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DISCO DE EMBRAGUE PARA EMBRAGUE DE FRICCIÓN DE AUTODESEMBRAGUE
MEMORIA DESCRIPTIVA
La invención se refiere a un disco de embrague tanto para embragues de fricción de funcionamiento en seco como para embragues de fricción de funcionamiento en húmedo, como los que se utilizan por ejemplo en los vehículos de motor entre el motor y la caja de velocidades manual como convertidor de velocidad giratorio o interruptor de par de torsión, conocido por ejemplo en la publicación impresa U.S.-A- 5,551 ,549. En esta modalidad, un soporte de forro se monta sobre un aro de forro. De la publicación impresa DE-C-692 387 se conocen discos de embrague de pared doble en los cuales ambas paredes se embragan libremente una contra la otra con la interposición de medios de conservación de espacios a base de resortes. En la construcción de discos de embrague que se utiliza actualmente, en el embrague y desembrague, la masa total de todo el disco de embrague siempre debe desplazarse en el eje impulsor de la caja de velocidades, la fuerza debe aplicarse o retirarse del disco de presión del embrague sólo a través de reversión radial por medio del amortiguador de torsión o del disco continuo rígido (en un volante de dos masas) produciendo la acción de desplazamiento deseada en la región del disco de embrague.
a. _ „ .. .... . . .. _ . É . ___ „ , í 1fc r, HM1 1 Í^ÉtMfl 1 En los discos de embrague conocidos para embragues de fricción de autodesembrague, los forros se remachan sobre resortes elásticos, lo que se llama suspensión de resorte. Esta suspensión de resorte está a su vez unida a los amortiguadores de torsión o, cuando estos últimos no se proveen, por ejemplo 5 en el disco de embrague para un embrague de fricción que funciona con un volante de dos masas, directamente a un disco continuo. Los amortiguadores de torsión y también el disco continuo están a su vez, como ya se explicó, conectados al centro del disco de embrague, que se desliza sobre el perfil acanalado del eje impulsor de la caja de velocidades. 10 La invención se basa en resolver el problema de proveer un disco de embrague para un embrague de fricción de autodesembrague, en el cual los perfiles de desplazamiento axial descansan estructuralmente tan cerca como sea posible de las proximidades del radio de fricción de los forros de embrague y así pues el desplazamiento axial se acompaña con pérdidas mínimas de fricción para
que el par de torsión de embrague real que va a transmitirse iguale al que se determina por cálculo. Este problema se resuelve de conformidad con la invención mediante la construcción de un disco de embrague que tiene las características de conformidad con la reivindicación 1. Algunas modalidades convenientes y
otras características de la construcción de este disco de embrague conforman el tema de las reivindicaciones adjuntas. El disco de embrague de conformidad con la invención se divide en dos. Comprende un cuerpo base que está asegurado al eje de la caja de
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velocidades, libre, pero axialmente ubicado, por ejemplo por medio de una bola con resortes que se engrana en una hendidura circunferencial en el eje. Este cuerpo base no se mueve en el procedimiento de embrague o desembrague. En este cuerpo base se deslizan pares de forros o soportes de forro que tiene forros pegados, por ejemplo en la forma de un forro de saliente de traba o en forma de un forro de mango de fijación o forro de pinza de fijación. Sólo éstos se mueven axialmente durante el funcionamiento del embrague. En esta forma la masa que necesita moverse se reduce considerablemente. El par de forros de fricción o par de soportes de forro de fricción equipado con salientes de traba se concibe preferiblemente para que los resortes de forro de embrague que descansan entre ellos se carguen ligeramente al trabar entre sí los forros o los soportes de forro. En esta forma se logra que la unidad de forro o unidad de soporte de forro que tiene forros pegados pueda esmerilarse en ambas caras simultáneamente en el estado trabado y se obtengan y manejen como una unidad hasta la instalación en el ensamble de embrague. Los resortes de forro de embrague son por ejemplo cordones elásticos o tubos de plásticos térmicamente estables, como por ejemplo resortes de silicón, hoja metálica o de torsión. También las llamadas suspensiones de resorte asimétrico podrían emplearse sin que esto tenga un efecto adverso en la llamada resistencia a reventar de la unidad que forma el par. Si en lugar de los forros de fricción se utilizan soportes de forro con salientes de traba (con el correspondiente sistema de trabas), sobre los cuales estén peigados los forros de fricción, los soportes de forro de fricción se hacen
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preferiblemente de aleaciones ligeras o plásticos, con el fin de conservar la masa que va a desplazarse y su momento axial de inercia lo más bajos posibles. Los forros de fricción con salientes de traba o los soportes de forro de fricción con salientes de traba, sobre los cuales se pega el forro de fricción, se construyen preferiblemente de manera que estos componentes se traben entre sí. En esta forma, la traba no se separa durante la operación práctica ya que esto se evita con las redes en el cuerpo base del disco de embrague sobre el cual se deslizan los forros o soportes. Los forros de embrague también pueden diseñarse para que los resortes de forro no se sometan a ningún par de torsión, con el fin de poder optimizarlos desde el punto de vista material y funcional. El disco de embrague para embragues de fricción de autodesembrague de conformidad con la invención es particularmente adecuado para utilizarse en embragues que tienen un corto desplazamiento o paso libre, es decir, en los llamados embragues de carga baja, ya que un retraso de la unidad que forma el par se reduce al mínimo con la traba. Además esta construcción, por el esmerilado de los pares en el estado trabado, permite la conservación de las tolerancias en el espesor y un desequilibrio mínimo lo cual es técnicamente imposible de lograr en discos de embrague convencionales. Cuando los forros de fricción están pegados en soportes de forro de fricción trabables, los materiales de fricción no requieren ningún otro componente de refuerzo como roscas, cables y similares. Si los soportes de forro se hacen de aleación ligera, es posible lograr una fuerza centrífuga de los soportes de forro y
1 -"- --. ^^ É_ß-— j&Ü| de los forros de fricción montados en ellos que es casi independiente de la temperatura. Por otra parte, el disco de embrague de conformidad con la invención permite un rápido reemplazo de forros ya que sólo necesita cambiarse el par de forros de fricción trabados entre sí para formar una unidad o el par trabado de soportes de forro con forros pegados. El uso de soportes de forro con forros pegados también es muy interesante desde eí punto de vista de la capacidad para reciclarse. Los soportes siempre pueden tener nuevos forros pegados. De acuerdo con esto, los soportes de forro no tienen que desecharse. Por lo tanto, de conformidad con la invención, tanto para embragues de autodesembrague para funcionamiento en seco, como para funcionamiento húmedo, se proponen soportes para forros de fricción o también forros de fricción completos en forma de soportes, los cuales son relativamente desplazables de manera axial y se traban entre sí. Dos modalidades a manera a ejemplo de un disco de embrague de conformidad con la invención para funcionamiento en seco y para embragues de funcionamiento en húmedo se ilustran de manera esquemática en el dibujo a propósito de una mayor explicación de la invención, y en el dibujo: la figura 1 es una vista esquemática aumentada de una primera modalidad del disco de embrague, los dos componentes que en uso se conectan entre sí para girar de manera conjunta pero pueden moverse axialmente uno en relación con el otro se muestran por separado,
• - ' • » *?>**~~>* la figura 2 es una sección parcial del soporte para forros de fricción en la línea 11-11 en la figura 1 y a una escala mayor que en la figura 1 , la figura 3 es una vista esquemática aumentada de una segunda modalidad del disco de embrague, 5 la figura 4 es una vista esquemática de una modalidad de un mango de fijación y una pinza de fijación para el disco de embrague de la figura 3, y la figura 5 es una vista esquemática de una segunda modalidad de una pinza de fijación y un mango de fijación para el disco de embrague de la figura 3. 10 El disco de embrague 1 ilustrado en las figuras 1 y 2 comprende básicamente dos componentes dispuestos coaxialmente con respecto uno del otro y desplazables en relación con el otro en la dirección de un eje 2, y los componentes se describen más adelante. El componente del disco de embrague 1 que forma el cuerpo base 7 15 tiene un centro 3 con ranuras internas 4 por medio de las cuales está montado sobre un eje 5 que conduce a una caja de velocidades, que no se muestra, y tiene sus correspondientes ranuras externas 6, y está empotrado axialmente por medio de un mecanismo de detención, por ejemplo por medio de una pelota 19 montada fuertemente en el eje 5 y una hendidura 20 formada dentro del centro 3. 20 Un amortiguador de torsión 7a que contiene resortes de compresión 8 se monta en el centro 3. El amortiguador de torsión 7a comprende un disco 9 provisto en su periferia exterior con salientes que se proyectan radialmente 10 que sirven como un elemento de ubicación y guía para un soporte de forro de fricción 11 que
!^^^ ^¡g^ forma el segundo componente del disco de embrague 1 y que se describe a detalle más adelante. El soporte de forro de fricción 11 mostrado en el dibujo tiene dos aros 12 y 13 que son idénticos en construcción y dispuestos a manera de espejo 5 uno respecto al otro. Los aros 12 y 13 están provistos cada uno en su periferia exterior e interior con elementos de traba 14 hechos con forma de gancho, los cuales se engranan por desplazamiento angular relativo de los aros 12 y 13 cuando se colocan uno sobre otro, como puede apreciarse en la figura 1 en particular. Además los aros 12 y 13 tienen muescas interiores 15 que, en la
condición ensamblada mostrada en la figura 1 , se alinean entre sí para que el soporte de forro de fricción ensamblado 11 pueda deslizarse en el cuerpo base 7, al ajustarse las salientes 10 del disco 9 del amortiguador de torsión 7a en las muescas 15 del soporte de forro de fricción 11 con un ajuste de deslizamiento, para que al utilizarse, para la liberación y embrague del embrague, el soporte de
forro de fricción 11 pueda desplazarse con respecto al cuerpo base 7, y el cuerpo base 7 y su centro 3 permanezcan siempre en una posición estable como se montó originalmente en el eje 5. Ya que las salientes 10 son de un espesor suficiente para que, en el desplazamiento axial del soporte de forro de fricción 11 durante el
funcionamiento, ambos aros 12 y 13 permanezcan siempre dentro del alcance de las salientes 10, no debe temerse un movimiento angular relativo de los aros ni por ello su separación durante el uso, ya que simplemente no son posibles.
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Entre los aros 12 y 13 se insertan tubos 16 de goma de silicón formando elementos de resorte en depresiones anulares 17 ahí dispuestos y que, como se muestra a manera de ejemplo en la figura 2, tienen una sección transversal rectangular o cuadrada, o también pueden tener una sección transversal circular u oval, mientras que los tubos 16 son redondos en sección transversal. La característica de resorte puede influenciarse positivamente por la elección de la combinación de las secciones transversales de la hendidura y el tubo. También las características de resorte pueden alterarse y ajustarse al valor deseado si por ejemplo las hendiduras que están fuera de centro no son hendiduras circulares concéntricas sino formadas por una disposición diferente de hendiduras, por ejemplo, un sendero de hendiduras que se extienda de manera sinuosa. En la modalidad del disco de embrague 1 ilustrado en las figuras 1 y 2 un forro de fricción respectivo 18 está pegado en la cara exterior de cada uno de los aros 12 y 13. En este caso el aro 12 o el aro 13 está hecho preferiblemente de aleación ligera como aluminio o también plásticos. Sin embargo, también es posible hacer los aros 12 y 13 completamente de material de fricción, ya que este material en su estado endurecido tiene la fuerza suficiente. La construcción de forro de manga de fijación/pinza de fijación que se mueetra en las figuras 3 a 5 logra el mismo objetivo que los forros de traba de las figuras 1 y 2. Con la ayuda de las pinzas de fijación 22, que se fijan fuertemente a la periferia exterior del par forros de embrague o del par de soportes de forro de embrague entre las proyecciones de cola de milano, estos dos aros, entre los cuales también se posa el llamado resorte de forro, se mantienen juntos o por lo menos se evita que se separen en una dirección axial.
El mismo resultado se logra con los llamados mangos de fijación 21 dispuestos en la región interna del par, porque los mangos 21 están rodeados por las redes de guía por las cuales el par de forros o par de soportes se desliza en el cuerpo base 25. Sin embargo, es posible prever en principio, que los mangos de fijación o las pinzas de fijación se provean de una forma diferente. También en la construcción de mango de fijación/pinza de fijación de forro pueden ensamblarse y cargarse libre de fuerzas de desplazamiento, los tipos de dispositivo de resorte de forro más diversos, como la llamada
"suspensión de resorte". De este modo, por ejemplo es posible integrar un resorte de hoja metálica 26 directamente en el llamado mango de fijación o pinza de fijación utilizando técnicas de estampado y doblado (véase 23 y 24). Es evidente que puede aplicarse lo mismo también a los discos de embrague, que se encuentran trabados entre sí utilizando los mangos de fijación
21 y 23 y las pinzas de fijación 22 y 24, como ya se ha mencionado en el caso de las salientes de traba. Naturalmente, este sistema de traba también puede introducirse directamente en el par de forro de fricción o con forros pegados directamente en el par de soportes de forro.