KR20160064090A

KR20160064090A - 프리 휠을 포함하는 클러치 디스크를 구비한 클러치

Info

Publication number: KR20160064090A
Application number: KR1020167006748A
Authority: KR
Inventors: 볼프강 라익; 에른스트 마주어; 제바스티안 기일; 호르스트 하르트만
Original assignee: 섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
Priority date: 2013-10-01
Filing date: 2014-08-25
Publication date: 2016-06-07
Also published as: DE102013219946B4; WO2015048952A1; KR102227174B1; DE102013219946A1

Abstract

본 발명은 캐리어 플레이트(2)를 구비한 차량의 마찰 클러치용 클러치 디스크(1)에 관한 것이며, 상기 캐리어 플레이트의 적어도 한 면에 마찰 패드(3)가 회전-고정식으로 제공되어 있고, 프리 휠(7)은 방사상 방향 안쪽의 첫 번째 허브 구성요소(4)와 상기 허브 구성요소에 대해 방사상 방향 바깥쪽으로 캐리어 플레이트(2)와 회전-고정식으로 연결된 구동 판(5) 사이에 배열되어 있다. 또한, 본 발명은 미리 정해진 회전 방향으로 클러치 디스크의 허브와 구동 판 사이의 상대 운동을 가능케 하며, 오버런 모드에서 차량 연소 기관의 분리를 가능하게 한다. 다른 회전 방향에서, 토크는 일반적인 방식으로 전달되고, 차량이 구동된다. 구성적 특성에 따라, 차량은 엔진의 드래그 토크(drag torque)로 인해 감속되지 않고, 이로 인해 세일링 기능 없는 차량에 비해 큰 관성 주행을 하게 된다. 이러한 사실로 인해 연료 소모가 감소 되고, CO₂-배출이 감소 된다.

Description

프리 휠을 포함하는 클러치 디스크를 구비한 클러치{CLUTCH WITH A CLUTCH DISC COMPRISING A FREEWHEEL}

본 발명은 연소 기관 및/또는 전기 엔진, 캐리어 플레이트를 구비한 승용차, 화물차 또는 유사한 상용차와 같은 차량의 클러치, 즉 마찰 클러치를 위한 클러치 디스크에 관한 것이며, 캐리어 플레이트의 적어도 일 측, 바람직하게는 양측에 마찰 패드가 부착되어 있다. 또한, 본 발명은 더블 클러치처럼 클러치 디스크를 구비한 클러치에 관한 것이다. 캐리어 플레이트는 스프링 세그먼트로 표현될 수 있거나, 적어도 이러한 특성을 구비할 수 있다.

선행 기술로서 WO 2008/049387 A2는 클러치 디스크를 공지하고 있다. 상기 선행 기술에 공지된 클러치 디스크는 토크 전달을 위해 압력 판과 역압 판 사이에서 클램핑 될 수 있는 마찰 패드 및 샤프트와 회전-고정식으로 체결될 수 있는 클러치 디스크 허브를 포함한다. 이러한 장치의 특징은 회전 진동 댐핑 장치, 특히 곡률 스프링 댐핑 장치가 마찰 패드와 클러치 디스크 허브 사이에서 효과적으로 작용한다는 것이다.

마찬가지로, DE 10 2004 015 655 A1는 마찰 클러치, 특히 전자기 마찰 클러치를 공지하고 있다. 공지된 전자기 마찰 클러치는 상대적으로 서로 마주보면서 회전 가능하게 장착되어 있으며, 서로 같이, 그리고 떨어져서 이동할 수 있는 커플링 요소를 구비하며, 이러한 커플링 요소는 사용 지점에서 압착력을 통해 서로 밀착하고 있다. 상기 커플링 요소는 자기 회로에 배열되어 있으며, 자기 회로는 패널 종류의 연질 자성 재료로 구성된 커플링 요소에 가이드 되어 있다. 상기 자성 회로에는 전자석이 배열 되어 있으며, 상기 전자석은 연질 자성 코어 및 코일을 구비한다. 상기 자기 회로는 연질 자성 코어와 상기 커플링 요소 가운데 적어도 하나의 커플링 요소 사이에서 에어 갭을 구비한다. 자기 회로의 플럭스 밀도와 압착력은 코일의 동력 공급을 통해 변할 수 있다. 자기 유동은 유동 방향으로 차례대로 배열되어 있는 커플링 요소 사이에 있는 적어도 열 개의 유동 전이점에서 변환된다. 적어도 하나의 에어 갭에 있는 자기 유동의 횡 단면은 연질 자성 재료에 있는 가장 작은 유동 횡단면의 크기 만큼 적어도 다섯 배 크다.

본 발명에도 해당하는 기존의 동력 전달 장치에 클러치 디스크가 사용되지만, 이러한 클러치 디스크는 단점을 갖는다. 이러한 단점은 차량의 오버런 모드, 즉 연소 기관/연소 엔진 또는 전기 엔진이 구동하지 않는 상태에서 차량의 휠에 영향을 주는 경우에 나타난다. 이 경우, 오버런 모드에 있는 엔진 브레이크 토크가 휠로 전달되며, 이로 인해 관성이 감소 된다.

또한, 선행 기술로서 DE 1 063 469 B는 차량의 클러치를 공지하고 있으며, 상기 차량 클러치는 특히 원심력으로 작동하는 마찰 디스크 클러치로 구성된다. 이러한 차량용 클러치의 경우, 클러치의 엔진 측과 기어 측 샤프트 사이에 회전 방향으로만 반응하는 잠금장치가 제공되며, 이러한 잠금장치는 엔진 측 샤프트가 기어 측 샤프트보다 더욱 빠르게 회전할 경우에 비로소 작동하고, 엔진 샤프트 회전이 기어 샤프트 회전에 의해 추월될 경우 작동하지 않는다.

본 발명의 목적은 동력 전달 장치의 오버런 모드에서 엔진의 디커플링을 달성하는 것이며, 동시에 탁월한 마모 억제가 달성된다.

가능하다면, 설치 공간에 따라 스프링 요소 및 댐핑 요소가 사용될 수도 있다.

본 발명의 상기 목적은 본 발명에 따른 클러치 디스크 또는 이러한 클러치 디스크가 사용된 동력 전달 장치에서, 회전운동 하면서 디커플링되는 베어링이 허브 구성요소와 구동 판 사이에 프리 휠을 위해 추가로 사용됨으로써 해결된다.

상기 프리 휠 사용으로 인해, 허브 구성요소/허브 및 구동 판 사이의 상대 운동이 회전방향으로 가능하다.

바람직한 실시 형태는 종속항에서 청구되고 있고, 다음과 같이 상세하게 설명된다.

바람직하게는, 첫 번째 회전 방향의 토크가 구동 판으로부터 허브 구성요소 쪽으로 계속해서 전달되고, 첫 번째 회전 방향의 반대 방향 토크 전달은 완전히 배제되는 것이다.

상기 구동 판은 캐리어 플레이트와 일체형으로 형성될 수 있거나, 또는 대체로 상기 캐리어 플레이트와 분리된 부품으로서 구성될 수 있다. 상기 캐리어 플레이트는 체결 수단, 예를 들어 리벳, 나사 또는 용접 이음을 통해 체결될 수 있다.

더 나은 마모 방지를 달성하기 위해, 베어링은 롤링 베어링 또는 슬라이딩 베어링이 바람직하다.

힘의 선도(force diagram)를 고려하여, 베어링을 프리 휠보다 더 방사상 방향 안쪽으로 배치하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따라, 전반적으로 롤링 베어링을 사용하는 것이 바람직하다. 선택적으로, 구성에 따라 상기 롤링 베어링의 트랙/복수의 롤링 베어링 트랙을 허브 구성요소 또는 구동 판에 내장하는 것도 가능할 수 있다. 이러한 방식으로 추가 부품 사용이 억제된다. 베어링 외부 링은 구동 판을 통해 형성 및/또는 베어링 내부 링은 허브 구성요소를 통해 형성되는 것도 가능할 수 있다. 선택적으로, 상기 베어링 외부 링은 허브 구성요소를 통해 형성 및/또는 베어링 내부 링은 구동 판을 통해 형성되는 것도 가능하다. 이러한 방식으로 추가 부품 사용이 억제될 수 있다.

특히, 실린더 롤러의 사용하에서 상기 프리 휠이 오버런 클러치 또는 스프래그 프리 휠로 형성될 경우, 표준 부품이 사용될 수 있다. 또한, DE 11 2009 005 205 T5에 공지되어 있는 것처럼 역회전 프리 휠 또는 스프래그를 구비한 프리 휠이 사용될 수도 있다.

수명을 연장하기 위해, 특히 건식 클러치로서 실시하기 위해 바람직하게는 프리 휠에 윤활유를 바르고, 상기 프리 휠과 연결된 틈새의 외부와 내부에 래이디얼 샤프트 실링 장치가 배열되는 것이다. 습식 클러치로서 사용시, 실링 장치를 빼서 제거함으로써 설치 공간을 효율적으로 이용할 수 있다. 또한, 주변 오일이 윤활-매체로서 사용된다.

실링 되지 않고, 오일로 윤활 된 변형된 실시 형태를 상기 습식 클러치에서 실시하는 것도 가능할 수 있다. 이때, 실링 장치를 빼서 제거할 수 있다. 이 경우, 바람직하게는 프리 휠 및 베어링/슬라이딩 베어링/롤링 베어링을 윤활하기 위해 기존 오일이 사용될 수 있다.

상기 래이디얼 샤프트 실링 장치가 허브 구성요소의 바깥쪽 원주 면을 밀봉한 상태로 접촉하고/또는 구동 판과 밀착 접촉할 경우, 바람직하게는 회전-고정식으로 상기 구동 판 또는 선택적으로 허브 구성요소에 인접, 즉 대략 맞물려 있을 경우 조립이 용이해 진다.

바람직한 실시 예의 특징은 상기 베어링이 볼 베어링 같은 롤링 베어링, 특히 홈 있는 볼 베어링 또는 롤러 베어링 또는 예를 들어 베어링 시스템에 장착된 롤링 베어링으로서 형성되는 것이다. 베어링의 기능은 모든 종류의 롤링 베어링 또는 슬라이딩 베어링을 통해 설명될 수 있다. 또한, 가장 상이한 베어링 시스템도 전술한 것에 해당된다.

변형된 실시 형태에서, 바람직하게는 다수의 캐리어 플레이트, 대략 16개의 캐리어 플레이트가 두 개의 마찰 패드에 각각 연결되고, 각각 클러치 디스크의 축 방향으로 뻗어 있는 볼록한 부분을 구비하고/또는 상기 캐리어 플레이트의 각각의 면에 있는 마찰 패드 위에는 이 세 가지 부품을 관통하는 리벳 같은 고정 수단이 제공되는 것이다.

달리 표현하면, "세일링 모드", 즉 엔진 브레이크 효과 없이 오버런 모드에서 차량이 움직이게 된다. 당연히 그러한 프리 휠은 다른 곳에서도 사용될 수 있다. 예를 들어, 수동 변속기를 구비한 차량에 사용될 경우, 연료가 효율적으로 이용되고, CO₂-감소 가능성이 증가한다.

본 발명은 미리 정해진 회전 방향으로 클러치 디스크의 허브와 구동 판 사이의 상대 운동을 가능케하고, 오버런 모드에서 차량 연소 기관의 분리를 가능하게 한다. 다른 회전 방향에서, 토크는 일반적인 방식으로 전달되고, 차량이 구동된다. 구성적 특성에 따라, 차량은 엔진의 드래그 토크로 인해 감속되지 않고, 이로 인해 세일링 기능 없는 차량에 비해 큰 관성 주행을 하게 된다. 이러한 사실로 인해 연료 소모가 감소 되고, CO₂-배출이 감소 된다.

본 발명의 첫 번째 실시 예는 아래의 도면을 통해 다음과 같이 상세하게 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 클러치 디스크의 상면도를 도시하고 있고,
도 2는 도 1의 라인 II에 따른 클러치 디스크의 단면을 도시하고 있고,
도 3은 도 1과 도 2의 클러치 디스크의 종 단면을 사시도로 도시하고 있고,
또한, 도 3의 종 방향으로 절단된 클러치 디스크를 보충적으로 설명하고 있다.
도면은 단지 개략적인 특성을 지니며, 단지 본 발명을 이해하기 위해서만 사용된다. 동일한 구성 요소에는 동일한 도면부호가 기재되어 있다.

도 1은 본 발명에 따른 클러치 디스크(1)를 도시하고 있다. 상기 클러치 디스크(1)는 승용차 또는 화물차와 같은 차량에 사용되는 마찰 클러치의 구성요소이다. 이러한 클러치 디스크는 캐리어 플레이트(2)를 구비한다. 정확하게는 다수의 캐리어 플레이트(2)가 사용된다.

상기 캐리어 플레이트(2)에는 마찰 패드(3)가 회전-고정식으로(fixed in rotation) 설치되어 있다.

특히, 도 2에서 알 수 있듯이 상기 캐리어 플레이트(2) 및 마찰 패드(3)와 함께 상기 마찰 클러치(1)는 허브 구성요소(4)와 상기 허브 구성요소에 대해 방사상 방향으로 더 바깥쪽으로 배열된 구동 판(5)을 구비한다. 상기 허브 구성요소(4)는 내접 기어(6)를 구비한다. 상기 내접 기어(6)는 샤프트의 카운터 기어 링과 형상 끼워 맞춤으로 접촉한 상태로 제공된다. 상기 허브 구성요소와 구동 판(5) 사이에는 프리 휠(7)이 배열되어 있다. 상기 프리 휠(7)에는 다수의 실린더 롤러(8)가 삽입되어 있다. 상기 실린더 롤러(8)는 프리 휠 바디로서 사용된다. 상기 프리 휠 바디의 다른 형태의 사용도 가능할 수 있다. 본 발명의 경우, 프리 휠 바디 쪽의 두 개의 면 가운데 하나의 면, 즉 대략 바깥쪽을 향해 있는 상기 구동 판(5)의 면은 원주 둘레로 번갈아 배열된 다수의 램프를 구비한다.

도 3 및 도 4에서는 마찰 패드(3)가 캐리어 플레이트(2)의 양측으로 도시되어 있으며, 상기 캐리어 플레이트(2)의 각 면에는 절반부로 형성된 마찰 패드가 제공되어 있다. 절반부로 형성된 두 개의 마찰 패드는 다수의 리벳을 통해 상기 캐리어 플레이트(2)에 회전-고정식으로 연결되어 있고, 또 다른 고정 수단(10), 즉 또 다른 리벳을 통해 상기 구동 판(5)과 회전-고정식으로 체결되어 있다.

베어링(11), 즉 롤링 베어링(12), 정확하게는 홈이 있는 볼 베어링(13)은 구동 판(5)과 허브 구성요소(4) 사이에 삽입되어 있다. 상기 베어링(11)은 방사상 방향 및 축 방향으로 작용하는 베어링이다. 선택적으로, 고정 요소, 예를 들어 고정 링을 사용하여 상기 베어링(11)의 추가 고정/잠금이 실시될 수 있다.

이것은 도 2 및 도 3에 상세하게 도시되어 있다. 이러한 도면에서 래이디얼 샤프트 실링 장치(14)의 사용은 허브 구성요소(4)와 구동 판(5) 사이에 존재하는 틈새(15)의 방사상 방향 바깥쪽 단부에서 확인될 수 있다.

상기 래이디얼 샤프트 실링 장치는 탄성 중합체 실링 장치, 특히 PTFE로 제제조된 실링 립이 사용된 샤프트 실링 링(WDR)이다.

1 클러치 디스크
2 캐리어 플레이트
3 마찰 패드
4 허브 구성요소
5 구동 판
6 내접 기어
7 프리 휠
8 실린더 롤러
9 리벳
10 고정 수단
11 베어링
12 롤링 베어링
13 홈이 있는 볼 베어링
14 래이디얼 샤프트 실링 장치
15 틈새

Claims

캐리어 플레이트(2)를 구비하며, 상기 캐리어 플레이트의 적어도 한 면에 마찰 패드(3)가 회전-고정식으로 제공되어 있고, 방사상 방향 안쪽의 첫 번째 허브 구성요소(4)와 상기 허브 구성요소에 대해 방사상 방향 바깥쪽으로 캐리어 플레이트(2)와 회전-고정식으로 연결된 구동 판(5) 사이에 프리 휠(7)이 배열되어 있는, 차량의 마찰 클러치용 클러치 디스크(1)에 있어서,
회전운동 하면서 디커플링되는 베어링(11)이 허브 구성요소(4)와 구동 판(5) 사이에 추가적으로 프리 휠(7)을 위해 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 클러치 디스크(1).
제1항에 있어서,
상기 프리 휠(7)은 첫 번째 회전 방향의 토크를 구동 판(5)으로부터 허브 구성요소(4) 쪽으로 계속해서 전달하고, 첫 번째 회전 방향의 반대 방향 토크는 완전히 배제되도록 마련되는 것을 특징으로 하는 클러치 디스크(1).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 베어링(11)은 롤링 베어링(12) 또는 슬라이딩 베어링인 것을 특징으로 하는 클러치 디스크(1).
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베어링(11)은 상기 프리 휠(7)보다 더 방사상 방향 안쪽으로 배치되는 것을 특징으로 하는 클러치 디스크(1).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
베어링 외부 링이 상기 구동 판(5)을 통해 형성되고, 및/또는 베어링 내부 링이 상기 허브 구성요소(4)를 통해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 클러치 디스크(1).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프리 휠(7)은 오버런 클러치 또는 스프래그 프리 휠로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 클러치 디스크(1).
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프리 휠(7)에 윤활유가 칠해져 있고, 상기 프리 휠과 연결된 틈새(15)의 외부와 내부에 래이디얼 샤프트 실링 장치(14)가 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 클러치 디스크(1).
제7항에 있어서,
상기 래이디얼 샤프트 실링 장치(14)는 상기 허브 구성요소(4)의 바깥쪽 원주 면을 밀봉한 상태로 접촉하고, 및/또는 구동 판(5)과 밀착 접촉하는 것을 특징으로 하는 클러치 디스크(1).
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베어링(11)은 볼 베어링으로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 클러치 디스크(1).
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
다수의 캐리어 플레이트(2)가 두 개의 마찰 패드(3)의 개별 마찰 패드와 각각 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 클러치 디스크(1).