RU2294465C1

RU2294465C1 - Multiple-disk friction clutch

Info

Publication number: RU2294465C1
Application number: RU2005126331/11A
Authority: RU
Inventors: Максим Валерьевич Нагайцев (RU); Максим Валерьевич Нагайцев; Сергей Александрович Харитонов (RU); Сергей Александрович Харитонов; Александр Николаевич Лысков (RU); Александр Николаевич Лысков; Александр Владимирович Семенов (RU); Александр Владимирович Семенов; Дмитрий Николаевич Палеев (RU); Дмитрий Николаевич Палеев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "КАТЕ"
Priority date: 2005-08-19
Filing date: 2005-08-19
Publication date: 2007-02-27

Abstract

FIELD: transport engineering.

SUBSTANCE: proposed multiple-disk friction clutch has drum coupled with hub, two and more friction disks installed inside drum for rotation relative to each other around longitudinal axis of clutch, piston to compress friction disks, and spring returning piston into initial position. Drum is rigidly coupled with nub in which lockring is installed being support for disk spring arranged from side of friction disks and resting on piston. Channels are made in hub to supply oil into space between drum and piston and to remove oil. Drum is provided with ring channel for mounting lockring limiting travel of friction disk along longitudinal axis, and pressure disk is installed between piston and friction disk in which longitudinal holes are made equidistant over circumference and from longitudinal axis of rotation of clutch. Drum is provided with steps arranged on end face surface of drum and on inner surface of which splines are made for friction disks. Steps of drum are made for fitting into holes of pressure disk. Moreover, drum is installed on disk-like shielding screen of step design on inner surface of larger diameter of which ring slot is made to receiver thrust ring resting on pressure disk to limit travel of shielding screen relative to longitudinal axis of clutch. Space is formed between stepped disk and outer surface of drum to pressure-feed at no oil pressure in space drum and piston.

EFFECT: improved operating characteristics of clutch owing to guaranteed non-engagement of clutch at no operating pressure, reduced overall dimensions.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области автотранспортного машиностроения и касается конструкции элементов ступенчатой планетарной коробки передач, которая может быть использована в автоматических трансмиссиях, управляемых с помощью электронного блока и гидравлики, и предназначенных для транспортных средств.The invention relates to the field of automotive engineering and relates to the design of the elements of a stepped planetary gearbox, which can be used in automatic transmissions, controlled by an electronic unit and hydraulics, and intended for vehicles.

В состав автоматической трансмиссии входит гидродинамический преобразователь крутящего момента (гидротрансформатор), в котором кинетическая энергия рабочей жидкости используется для передачи крутящего момента от коленчатого вала двигателя на входное звено коробки передач. Далее расположена, как правило, коробка передач планетарного типа, обеспечивающая изменение крутящего момента на движителе и частоты его вращения. Коробка передач планетарного типа состоит из планетарных рядов и фрикционных элементов управления. Фрикционные элементы управления по своему назначению делятся на две группы: тормоза и муфты. Фрикционные муфты соединяют элементы планетарного механизма между собой. Фрикционные тормоза соединяют элементы планетарного механизма с картером коробки передач. Фрикционные муфты и фрикционные тормоза состоят из барабана, в котором размещается поршень и фрикционные диски, нажимного диска.The automatic transmission includes a hydrodynamic torque converter (torque converter), in which the kinetic energy of the working fluid is used to transmit torque from the engine crankshaft to the transmission input link. Further, as a rule, a planetary gearbox is located, which provides a change in the torque on the propulsion device and its rotation frequency. The planetary gearbox consists of planetary gear sets and friction controls. Friction controls according to their purpose are divided into two groups: brakes and clutches. Friction clutches connect the elements of the planetary mechanism to each other. Friction brakes connect the elements of the planetary gear to the gearbox housing. Friction clutches and friction brakes consist of a drum, which houses the piston and friction discs, a pressure plate.

Использование коробок передач планетарного типа в автоматических трансмиссиях транспортных средств обусловлено возможностью получения малогабаритной компактной по компоновке конструкции, легко вписывающейся в ограниченное габаритами кузова пространство. Использование фрикционных муфт позволяет формировать большие площади поверхности трения, тем самым давая возможность передавать больший момент.The use of planetary gearboxes in automatic transmissions of vehicles is due to the possibility of obtaining a compact compact design layout that easily fits into the space limited by the dimensions of the body. The use of friction clutches allows the formation of large friction surface areas, thereby making it possible to transmit a greater moment.

Известна многодисковая муфта, содержащая барабан муфты, два и более фрикционных дисков трения, расположенных внутри барабана и имеющих возможность вращаться относительно друг друга по оси муфты, поршень для сжатия фрикционных дисков, пружину, возвращающую поршень в исходное положение (US, №6427821, F 16 D 13/52, опубл. 06.08.2002 г.).Known multi-plate clutch containing a clutch drum, two or more friction friction disks located inside the drum and having the ability to rotate relative to each other along the clutch axis, a piston for compressing the friction disks, a spring returning the piston to its original position (US, No. 6427821, F 16 D 13/52, published on August 6, 2002).

Данное решение принято в качестве прототипа.This decision was made as a prototype.

Недостатком данной многодисковой муфты является отсутствие устройства для компенсирования давления, оказываемого на поршень выключенной муфты. Масло под действием центробежных сил поднимается вверх по полости между поршнем и барабаном и пытается сдвинуть поршень, тем самым сжать фрикционный пакет. Для недопущения самопроизвольного включения муфты приходится использовать более жесткие пружины, что приводит к увеличению давления масла (примерно на 20%), подаваемого в полость между поршнем и барабаном при плановом включении муфты.The disadvantage of this multi-plate clutch is the lack of a device to compensate for the pressure exerted on the piston of the clutch off. Oil under the action of centrifugal forces rises up the cavity between the piston and the drum and tries to move the piston, thereby compressing the friction package. To prevent spontaneous engagement of the clutch, it is necessary to use stiffer springs, which leads to an increase in oil pressure (by about 20%) supplied to the cavity between the piston and the drum when the clutch is scheduled to be turned on.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по компенсированию давления, оказываемого на поршень выключенной муфты со стороны рабочей жидкости, и недопущению самопроизвольного включения фрикционной муфты. Другой технической задачей является получение конструкции с минимальными габаритами.The present invention is aimed at solving the technical problem of compensating for the pressure exerted on the piston of an off clutch from the side of the working fluid, and preventing spontaneous engagement of the friction clutch. Another technical task is to obtain a design with minimal dimensions.

Достигаемый при этом технический результат заключается в улучшении эксплуатационных характеристик муфты за счет обеспечения гарантированного ее невключения при отсутствии планового рабочего давления.The technical result achieved in this case is to improve the operational characteristics of the coupling by ensuring its guaranteed non-inclusion in the absence of a planned working pressure.

Указанный технический результат достигается тем, что в многодисковой фрикционной муфте, содержащей барабан, связываемый со ступицей, два и более фрикционных дисков трения, расположенных внутри барабана с возможностью вращения относительно друг друга вокруг продольной оси муфты, поршень для сжатия фрикционных дисков и пружину, возвращающую поршень в исходное положение, барабан жестко связан со ступицей, в которой установлено стопорное кольцо, являющееся опорой для тарельчатой пружины, опирающейся на поршень, и выполнены каналы подвода масла в полость между барабаном и поршнем, и для отвода этого масла, в барабане выполнен кольцевой канал для установки стопорного кольца для ограничения перемещения фрикционных дисков вдоль продольной оси, между поршнем и фрикционными дисками установлен нажимной диск, в котором выполнены продолговатые отверстия, равноудаленные по окружности и от продольной оси вращения муфты, барабан выполнен с выступами, которые расположены на торцевой поверхности барабана и на внутренней поверхности которых выполнены шлицы для фрикционных дисков, выступы барабана выполнены с возможностью расположения в отверстиях нажимного диска, барабан установлен в экранирующем экране в виде диска, выполненного ступенчатым и на внутренней поверхности большего диаметра которого выполнен кольцевой паз, в котором установлено упорное кольцо, опирающееся на нажимной диск для ограничения перемещения экранирующего экрана относительно продольной оси муфты, при этом между ступенчатым диском и внешней поверхностью барабана образована полость для подвода масла под давлением при отсутствии давления масла в полости между барабаном и поршнем.The specified technical result is achieved by the fact that in a multi-plate friction clutch containing a drum connected to the hub, two or more friction friction disks located inside the drum with the possibility of rotation relative to each other around the longitudinal axis of the clutch, a piston for compressing the friction disks and a spring returning the piston in the initial position, the drum is rigidly connected with the hub, in which a circlip is installed, which is a support for a Belleville spring, which is supported by a piston, and supply channels are made oil in the cavity between the drum and the piston, and to drain this oil, an annular channel is made in the drum for installing a retaining ring to limit the movement of the friction disks along the longitudinal axis, a pressure disk is installed between the piston and friction disks, in which elongated holes are made, equally spaced around the circumference and from the longitudinal axis of rotation of the coupling, the drum is made with protrusions that are located on the end surface of the drum and on the inner surface of which are made slots for friction discs, the stupas of the drum are arranged to be located in the holes of the pressure disk, the drum is mounted in the screening screen in the form of a disk made stepwise and on the inner surface of a larger diameter an annular groove is made in which a thrust ring is mounted, resting on the pressure disk to limit the movement of the screening screen relative to the longitudinal the coupling axis, while between the step disk and the outer surface of the drum a cavity is formed for supplying oil under pressure in the absence of pressure m weakly in the cavity between the drum and the piston.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.These features are significant and interconnected with the formation of a stable set of essential features sufficient to obtain the desired technical result.

Оснащение многодисковой фрикционной муфты тарельчатой пружины для возврата поршня в исходное положение позволяет получить конструкцию, имеющую меньшие габаритные размеры в осевом направленииEquipping a multi-plate friction clutch of a Belleville spring to return the piston to its original position allows you to get a design with smaller overall dimensions in the axial direction

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата приведенной совокупностью признаков.The present invention is illustrated by a specific example, which, however, is not the only possible, but clearly demonstrates the possibility of achieving the desired technical result with the above set of features.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, гдеThe essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings, where

на фиг.1 - общий вид муфты;figure 1 - General view of the coupling;

на фиг.2 - то же, что на фиг.1, с частичным вырезом.figure 2 is the same as in figure 1, with a partial cutaway.

Согласно настоящего изобретения многодисковая фрикционная муфта содержит барабан муфты, два и более фрикционных дисков трения, расположенных внутри барабана и имеющих возможность вращаться относительно друг друга вокруг продольной оси муфты, поршень для сжатия фрикционных дисков, тарельчатую пружину, возвращающую поршень в исходное положение.According to the present invention, a multi-plate friction clutch comprises a clutch drum, two or more friction friction disks located inside the drum and having the ability to rotate relative to each other around the longitudinal axis of the clutch, a piston for compressing the friction disks, a disk spring returning the piston to its original position.

При этом барабан жестко связан со ступицей, в которой установлено стопорное кольцо, являющееся опорой для пружины, расположенной со стороны фрикционных дисков и опирающейся на поршень и выполнены каналы для подвода масла в полость между барабаном и поршнем, а так же для отвода этого масла. В барабане выполнен кольцевой канал для установки стопорного кольца, которое ограничивает перемещение фрикционных дисков вдоль продольной оси муфты. Между поршнем и фрикционными дисками установлен нажимной диск, в котором выполнены равнодистантно расположенные по окружности продолговатые отверстия, равноудаленные от продольной оси вращения муфты, барабан выполнен с выступами, которые расположены на торцевой поверхности барабана и на внутреннем диаметре (на внутренней поверхности) которых выполнены шлицы для фрикционных дисков, выступы барабана выполнены таким образом и в таком количестве, чтобы они входили в отверстия нажимного диска. Барабан устанавливается в экранирующий экран в виде ступенчатого диска, на внутренней поверхности большего диаметра которого выполнен кольцевой паз, в котором установлено упорное кольцо, опирающееся в нажимной диск для ограничения перемещения экранирующего экрана относительно продольной оси муфты.In this case, the drum is rigidly connected with the hub, in which a circlip is installed, which is a support for the spring located on the friction disc side and resting on the piston and channels are made for supplying oil to the cavity between the drum and the piston, as well as for draining this oil. An annular channel is made in the drum for installing a retaining ring, which restricts the movement of friction discs along the longitudinal axis of the coupling. Between the piston and friction discs, a pressure disk is installed in which oblong holes are equally spaced around the circumference, equidistant from the longitudinal axis of rotation of the coupling, the drum is made with protrusions that are located on the end surface of the drum and on the inner diameter (on the inner surface) of which slots are made for friction discs, the protrusions of the drum are made in such a way and in such an amount that they fit into the holes of the pressure plate. The drum is installed in the shielding screen in the form of a stepped disk, on the inner surface of a larger diameter of which an annular groove is made, in which a thrust ring is mounted, resting on the pressure plate to limit the movement of the shielding screen relative to the longitudinal axis of the coupling.

При этом между ступенчатым диском и внешней поверхностью барабана образована полость для подвода масла под давлением при отсутствии давления масла в полости между барабаном и поршнем. Для получения более компактной конструкции муфты по первому примеру реализации пружина выполнена тарельчатого типа.In this case, a cavity is formed between the step disk and the outer surface of the drum for supplying oil under pressure in the absence of oil pressure in the cavity between the drum and the piston. To obtain a more compact design of the coupling according to the first embodiment, the spring is made of a disk type.

Ниже рассматривается пример конкретного исполнения муфты.The following is an example of a specific coupling design.

Муфта состоит из барабана 1, ступицы 2, экранирующего диска 3, поршня 4, нажимного диска 5, тарельчатой пружины 6, фрикционных дисков 7, упорного кольца 8, стопорного кольца 9.The coupling consists of a drum 1, a hub 2, a shielding disk 3, a piston 4, a pressure disk 5, a disk spring 6, friction disks 7, a thrust ring 8, a lock ring 9.

Барабан 1 жестко связан со ступицей 2. Торцевые выступы барабана 1 вставлены в кольцевые отверстия упорного диска 5. В барабане 1 между упорным диском 5 и внутренней поверхностью барабана 1 установлен поршень 4, на который воздействует тарельчатая пружина 6. Барабан 1 вставлен во внутреннюю полость экранирующего диска 3 меньшего диаметра. Внутренняя полость экранирующего диска 3 большего диаметра охватывает упорный диск 5 и ограничивается от перемещения в осевом направлении упорным кольцом 8. На торцевых выступах барабана 1 выполнены шлицы, на которые установлены фрикционные диски 7. Стопорное кольцо 9 не дает фрикционным дискам 7 сойти со шлицов в направлении, противоположном поршню 4.The drum 1 is rigidly connected with the hub 2. The end protrusions of the drum 1 are inserted into the annular openings of the thrust disk 5. In the drum 1, a piston 4 is mounted between the thrust disk 5 and the inner surface of the drum 1, which is acted upon by a disk spring 6. The drum 1 is inserted into the inner cavity of the shielding disk 3 of smaller diameter. The internal cavity of the shielding disk 3 of larger diameter covers the thrust disk 5 and is limited from axial movement by the thrust ring 8. On the end protrusions of the drum 1 there are slots on which friction discs 7 are mounted. The retaining ring 9 prevents the friction discs 7 from coming off the splines in the direction opposite to piston 4.

Такое выполнение муфты по сравнению с известными муфтами коробок передач типа ZF 6 HP-26, ZF 5 HP-30, AW TR-60SN позволяет получить конструкцию муфты, которая позволяет получить компактную по размерам конструкцию, в которой полностью скомпенсирована сила, действующая на поршень. Внешнее расположение экранирующего диска обеспечивает надежный подвод масла и уменьшает осевой габарит узла по сравнению с конструкциями, содержащими внутренние экранирующие диски.This embodiment of the coupling in comparison with the known clutch gearboxes of the type ZF 6 HP-26, ZF 5 HP-30, AW TR-60SN allows you to get the design of the coupling, which allows you to get a compact in size design, in which the force acting on the piston is fully compensated. The external arrangement of the shielding disk provides a reliable supply of oil and reduces the axial dimension of the assembly compared with designs containing internal shielding disks.

Предлагаемая согласно изобретению муфта работает следующим образом.Proposed according to the invention, the clutch operates as follows.

При включении фрикционной муфты масло под давлением через канал, выполненный в ступице 2, подается в полость между поршнем 4 и барабаном 1. Поршень начинает двигаться в осевом направлении и давить на упорный диск 5, который, в свою очередь, сжимает фрикционные диски 7. Чтобы фрикционные диски не сошли с барабана, со стороны, противоположной поршню, установлено стопорное кольцо 9. При выключении муфты подача масла в полость между поршнем 4 и барабаном 1 под давлением прекращается и под действием тарельчатой пружины 6 поршень начинает двигаться назад, вытесняя масло обратно в канал ступицы. Однако в полости между поршнем 4 и барабаном 1 после полного отхода поршня 4 остается масло, и под действием центробежных сил оно поднимается на верх полости и действует на поршень 4 в направлении сжатия муфты. Для компенсации этого давления в полость между экранирующим диском 3 и барабаном 1 подается под давлением масло. В результате экранирующий диск 3 начинает движение в осевом направлении, противоположном направлению действия давления масла в полости между поршнем 4 и барабаном 1. Экранирующий диск 3 через упорное кольцо 8 давит на упорный диск 5, а тот в свою очередь - на поршень 4 в направлении, противоположном направлению действия давления масла в полости между поршнем 4 и барабаном 1. Тем самым на поршень 4 действуют две силы, направленные в противоположные стороны и компенсирующие друг друга.When the friction clutch is engaged, oil under pressure through the channel made in the hub 2 is fed into the cavity between the piston 4 and the drum 1. The piston starts to move in the axial direction and press on the thrust disk 5, which, in turn, compresses the friction discs 7. To friction discs did not come off the drum, a lock ring 9 was installed on the opposite side of the piston. When the clutch is turned off, the oil supply to the cavity between the piston 4 and the drum 1 stops under pressure and the piston starts to move on ass, forcing oil back into the hub channel. However, oil remains in the cavity between the piston 4 and the drum 1 after the piston 4 has completely departed, and under the action of centrifugal forces it rises to the top of the cavity and acts on the piston 4 in the direction of compression of the coupling. To compensate for this pressure, oil is supplied under pressure into the cavity between the shielding disk 3 and the drum 1. As a result, the shielding disk 3 begins to move in the axial direction opposite to the direction of the oil pressure in the cavity between the piston 4 and the drum 1. The shielding disk 3 through the thrust ring 8 presses on the thrust disk 5, and that in turn on the piston 4 in the direction opposite to the direction of action of the oil pressure in the cavity between the piston 4 and the drum 1. Thus, two forces act on the piston 4, directed in opposite directions and compensating each other.

Настоящее изобретение позволяет получить конструкцию муфты, которая позволяет получить компактную по размерам конструкцию, в которой полностью скомпенсирована сила, действующая на поршень. Внешнее расположение экранирующего диска обеспечивает надежный подвод масла и уменьшает осевой габарит узла по сравнению с конструкциями, содержащими внутренние экранирующие диски.The present invention allows to obtain the design of the coupling, which allows to obtain a compact in size design, in which the force acting on the piston is fully compensated. The external arrangement of the shielding disk provides a reliable supply of oil and reduces the axial dimension of the assembly compared with designs containing internal shielding disks.

Настоящее изобретение промышленно применимо, так как для его реализации не требуется специальной новой технологии и специального оборудования, кроме тех, что используются в машиностроении в производстве редукторов, в том числе и планетарных.The present invention is industrially applicable, since its implementation does not require special new technology and special equipment, except for those used in mechanical engineering in the production of gearboxes, including planetary ones.

Claims

A multi-plate friction clutch, mainly for vehicle gearboxes, containing a drum connected to the hub, two or more friction friction disks located inside the drum with the possibility of rotation relative to each other around the longitudinal axis of the clutch, a piston for compressing the friction disks and a spring returning the piston to initial position, characterized in that the drum is rigidly connected to the hub, in which a circlip is installed, which is a support for a cup spring located on the side friction disks and resting on a piston, and channels for supplying oil to the cavity between the drum and the piston are made and for drainage of this oil, an annular channel is made in the drum for installing a retaining ring to limit the movement of friction disks along the longitudinal axis, a pressure disk is installed between the piston and friction disks in which oblong holes are made equidistant along the circumference and from the longitudinal axis of rotation of the coupling, the drum is made with protrusions that are located on the end surface of the drum and on the morning surface of which are made slots for friction discs, the protrusions of the drum are arranged to fit in the holes of the pressure disk, the drum is installed in the screening screen in the form of a disk made stepwise and on the inner surface of a larger diameter an annular groove is made in which a thrust ring resting on a pressure disk to limit the movement of the shielding screen relative to the longitudinal axis of the coupling, while an image between the step disk and the outer surface of the drum Wang cavity for supplying the pressurized oil under the absence of oil pressure in the cavity between the drum and the piston.