 가이드로 사용된다. 상응하는 방식으로, 각 외부 디스크 캐리어(1, 2)에 배정된 공통의 내부 디스크 캐리어(40)의 내부 디스크 캐리어 섹션들의 외부둘레에는 외부 기어(41, 42)가 배치된다. 이 외부 기어들에는 각각 6개의 내부 기어(38, 39)를 구비하는 디스크(33, 36)가 축방향으로 이동가능하나 회전 불가능하게 가이드된다. 공통의 내부 디스크 캐리어(40)의 오픈된 외부 단부들에 위치한 디스크들은 압력 플레이트(34, 37)라고도 지칭된다. 외부 디스크(29, 30), 내부 디스크(33, 36) 및 양 압력 플레이트(34, 37)는 공지된 방식 으로 교대로 각각 클러치(K1, K2)에 배정된 디스크 세트(27, 28)를 형성하면서 서로 맞물린다. 양 디스크 세트(27, 28)는 공통의 앤드 플레이트(35)에 대해 지지되고, 이 앤드 플레이트는 본 실시예에서 내부 디스크 캐리어(40)와 일체로 형성된다.
각 클러치(K1, K2)에는 수압으로 작동가능한 가동 피스톤(43, 44)이 배정된다. 이 가동 피스톤들(43, 44)은 각각 압력 플레이트(34, 37) 중 하나에 대해 힘을 전달하면서, 개별 디스크들(29, 30, 33, 34, 35, 36, 37) 사이에 마찰접촉을 발생시키면서, 이로써 각 클러치(K1, K2)를 가동하면서 가압될 수 있다. 양 클러치(K1, K2)는 안쪽을 향해 가동되고, 반응력은 공통의 앤드 플레이트(35)에 대해 작용한다.
디스크 세트(27, 28)의 각 압력 플레이트(34, 37)를 공통의 앤드 플레이트(35) 방향으로 옮길 수 있는 상기 언급된 가동 피스톤(43, 44) 외에, 각 클러치(K1, K2)에는 각각 실린더(77, 79), 압력 피스톤(49, 50), 피스톤(51, 52), 보상 피스톤(55, 56) 및 원주방향으로 배치된 다수의 코일스프링(53, 54)이 배정된다. 각 가동 피스톤(43, 44)은 축방향으로 바깥으로 각 압력 피스톤(49, 50)에 대해 지지되며, 상기 압력 피스톤은 축방향으로 이동가능하게 실린더(77, 79)에서, 또한 클러치 허브(61)의 외부둘레에서 가이드된다. 축방향으로 안쪽을 향해, 가동 피스톤(43, 44)은 피스톤(51, 52)에 대해 지지된다. 이 피스톤은 재차 안쪽을 향해 코일스프링(53, 54)에 지지된다. 코일스프링((53, 54)은 축방향으로 안쪽을 향해 보상 피스톤(55, 56)의 외면에 지지된다. 이 보상 피스톤(55, 56)은 공통의 내부 디 스크 캐리어(40)를 지지하는 클러치 허브(61)의 주변 웨브(57)에 대해 지지된다. 내부 디스크 캐리어(40), 주변 웨브(57), 클러치 허브(61)는 본 실시예에서 일체의 유닛을 형성한다.
클러치 허브(61)는 2개의 방사상 니들 베어링(89. 90)을 매개로, 고정된 로터리 드라이브(62) 상에 회전가능하게 회전축(ax) 둘레에 설치된다. 이 로터리 드라이브(62)는 양 변속기 인풋 샤프트, 즉 중공 샤프트(9) 및 솔리드 샤프트(10)를 동축으로 둘러싼다.
로터리 드라이브(62)는 일체로 형성되거나 또는 축방향 뿐만 아니라 방사상으로 여러 부분으로 형성될 수도 있다. 본 실시예에서, 로터리 드라이브(62)는 2개의 부분으로 구성된다. 로터리 드라이브는 외피(83) 및 상기 외피에 의해 에워싸인 부시(84)로 구성된다. 원통형 부시(84)의 외부둘레는, 축방향으로 뻗어있는 상이한 길이를 가진 4개의 종방향 그루브(45)를 구비한다. 외피(83)는 상기 언급된 종방향 그루브(45)의 배열에 부합하여 원주방향으로 뻗어있는 4개의 그루브(103, 104, 105, 106)를 구비한다. 이 둘레 그루브(103, 104, 105, 106)는 방사상으로 뻗어있는 개구부들(도시되지 않음)을 통해 각각 상응하는 종방향 그루브(45) 들의 하나와 연결된다.
둘레 그루브(103, 104, 105, 106)에 부합하여, 클러치 허브(61)는, 본질적으로 방사상으로, 그리고 부분적으로 축방향으로 기울어진 4개의 개구부를 구비한다. 이 개구부들은 이하 유압유 채널(63, 64, 65, 66)로 지칭된다. 부시(84)에서의 그루브(45)들, 개구부들 및 외피(83)에서의 그루브(103, 104, 105, 106), 그리고 클 러치 허브(61)에서의 유압유 채널(63, 64, 65, 66)를 통해, 피스톤(43, 44, 49, 50, 55, 56)을 통해 형성된 체적에, 즉 제1 압력공간(71), 제2 압력공간(72), 제1 보상공간(69), 제2 보상공간(70) 및 냉각수 공간(73)에 유압유가 공급된다.
제1 유압유 채널(63)을 통해, 제1 압력공간(71)은 유압유로 압력을 받을 수 있다. 이 유압유 압력은, 압력 피스톤(49)과, 이로써 가동 피스톤(45) 및 피스톤(51)을 코일스프링(53)의 압력에 대항하여 안쪽으로 누른다. 가동 피스톤(45)의 이러한 이동으로 인해, 그 외부둘레는 제1 클러치(K1)의 압력 플레이트(34)에 대해 상기 클러치를 가동시키며 가압된다.
동일한 방식으로, 제4 유압유 채널(66)을 통해 제2 압력공간(72)은 유압유로 압력을 받을 수 있다. 이 유압유 압력으로 인해, 압력 피스톤(50)과, 이로써 가동 피스톤(44) 및 피스톤(52)은 코일스프링(54)의 압력에 대항하여 안쪽으로 가압된다. 이로 인해, 동일한 방식으로, 가동 피스톤(44)의 외부둘레는 제2 클러치(K2)의 압력 플레이트(37)에 대해 상기 클러치를 가동시키며 가압된다.
양 유압유 채널(64와 65)를 통해, 한편으론 보상공간(69, 70)이 유압유로 채워지고, 냉각수 공간(73)도 유압유로 채워진다. 보상공간(69, 70)에서의 유압유는, 원심력에 의한 유압유 반대 압력을 발생시키는데 사용된다. 이 유압유 반대 압력은 각 압력공간(71, 72)에서의 원심력에 의한 압력증가를 저지한다. 냉각수 공간(73)에서의 유압유는 디스크(29, 30, 33, 34, 35, 36, 37)의 냉각을 위해 내부 디스크 캐리어(40)에서 방사상으로 뻗어있는 개구부들을 통해 디스크 세트(27, 28)로 가이드된다.
드라이브 트레인의 상술된 구성요소들은 하기와 같이 서로 연결된다. 크랭크샤프트(24)는 2개의 하프쉘로 구성된 클러치 하우징(19, 20)의 제1 측면 디스크(19)와 연결된다. 클러치 하우징의 제2 하프쉘(20)은 외부둘레 쪽으로 회전 불가능하게 클러치 하우징의 제1 하프쉘(19)과 연결된다. 내부둘레 쪽으로는, 클러치 허브(61)로, 그리고 그 주변 웨브(57)를 거쳐 듀얼 클러치(99)의 공통의 내부 디스크 캐리어(40)로 회전 불가능한 연결이 존재한다. 외부 디스크 캐리어(1, 2)는 플랜지(3, 4)를 구비하며, 이 플랜지들은 삽입기어(7, 8)를 통하여 양 변속기 인풋 샤프트(9, 10)와 회전 불가능하게 연결된다.
크랭크샤프트(24)를 통해 도입된 토크는 클러치 하우징의 양 하프쉘(9, 10)을 통해, 그리고 그곳으로부터 계속해서 클러치 허브(61) 및 공통의 내부 디스크 캐리어(40)로 전달된다. 듀얼 클러치(99)를 매개로, 토크는 선택적으로 양 외부 디스크 캐리어(1, 2)의 하나를 통해 양 변속기 인풋 샤프트(9, 10)의 하나로 전달된다.
완벽을 기하기 위해 언급하는바, 크랭크샤프트(24)를 통해 도입된 회전운동은 클러치 허브(61)에 배치된 펌프 구동기어(68)를 통해 하이드로 펌프(도시되지 않음)도 상기 언급된 유압유 압력을 준비하기 위해 작동시킨다.
도 2에 따른 실시예에서, 클러치 허브(61)는 엔진 쪽으로 축방향 니들 베어링(88)을 통해 간접적으로 리테이닝 너트(80)에 지지된다. 클러치는 변속기쪽으로 외부 디스크 캐리어(2)를 통해 간접적으로 축방향 니들 베어링(87)을 통해 리테이닝 너트(80)에 지지된다.
리테이닝 너트(80)는 디스크(92)를 구비하며, 이 디스크는 방사상으로 로터리 드라이브(62)의 외피(83)로부터 클러치 허브(61)의 내경 위까지 연장된다. 디스크(92)는 내부둘레 쪽으로 원통형 슬리브(91)에 이르고, 이 슬리브는 외부둘레에 나사산(81)을 구비한다. 이 나사산(81)은 로터리 드라이브(62)의 외피(83)의 내부둘레에 제공된 내부 나사산(82)과 맞물린다. 이러한 방식으로, 리테이닝 너트(80)는 축방향으로 이동할 수 없게 로터리 드라이브(62)와 연결된다.
축방향(ax)으로 가리키는 리테이닝 너트(80)의 디스크(92)의 양 측면(85, 86)은 축방향 니들 베어링(87, 99)의 접촉면으로서 사용된다. 이 축방향 니들 베어링(87) 중 하나에 대해, 방사상으로 뻗어있는 클러치 허브(61)의 접촉면(46)이 지지되고, 다른 것에 대해서는 제1 클러치(K1)의 외부 디스크 캐리어(1)의 접촉면이 지지된다. 양 클러치(K1, K2)의 양 외부 디스크 캐리어(1, 2)와 클러치 하우징(19, 20)의 제1 측면 디스크(19)는 다른 축방향 니들 베어링(58, 59)을 통하여 회전가능하게 서로에 대해 지지된다.
도 3에 사시도로 도시되어 있는 리테이닝 너트(80)는, 엔트레이닝 형상부(94)을 구비한다. 이 엔트레이닝 형상부은 양 클러치(K1, K2)의 양 외부 디스크 캐리어(1, 2)의 상응하는 리세스(95, 96)를 통해 외부로부터 접근가능하다. 구체적인 실시예에서는, 엔트레이닝 형상부(94)로서, 디스크(92)의 외부둘레에 삽입된 4개의 오목부(94)가 제공된다. 리테이닝 너트(80)의 회전을 통해 클러치 장치를 조립 또는 분해하기 위해, 외부 디스크 캐리어(1, 2)의 리세스(95, 96)를 통해 상기 오목부로 공구가 삽입될 수 있다.

Claims (6)

  1. 로터리 드라이브(62)의 회전축(ax) 둘레를 회전할 수 있도록 설치되는 클러치 장치(99), 특히 듀얼 클러치 장치를 로터리 드라이브(62)에서 축방향으로 지지하기 위한 장치에 있어서,
    리테이닝 너트(80)가 상기 로터리 드라이브(62)에 동축으로 나사결합되고, 상기 클러치 장치(99)는 축방향(ax)으로 상기 리테이닝 너트(80)에 간접적으로 또는 직접적으로 지지되는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 클러치 장치(99)는 이동할 수 없게 리테이닝 너트(80)에 지지되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 클러치 장치(99)는 소정의 클러치 유격을 갖고 리테이닝 너트(80)에 지지되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리테이닝 너트(80)는 접촉면(85,86; 95)을 가지고, 이 접촉면에 미끄럼 베어링, 특히 축방향 니들 베어링(87,88) 및/또는 스러스트 와셔(94)가 축방향으로 지지되는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리테이닝 너트(80)는 엔트레이닝 형상부(94)를 가지고, 상기 엔트레이닝 형상부는 특히 주위의 클러치 구성요소(1, 2)의 상응하는 리세스(95, 96)를 통해 외부로부터 접근가능하며, 상기 엔트레이닝 형상부를 통하여 클러치 장치(99)의 조립 또는 분해가 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로터리 드라이브(62)는 하나 이상의 유체 채널(45, 103, 104, 105, 106)을 구비하며, 클러치 냉각, 클러치 가동 및/또는 그 밖의 클러치 장치(99)의 작동을 위해 필요한 유체, 특히 냉각 오일, 압력 오일, 원심 오일이 상기 유체 채널을 통해 공급 및/또는 배출되는 것을 특징으로 하는 장치.
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