KR20220049588A

KR20220049588A - 구동 트레인용 회전 축을 갖는 토크 제한기

Info

Publication number: KR20220049588A
Application number: KR1020227009428A
Authority: KR
Inventors: 로마인 카우프만; 알랭 루쉬; 미하엘 케슬러
Original assignee: 섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
Priority date: 2019-10-29
Filing date: 2020-10-15
Publication date: 2022-04-21
Also published as: WO2021083453A1; US20240052894A1; EP4051920A1; CN114423957A; JP7414985B2; CN114423957B; DE102019129145A1; JP2023500303A

Abstract

본 발명은 구동 트레인(4)용 회전 축(2)을 갖는 토크 제한기(1)에 관한 것으로서, 두 개의 커버 디스크(5,6); 커버 디스크(5,6) 사이에 축 방향으로 배열된 중심 디스크(7); 중심 디스크(7)와 각각의 커버 디스크(5,6) 사이에서 토크의 마찰식 잠금 전달을 위해 중심 디스크(7)와 각각의 커버 디스크(5,6) 사이에 축 방향으로 배열된 두 개의 마찰 라이닝(8,9); 커버 디스크(5,6)에 토크 전달 방식을 통해 영구적으로 연결되는 반경 방향 외부 커넥터(10); 및 중심 디스크(7)에 토크 전달 방식을 통해 영구적으로 연결된 반경 방향 내부 커넥터(11)의 구성 요소를 적어도 포함한다. 토크 제한기(1)는, 무엇보다 스프링 요소(12,13,14)가 중심 디스크(7)와 각각의 마찰 라이닝(8,9) 사이에 배열되는 것을 특징으로 한다. 본원에서 제안된 토크 제한기의 경우에, 긴 수명 동안 마찰 계수를 매우 일정하게 유지할 수 있다.

Description

구동 트레인용 회전 축을 갖는 토크 제한기

본 발명은 구동 트레인용 회전 축을 갖는 토크 제한기, 이러한 토크 제한기를 갖는 구동 트레인, 및 이러한 구동 트레인을 갖는 모터 차량에 관한 것이다.

예를 들어, 토크 제한기는 EP 1 176 339 A1에 공지되어 있고, 이는 두 개의 마찰 라이닝 사이에 위치한 마찰 플레이트를 포함한다. 디스크 스프링은 최대 수천 뉴턴의 힘을 인가한다. 디스크 스프링과 해당 힘은 토크 제한의 함수로 선택되며, 이는 초과될 경우에 마찰 라이닝과 마찰 플레이트 사이에 슬립을 생성하여 토크를 제한한다.

기하 구조적 오류가 존재하는 경우, 예를 들어 마찰 라이닝, 마찰 플레이트 및/또는 디스크 스프링이 완전히 대칭이 아닌 경우, 원주 방향으로 고르지 않은 접촉력이 발생하여 토크 제한을 정의하는 데 문제가 발생하고 토크 제한기의 고르지 않은 마모가 발생한다.

토크 변동을 흡수하는 장치가 JP 2008 303 995 A에 공지되어 있으며, 여기서 압력 플레이트 및/또는 마찰 플레이트는 전술한 문제를 해결하기 위해 일정 각도로 설정되어 있다. 높은 압력과 기하 구조적 오류가 동시에 발생하면, 불균일한 압력 분포가 계속 발생할 수 있다. 이는 마찰 및 마모 계수의 불변성에 불리하다.

이로부터, 본 발명의 목적은 종래 기술로부터 공지된 단점들을 적어도 부분적으로 극복하는 것이다. 본 발명에 따른 특징은 독립항으로부터 유래되고, 그에 대한 유리한 구현예가 종속항에 기재되어 있다. 청구항의 특징이 임의의 기술적으로 합리적인 방식으로 조합될 수 있고, 본 발명의 부가적인 구현예를 포함하는, 이하의 명세서 내의 설명 및 도면으로부터의 특징이 또한 이러한 목적을 위해서 이용될 수 있다.

본 발명은 구동 트레인용 회전 축을 갖는 토크 제한기에 관한 것으로 적어도 다음 구성 요소를 갖는다:

- 두 개의 커버 디스크;

- 상기 커버 디스크 사이에 축 방향으로 배열된 중심 디스크;

- 상기 중심 디스크와 상기 각각의 커버 디스크 사이에서 토크의 마찰식 잠금 전달을 위해 상기 중심 디스크와 상기 각각의 커버 디스크 사이에 축 방향으로 배열된 두 개의 마찰 라이닝;

- 상기 커버 디스크에 토크 전달 방식을 통해 영구적으로 연결되는 반경 방향 외부 커넥터; 및

- 상기 중심 디스크에 토크 전달 방식을 통해 영구적으로 연결된 반경 방향 내부 커넥터.

토크 제한기는, 특히 스프링 요소가 중심 디스크와 각각의 마찰 라이닝 사이에 배열된다는 사실을 특징으로 한다.

이하에서, 축 방향, 반경 방향, 또는 원주 방향 및 그에 상응하는 용어들이 사용되는 경우에, 달리 명확하게 표시되지 않는다면, 언급된 회전 방향을 참조한다. 명백하게 달리 기술되지 않는 한, 이전의 그리고 후속되는 설명에서 사용되는 서수는 단지 명확한 구분을 위해서 사용된 것이고, 지정된 구성 요소의 순서 또는 등급을 나타내지 않는다. 서수가 1보다 크다고 해서 다른 그러한 구성 요소가 존재해야 한다는 것을 반드시 의미하지는 않는다.

토크 제한기는, 토크를 전달하는 (간접) 마찰 잠금 구성 요소로서 두 개의 커버 디스크와 중심 디스크를 포함한다. 각각의 경우에 커버 디스크 중 하나와 중심 디스크 사이에 마찰 라이닝이 제공되며, 이러한 마찰 라이닝은 마찰 파트너와 정의된 마찰 값을 형성한다. 마찰 라이닝은 연관된 커버 디스크 또는 중심 디스크와 직접 또는 간접적으로 마찰 연결되어 있으며, 여기서 마찰 라이닝과 각각의 마찰 파트너 사이의 접촉력은 구조적 방식으로, 즉 커버 디스크 사이의 거리에 의해 설정된다. 일 구현예에서, 이러한 복수의 마찰 쌍이 제공되고, 여기서 두 개의 커버 디스크는 하나의 중심 디스크를 각각 브래킷 처리한다. 예를 들어, 두 개의 인접한 마찰 쌍을 갖는 커버 디스크는 두 마찰 쌍에 대한 접촉력을 동시에 유지하도록 설정된다.

커버 디스크는, 예를 들어 플라이휠 매스에 의해, 반경 방향 외부 커넥터에 토크 전달 방식을 통해 영구적으로 연결된다. 반경 방향 외부 커넥터는 샤프트에, 예를 들어 전기 기계의 회전자 샤프트에, 토크 전달 방식을 통해 영구적으로 연결될 수 있다. 중심 디스크는, 예를 들어 흡수체 요소에 의해, 반경 방향 내부 커넥터에 토크 전달 방식을 통해 영구적으로 연결된다. 반경 방향 내부 커넥터는 샤프트에, 예를 들어 트랜스미션 기어박스 및/또는 수동 트랜스미션의 트랜스미션 입력 샤프트에, 토크 전달 방식을 통해 영구적으로 연결될 수 있다.

이제 중심 디스크와 각각의 마찰 라이닝 사이에 스프링 요소가 배열되는 것이 제안된다. 스프링 요소는, 토크의 마찰 잠금 전달을 위해 표면 압력을 균등화하도록 설계되어 있다. 예를 들어, 스프링 요소는 주름형 스프링 방식으로 형성되어, 기하 구조적 결함이 있는 지점에서 스프링 요소의 작은 축 방향 팽창으로, 마찰 라이닝이 마찰 라이닝의 나머지 영역에서와 거의 동일한 접촉력으로 로딩된다. 이것은 마찰 라이닝이 작동 중에 영구적으로 균일하게 하중을 받는다는 것을 의미한다. 바람직하게는, 기하 구조적 오류가 없다면, 스프링 요소는, 스프링 요소에 사용되는 시트 재료의 두께보다 작동 시 축 방향 설치 공간을 차단하고/차단하거나 무시할 정도로만 차지하도록 하중을 받는다.

디스크 스프링이 커버 디스크 중 하나와 관련 마찰 라이닝 사이에 축 방향으로 배열된다는 것이, 토크 제한기의 유리한 구현예에서 추가로 제안된다.

이 구현예에서, 커버 디스크 사이에 미리 결정되거나 조절된 거리를 설정함으로써, 단독으로 또는 스프링 요소와 협력하여 원하는 접촉력을 생성하는 디스크 스프링을 제공한다. 따라서, 마찰 라이닝 중 하나와 각각의 마찰 파트너, 예를 들어 중심 디스크 또는 관련 커버 디스크 사이의 마찰 연결을 생성하기 위한 축 방향 접촉력은, 디스크 스프링에 의해, 바람직하게는 양쪽 마찰 라이닝용 단일 디스크 스프링에 의해 생성된다. 일 구현예에서, 지지 디스크가 디스크 스프링과 마찰 라이닝 중 적어도 하나 사이에 배열되어, 접촉력이 디스크 스프링으로부터 마찰 라이닝(들)으로만 간접적으로, 즉 마찰 접촉 없이 전달되도록 한다.

스프링 요소가 두 개의 커버 디스크에 의해, 관련 마찰 라이닝과 관련 커버 디스크 사이의 축 방향 접촉력을 생성하기 위해 축 방향으로 프리로딩된다는 것이, 토크 제한기의 유리한 구현예에서 추가로 제안된다.

마찰력 전달을 균등화하고 원하는 접촉력을 생성하는 기능이 스프링 요소에 결합되어 본원에 제안된다. 두 개의 커버 디스크가 힘 조임쇠를 형성하므로 스프링 요소가 축 방향으로 프리로딩된다. 따라서, 바람직하게는 단일 스프링 요소에 의해, 마찰 라이닝과 각각의 커버 디스크 사이에 마찰 연결을 생성하도록 축 방향 접촉력이 생성된다. 바람직하게는, 이러한 구현예에서조차, 기하 구조적 오류가 없다면, 스프링 요소는, 스프링 요소에 사용되는 시트 재료의 두께보다 작동 시 축 방향 설치 공간을 차단하고/차단하거나 무시할 정도로만 차지하도록 하중을 받는다. 스프링 요소의 시트 재료가 더 두꺼울수록 (재료의 동일한 선택을 가정), 디스크 스프링의 부재로 인해 더 많이 보상된다. 따라서, 필요한 축 방향 설치 공간은 토크 제한기의 이전에 알려진 구현예에 비해 상당히 감소된다.

마찰 라이닝 중 하나가 관련 커버 디스크 또는 중심 디스크에 토크 전달 방식뿐만 아니라 힘 끼워맞춤 및/또는 형태 끼워맞춤 방식으로 연결되거나, 순전히 마찰 잠금 방식으로 회전식 고정되는 것이 토크 제한기의 유리한 구현예에서 추가로 제안된다.

일 구현예에서, 마찰 라이닝은, 예를 들어 리벳에 의해 중심 디스크에 직접 또는 간접적으로 고정된다. 대안적인 구현예에서, 마찰 라이닝은, 예를 들어 글루에 의해 커버 디스크에 직접 또는 간접적으로 고정된다.

다른 구현예에서, 마찰 라이닝은 커버 디스크 또는 중심 디스크에 고정되지 않으나, 순수 마찰 잠금 토크 전달 방식으로 양측에 연결된다.

토크 제한기의 유리한 구현예에서, 마찰 라이닝 중 하나와 중심 디스크 또는 커버 디스크 중 하나 사이에 배열된 적어도 하나의 지지 디스크가 제공되는 것이 추가로 제안되며, 여기서 지지 디스크는 바람직하게는 마찰 라이닝 중 하나와 스프링 요소 사이에 배열된다.

문제의 마찰 라이닝이 (예를 들어, 주름형) 중심 디스크 또는 문제의 커버 디스크 또는 디스크 스프링에 대해 직접 안착하는 문제의 마찰 라이닝 대신에, 지지 디스크는 문제의 마찰 라이닝을 마찰 파트너(이 경우 지지 디스크에 의해 형성됨)에 대해 평평하게 안착시킬 수 있다. 예를 들어, 지지 디스크는 회전 축에 대한 각도 오차를 보상하는 데 사용될 수 있다.

스프링 요소와 마찰 라이닝 사이에 지지 디스크를 사용함으로써, 소정의 마찰 값을 발생시키는 목적과 마찰 잠금(접촉)력을 도입의 균일한 분포를 생성하고/생성하거나 접촉력을 생성시키는 목적은 서로 분리된다. 이는 각 경우(한편으로는 미끄럼 이벤트에 대한 내마모성, 그리고 다른 한편으로는 낮은 정착 특성을 갖는 우수한 스프링 강성)에 필요한 특성에 따라, 각각의 목적에 재료를 사용할 수 있음을 의미한다.

스프링 요소가 지지 디스크 중 하나에 의해 형성되는 것이 토크 제한기의 유리한 구현예에서 추가로 제안된다.

마찰 라이닝과 중심 디스크 또는 커버 디스크 중 하나 사이의 스프링 요소로 지지 디스크(위에서 설명됨)를 사용함으로써, 마찰 잠금(접촉)력 도입의 균일한 분포를 생성 하고/생성하거나 원하는 접촉력을 생성하고 반경 방향 외부 커넥터 또는 반경 방향 내부 커넥터에 토크 전달 연결을 제공하는 목적은 분리된다. 이는 각 경우에 필요한 특성(한편으로는 무엇보다 낮은 정착 특성을 갖는 우수한 스프링 강성, 및 다른 한편으로 높은 토크 강성)에 따라, 각각의 목적에 재료를 사용할 수 있음을 의미한다.

스프링 요소가 중심 디스크 내에 통합되는 것이 토크 제한기의 유리한 구현예에서 추가로 제안된다

스프링 요소가 중심 디스크에 통합되기 때문에, 매우 작은 축 방향 설치 공간만 필요하다. 바람직한 구현예에서, 지지 디스크가 제공되지 않고 중심 디스크는 마찰 라이닝과 직접 접촉한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 디스크 스프링은 제공되지 않지만, 스프링 요소는 (정의된) 접촉력을 생성하기 위한 유일한 요소이다. 특히 바람직하게는, 마찰 라이닝 중 적어도 하나, 바람직하게는 양쪽 마찰 라이닝이 문제의 커버 디스크와 직접 마찰 잠금 접촉 상태에 있다.

중심 디스크, 바람직하게는 전술한 구현예에 따른 스프링 요소는, 토크 제한기의 유리한 구현예에서 다음을 포함하는 것이 추가로 제안된다:

- 바람직하게는 외부 링 부분이 회전 방향으로 마찰 라이닝과 반경 방향 중첩으로 분할되고 /분할되거나 비틀림 진동 댐퍼에 직접 연결되는 단일 피스 링;

- 회전 방향으로 상기 마찰 라이닝과 반경 방향 중첩으로 서로 이격되는, 다수의 별도 반경 방향 외부 세그먼트; 및

- 회전 방향으로 서로 이격되고 상기 비틀림 진동 댐퍼에 직접 연결된 다수의 별도 반경 방향 내부 세그먼트.

바람직하게는 스프링 요소를 포함하는 중심 디스크의 이 구현예에서, 단일편 또는 다중편 설계가 제안된다. 단일편 설계는 토크 제한기의 매우 작은 수의 별도 장착 구성 요소를 허용한다. 다중편 설계는, 조립 순서의 유연성, 기능에 따른 개별 부품의 분리(상기 재료에 대한 참고 사항 참조) 및/또는 보다 유리한 재료, 제조 공정 및/또는 제조 허용 오차 준수로 인한 비용 절감을 가능하게 한다.

예를 들어, 단일편 링은 판재, 바람직하게는 스프링 강으로부터 스탬핑 및 적절한 모양으로 성형하여 만들 수 있다. 바람직하게는, 마찰 라이닝과의 직접적인 축 방향 힘 전달, 바람직하게는 또한 마찰 라이닝과의 마찰 잠금 접촉을 위해 설정된, 외부 링 부분이 형성된다. 외부 링 부분은 바람직하게는 (회전 축에 대해) 회전 방향으로 분할되어, 별도의 로브 또는 텅이 형성되며, 바람직하게는 외부 링 부분의 이들 세그먼트는, 회전 방향으로 더 좁은 브리지 부분에 의해 반경 방향으로 더 안쪽으로 놓여 있는 링 부분, 예를 들어 내부 링 부분으로 연결된다. 이것은, 예를 들어 외부 링 부분의 세그먼트의 강성이 반경 방향으로 더 안쪽에 있는 내부 링 부분의 강성에 의해 약간만 영향을 받고, 따라서 반경 방향으로 더 안쪽에 있는 내부 링 부분도 외부 링 부분의 세그먼트의 변형에 의해 약간만 영향을 받는다는 것을 의미한다.

여러 개의 반경 방향 외부 세그먼트를 별도로 갖는 구현예에서, 이들은 위에서 언급한 외부 링 부분에 기능적으로 대응한다. 예를 들어, 반경 방향으로 더 안쪽에 있는 링 부분에 대한 연결 섹션, 예를 들어 전술한 내부 링 부분은, 전술한 로브 또는 텅 또는 그 하위 섹션 중 하나에 필적하도록 설계된다. 여러 개의 반경 방향 내부 세그먼트를 별도로 갖는 구현예에서, 이들은 위에서 언급한 내부 링 부분에 기능적으로 대응한다. 예를 들어, 전술한 외부 링 부분과 함께 반경 방향으로 더 바깥에 위치한 링 부분에 대한 연결 섹션은, 예를 들어 전술한 로브 또는 텅 중 하나 또는 이의 부분 섹션에 필적하도록 설계된다. 일 구현예에서, 반경 방향 외부 및 반경 방향 내부 세그먼트는 조합되고, 예를 들어 서로 직접 연결된다.

추가 양태에 따라, 기계 샤프트를 갖는 적어도 하나의 구동 엔진, 적어도 하나의 컨슈머 및 전술한 바와 같은 구현예에 따른 토크 제한기를 갖는 구동 트레인이 제안되며, 기계 샤프트는 미리 결정된 제한 토크 전달 방식으로 토크 제한기에 의해 토크 전달을 하도록 적어도 하나의 컨슈머에 연결된다.

구동 트레인은, 구동 엔진, 예를 들어 내연 기관 또는 전기 기계에 의해서 제공되고 적어도 하나의 컨슈머를 위해 그 구동 샤프트를 통해서 전달되는, 토크를 전달하도록 설계된다. 모터 차량의 애플리케이션에서 예시적인 컨슈머는, 모터 차량 추진을 위한 적어도 하나의 구동 휠이다. 일 구현예에서, 복수의 구동 엔진이, 예를 들어 하이브리드 구동 트레인, 내연 기관 및 적어도 하나의 전기 기계, 예를 들어 모터-생성기에 제공된다. 구동 트레인에 토크 제한기를 사용함으로써, 구동 엔진은 토크 피크로 인한 손상으로부터 보호된다.

추가적인 양태에 따라, 전술한 바와 같은 구현예에 따른 구동 트레인에 의해서 구동될 수 있는 적어도 하나의 구동 휠을 포함한 모터 차량이 제안된다.

오늘날 대부분의 모터 차량은 전륜 구동을 갖고 있으며 때때로 구동 엔진, 예를 들어 내연 기관 및/또는 전기 기계를 운전실 앞에 그리고 메인 주행 방향에 대해 가로 방향으로 배열한다. 반경 방향 설치 공간은 그러한 배열에서 특히 작고, 따라서 소형 크기의 구성 요소를 갖는 구동 트레인을 이용하는 것이 특히 유리하다. 전동 이륜차에서 구동 트레인의 사용은 유사하며, 이를 위해 동일한 설치 공간을 갖는 이전 공지의 이륜차에 비하면, 계속 증가하는 성능이 요구된다. 구동 트레인의 하이브리드화로 인해 이 문제는 후방 차축 배열에서도 악화되고, 또한 여기서도 구동 기계의 길이 방향 배열 및 가로 방향 배열 모두에서 악화된다.

전술한 구동 트레인을 갖고 본원에서 제안된 모터 차량에서, 필요한 축 방향 설치 공간은, 접촉력 또는 원하는 스프링 특성을 제공하는 기능 및/또는 중심 디스크 및/또는 지지 디스크에서의 접촉력의 균등화를 통합한 결과로 감소된다. 동시에 부품의 수와 따라서 조립에 수반되는 노력을 줄일 수 있다.

승용차는 예를 들어, 크기, 가격, 중량, 및 성능에 따라 차량 카테고리에 할당되고, 이러한 규정은 시장의 필요성을 기초로 항상 변화된다. 미국 시장에서, 소형차 및 마이크로카 카테고리에 포함되는 차량은 유럽 분류에 따른 서브콤팩트 차량 카테고리(subcompact car category)에 속하는 반면, 영국 시장에서 이들은 슈퍼-미니카 및 도시 차량 카테고리에 각각 상응한다. 마이크로카 카테고리의 예는 Volkswagen up! 또는 Renault Twingo이다. 소형차 카테고리의 예는 Alfa Romeo MiTo, Volkswagen Polo, Ford Ka+ 또는 Renault Clio이다. 소형차 카테고리 내의 잘 알려진 완전한 하이브리드는 BMW i3, 또는 Toyota Yaris Hybrid이다.

전술한 본 발명은, 바람직한 구현예를 도시하는 연관 도면을 참조하여, 관련 기술적 배경을 기초로 이하에서 더 구체적으로 설명된다. 본 발명은 순전히 개략적인 도면에 의해서 제한되지 않는 한편, 도면이 치수적으로 정확한 것이 아니고 비율을 규정하기에 적합하지 않다는 것에 주목하여야 한다. 도면에서,
도 1은 스프링 요소가 통합된 중심 디스크를 갖는 토크 제한기의 단면도를 나타낸다.
도 2는 중심 디스크와 지지 디스크를 갖는 토크 제한기의 단면도를 나타낸다.
도 3은 중심 디스크에 리벳 결합된 마찰 라이닝을 갖는 토크 제한기의 단면도를 나타낸다.
도 4는 중심 디스크, 지지 디스크 및 디스크 스프링을 갖는 토크 제한기의 단면도를 나타낸다.
도 5는 중심 디스크, 지지 디스크 및 디스크 스프링에 리벳 결합된 마찰 라이닝을 갖는 토크 제한기의 단면도를 나타낸다.
도 6은 중심 디스크의 단일 세그먼트를 나타낸다.
도 7은 링의 형태인 중심 디스크를 나타낸다.
도 8은 단면도 A-A로 중심 디스크를 나타낸다.
도 9는 토크 제한기를 포함한 구동 트레인을 갖는 모터 차량을 나타낸다.

도 1 내지 도 5에서, 토크 제한기(1)는 개략적인 단면도에 나타나 있다. 토크 제한기(1)는 전방 커버 디스크(5)(좌측에 나타낸 바와 같음)와 후방 커버 디스크(6)(전방 커버 디스크(5)의 우측에 나타낸 바와 같음)를 갖는다. 커버 디스크(5,6)는, 예를 들어 기계 연결부를 이용해, 여기서는 플라이휠(29)에 의해, 반경 방향 외부 커넥터(10)에 토크 전달 방식으로 연결된다. 각각의 커버 디스크(5,6)의 축 방향 내측 대면의 내부 측면 상에, 즉 서로 마주하는 두 개의 커버 디스크(5,6)의 표면 상에, 각각 마찰 라이닝(8,9), 즉 마찰 라이닝(8)을 갖는 전방 커버 디스크(5)와 후면 마찰 라이닝(9)을 갖는 후방 커버 디스크(6)가 접촉한다. 중심 디스크(7)는 두 개의 마찰 라이닝(8,9) 사이에 배열되고, 마찰 라이닝(8,9)은 중심 디스크(7)와 토크 전달 접촉을 한다. 중심 디스크(7)는 반경 방향 내측에서 반경 방향 내부 커넥터(11)(여기서는 비틀림 진동 댐퍼(21), 예를 들어 내부 톱니가 있는 허브에 의해 또는 이와 함께 형성됨)에 연결되며, 여기서 (선택적으로) 전방 측 플레이트(30)에 직접 연결되고 비틀림 진동 댐퍼(21)의 후방 측 플레이트(31)에 간접 연결된다. 비틀림 진동 댐퍼(21)의 댐퍼 스프링(32)이 부분적으로 더 나타나 있다.

도 1의 토크 제한기(1)의 도시된 구현예에서, 중심 디스크(7)는 통합 스프링 요소(12)를 갖는다. 축 방향 접촉력(16)에 의해 마찰 라이닝(8,9)과 각각의 커버 디스크(5,6) 사이에 마찰 연결이 생성된다. 이에 따라, 접촉력(16)은 커버 디스크(5,6)를 위치시킴으로써 토크 제한기(1)의 조립 동안에 생성된다. 중심 디스크(7)는 통합 스프링 요소(12)에 의해 인장된다.

도 2 내지 도 5에, 유사한 구조를 갖는 토크 제한기(1)의 구현예가 나타나 있다. 여기서 나타낸 토크 제한기(1)는, 스프링 요소, 마찰 라이닝(8,9)의 연결 및/또는 지지 디스크가 여전히 제공된다는 점(해당 도면 참조)에서 도 1에 따른 구현예와 상이하다.

도 2는, 도 1에 따른 토크 제한기(1)를 두 개의 추가 지지 디스크(17,18)와 함께 나타낸다. 전방 지지 디스크(17)(좌측 상에 나타냄)는 전방 마찰 라이닝(8)과 중심 디스크(7) 사이에 배열되고 후방 지지 디스크(18)(우측 상에 나타냄)는 중심 디스크(7)와 후방 마찰 라이닝(9) 사이에 배열된다. 지지 디스크(17,18)는 접촉 압력 분포를 개선하고/개선하거나 통합 스프링 요소(12)를 보호한다. 일 구현예에서, 스프링 요소(12)는 중심 디스크(7) 내에 통합된다. 대안 또는 추가 구현예에서, 전방 지지 디스크(17)는 전방 스프링 요소(13)를 포함하거나 형성하고/형성하거나, 후방 지지 디스크(18)는 후방 스프링 요소(14)를 포함하거나 형성한다. 이 경우, 이러한 지지 디스크(17,18)는, 예를 들어 주름형이다.

도 3은, 도 1에 따른 토크 제한기(1)를 나타내며, 여기서 마찰 라이닝(8,9)이 중심 디스크(7)에 리벳 결합된다.

도 4는, 디스크 스프링(15)이 제공되는 토크 제한기(1)의 구현예를 나타낸다. 디스크 스프링(15)은. (선택적인 후방) 커버 디스크(6)와 (해당 후방) 지지 디스크(18) 사이에 배열된다. (후방) 지지 디스크(18)는 후방 마찰 라이닝(9)과 디스크 스프링(15) 사이에 배열된다. 여기서, 중심 디스크(7)가 통합 스프링 요소(12)를 포함하고/포함하거나 지지 디스크(18)가 (후방) 스프링 요소(14)를 포함하는 것을 배제하지 않는다. 일 구현예에서, 적어도 하나의 추가 지지 디스크 및/또는 스프링 요소가 제공된다.

도 5에서, 토크 제한기(1)는 도 3 및 도 4에 따른 구현예와 조합하여 나타나 있다.

도 6에서, 중심 디스크(7)의 단일 세그먼트가 (축 방향) 평면도로 나타나 있다. 세그먼트는 여기에서 단일편으로 형성되고, 반경 방향 외부 세그먼트(22)를 갖는 부분 및 반경 방향 내부 세그먼트(23)를 갖는 부분을 포함한다. 토크 제한기(1)(도 1 내지 도 5 참조)에서 사용 시, 반경 방향 외부 세그먼트(22)는 마찰 라이닝(8,9)과 반경 방향으로 중첩하도록 배열되며, 예를 들어 마찰 라이닝은 반경 방향 외부 세그먼트(22)에 리벳 결합된다. 이러한 토크 제한기(1)에서 사용 시, 반경 방향 내부 세그먼트(23)는 바람직하게는, 예를 들어 비틀림 진동 댐퍼(21)에 의해 반경 방향 내부 커넥터(11)에, 예를 들어 리벳 결합에 의해 간접 연결된다. 완전한 중심 디스크(7)는, 회전 방향(3)에서 서로 이격되어(도 7에 따른 구현예 참조) (다중편) 링을 형성하는 복수의 이들 또는 유사한 세그먼트(22,23)를 포함한다. 도 8에 따른 반경 방향 외부 세그먼트(22)의 단면도가 어떻게 배향되는지를 보여주는, 단면 라인 A-A가 여기에 나타나 있다.

도 7에서, 중심 디스크(7)는, 바람직하게는 통합 스프링 요소(12)를 갖는 단일편 링으로서 나타나 있다. 중심 디스크(7)는, 회전 방향(3)을 갖는 회전 축(2)을 갖는다. 외부 링 부분(19)은 중심 디스크(7)의 반경 방향 외부 영역에 위치하며, 이는 도 6에 따른 복수의 반경 방향 외부 세그먼트(22)를 포함한다. 내부 링 부분(20)은 반경 방향 내부 영역에 형성되고, 이는 도 6에 따른 반경 방향 내부 세그먼트(23)에 대응할 뿐만 아니라 중심 디스크(7)의 단일편 특성을 보장한다. 내부 링 부분(20)은 반경 방향 내부 커넥터(11), 예를 들어 측면 플레이트(30,31) 중 하나에 대한 연결을 보장한다. 여기서, 선택적으로, 내부 링 부분(20)의 부착 영역은, 예를 들어 리벳 결합에 의해 내부 링 부분(20)의 나머지 부분과 분리되어, 이 부착 영역은 (예를 들어, 또한 내부 링 부분(20)의 나머지 부분의) 주름 및/또는 중심 디스크(7)의 변형으로부터 (거의) 면제된다.

도 6에서와 같이, 단면선 A-A가 나타나 있고, 도 8에 따른 반경 방향 외부 세그먼트(22)의 단면도가 어떻게 배향되는지를 나타낸다.

도 8에서, 중심 디스크(7)의 반경 방향 외부 세그먼트(22)는 섹션 라인 A-A를 따른 단면도(도 6 또는 도 7 참조)로 나타나 있다. 반경 방향 외부 세그먼트(22)는 (선택적으로) 여기에서 주름형으로 설계되어 스프링 요소 또는 통합 스프링 요소(12)의 일부를 형성한다. 주름 형상에 의해, 원하는 접촉력(16)(도 1 내지 도 5 참조) 또는 원하는 스프링 특성이 제공되고/제공되거나 원하는 접촉력(16)이 균일하게 전달된다.

도 9는 운전실(35) 앞에서 (선택적으로) 길이 방향 축(34)을 가로지르는 모터 축(33)을 갖는 모터 차량(28)에 배열된 구동 트레인(4)을 나타낸다. 여기서, 토크 제한기(1)는 입력 측에서 구동 엔진(24)의 기계 샤프트(25)에, 트랜스미션 기어(36)에, 그리고 차동 장치(37)에 연결된다. 이 구동 엔진(24)으로부터 또는 그 기계 샤프트(25)를 통해. 토크가 구동 트레인(4)에 전달된다. 출력 측에서, 토크 제한기(1)는 순수하게 개략적으로 나타낸 출력부에 연결되어, 여기서 좌측 구동 휠(26)(컨슈머) 및 우측 구동 휠(27)(컨슈머)에 가변 트랜스미션 비율로 구동 엔진(24)으로부터 토크가 공급된다. 구동 엔진(24)은 토크 제한기(1)에 의해, 예를 들어 컨슈머(26,27)로부터 발생하는 토크 피크로부터 보호된다.

여기서 제안된 토크 제한기의 경우에, 긴 수명 동안 마찰 계수를 매우 일정하게 유지할 수 있다.

1 토크 제한기
2 회전 축
3 회전 방향
4 구동 트레인
5 전방 커버 디스크
6 후방 커버 디스크
7 중심 디스크
8 전방 마찰 라이닝
9 후방 마찰 라이닝
10 반경 방향 외부 커넥터
11 반경 방향 내부 커넥터
12 통합 스프링 요소
13 전방 스프링 요소
14 후방 스프링 요소
15 디스크 스프링
16 접촉력
17 전방 지지 디스크
18 후방 지지 디스크
19 외부 링 부분
20 내부 링 부분
21 비틀림 진동 댐퍼
22 반경 방향 외부 세그먼트
23 반경 방향 내부 세그먼트
24 구동 엔진
25 기계 샤프트
26 좌측 구동 휠
27 우측 구동 휠
28 모터 차량
29 플라이 휠
30 전방측 플레이트
31 후방측 플레이트
32 댐퍼 스프링
33 모터 축
34 길이 방향 축
35 운전실
36 트랜스미션 기어
37 차동기

Claims

구동 트레인(4)용 회전 축(2)을 갖는 토크 제한기(1)로서,
- 두 개의 커버 디스크(5,6);
- 커버 디스크(5,6) 사이에 축 방향으로 배열된 중심 디스크(7);
- 중심 디스크(7)와 각각의 커버 디스크(5,6) 사이에서 토크의 마찰식 잠금 전달을 위해 중심 디스크(7)와 각각의 커버 디스크(5,6) 사이에 축 방향으로 배열된 두 개의 마찰 라이닝(8,9);
- 커버 디스크(5,6)에 토크 전달 방식을 통해 영구적으로 연결된 반경 방향 외부 커넥터(10); 및
- 중심 디스크(7)에 토크 전달 방식을 통해 영구적으로 연결된 반경 방향 내부 커넥터(11)의 구성 요소를 적어도 포함하고,
스프링 요소(12,13,14)가 중심 디스크(7)와 각각의 마찰 라이닝(8,9) 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는, 토크 제한기.
제1항에 있어서, 디스크 스프링(15)은, 커버 디스크(6) 중 하나와 관련 마찰 라이닝(9) 사이에서 축 방향으로 배열되는, 토크 제한기(1).
제1항 또는 제2항에 있어서, 스프링 요소(12,13,14)는 축 방향 접촉력(16)을 이와 관련된 마찰 라이닝(8,9)과 관련 커버 디스크(5,6) 사이에서, 두 개의 커버 디스크(5,6)에 의해 생성하도록 축 방향으로 프리로드되는, 토크 제한기(1).
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 마찰 라이닝(8,9) 중 하나는 관련 커버 디스크(5,6) 또는 중심 디스크(7)에 토크 전달 방식뿐만 아니라 힘 끼워맞춤 및/또는 형태 끼워맞춤 방식으로 연결되거나, 순전히 마찰 잠금 방식으로 회전식 고정되는, 토크 제한기(1).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 지지 디스크(17,18)가 제공되며, 이는 마찰 라이닝(8,9) 중 하나와 중심 디스크(7) 또는 커버 디스크(5,6) 중 하나 사이에 배열되고, 바람직하게는 지지 디스크(17,18)가 마찰 라이닝(8,9) 중 하나와 스프링 요소(12,13,14) 사이에 배열되는, 토크 제한기(1).
제5항에 있어서, 스프링 요소(13,14)는 지지 디스크(17,18) 중 하나에 의해 형성되는, 토크 제한기(1).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 스프링 요소(12)는 중심 디스크(7)에 통합되는, 토크 제한기(1).
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 중심 디스크(7), 바람직하게는 제7항에 따른 스프링 요소(12)는,
- 바람직하게는 외부 링 부분(19)이 회전 방향(3)으로 마찰 라이닝(8,9)과 반경 방향 중첩으로 분할되고 /분할되거나 비틀림 진동 댐퍼(21)에 직접 연결되는 단일 피스 링;
- 회전 방향(3)으로 마찰 라이닝(8,9)과 반경 방향 중첩으로 서로 이격되는, 다수의 별도 반경 방향 외부 세그먼트(22); 및
- 회전 방향(3)으로 서로 이격되고 비틀림 진동 댐퍼(21)에 직접 연결된 다수의 별도 반경 방향 내부 세그먼트(23)를 포함하는, 토크 제한기(1).
구동 트레인(4)으로서, 기계 샤프트(25)를 갖는 적어도 하나의 구동 엔진(24), 적어도 하나의 컨슈머(26,27) 및 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 토크 제한기(1)를 갖되, 기계 샤프트(25)는 미리 결정된 제한 토크 전달 방식으로 토크 제한기(1)에 의해 토크를 전달하도록 적어도 하나의 컨슈머(26,27)에 연결되는, 구동 트레인.
제9항에 따른 구동 트레인(4)에 의해서 구동될 수 있는 적어도 하나의 구동 휠(26,27)을 포함하는, 모터 차량(28).