МУФТА СЦЕПЛЕНИЯ
COUPLING DEVICE

Изобретение относится к муфте сцепления, в частности, сухой муфте сцепления для трансмиссии транспортного средства.
Из DE 102009035225 A1 известна муфта сцепления для трансмиссии транспортного средства с диском противодавления и способным соединяться с приводной стороной двигателя внутреннего сгорания и имеющим возможность ограниченно смещаться относительно диска противодавления в осевом направлении муфты сцепления нажимным диском для зажима с фрикционным замыканием диска сцепления между диском противодавления и нажимным диском. Нажимной диск выполнен в виде литого конструктивного элемента.
Задачей настоящего изобретения является создание муфты сцепления, которая может изготавливаться большими сериями благоприятно в экономическом отношении.
Согласно изобретению эта задача решается с помощью муфты сцепления для трансмиссии транспортного средства согласно пункту 1 формулы изобретения с, по меньшей мере, одним диском противодавления, способным соединяться с приводной стороной двигателя внутреннего сгорания и с, по меньшей мере, одним имеющим возможность ограниченно смещаться относительно диска противодавления в осевом направлении муфты сцепления нажимным диском для зажима с фрикционным замыканием диска сцепления между диском противодавления и нажимной диском. Так как, по меньшей мере, один из обоих дисков, в частности, нажимной диск, имеет, по меньшей мере, кольцеобразный, полученный обработкой давлением диск из металлического листа с главным образом L или U- образным поперечным сечением, вся муфта сцепления может изготавливаться благоприятно в экономическом отношении. В частности, изготовление деталей из штампованных или полученных обработкой давлением листовых конструктивных элементов обычно выгоднее, чем изготовление сравнимых деталей из металлического литья.
В частности, муфта сцепления может быть выполнена в виде сухой муфты сцепления для трансмиссии транспортного средства.
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения раскрыты в зависимых пунктах изобретения.
Нажимной диск без возможности вращения расположен на крышке картера муфты сцепления и ограниченно с возможностью смещения в осевом направлении относительно диска противодавления, в то время как диск противодавления жестко соединен с крышкой картера муфты сцепления. Когда диск сцепления при включенном состоянии муфты сцепления зажат между нажимным диском и диском противодавления, то осуществляется фрикционная передача крутящего момента от входной стороны муфты сцепления, то есть от приводной стороны двигателя внутреннего сгорания, соответственно промежуточным образом включенному гасителю крутильных колебаний, например, двухдисковому маховику, через диск противодавления и нажимной диск на диск сцепления, и от диска сцепления выходной стороне муфты сцепления, например, на входной вал коробки передач.
Муфта сцепления, кроме того, имеет, по меньшей мере, один рычажный элемент, на который воздействует исполнительное устройство, через которое муфта сцепления может включаться и выключаться. В случае рычажного элемента речь может идти о тарельчатой пружине, как она применяется при нормально-включенных муфтах сцепления, или о рычажной пружине, как она обычно применяется в нормально-выключенных муфтах сцепления.
Если муфта сцепления выполнена в виде нормально-включенной муфты сцепления, усилие включающей тарельчатой пружины, которая воздействует на нажимной диск, в состоянии свободы действия превышает усилие выключающих пластинчатых пружин, которые воздействуют на нажимной диск. При приведении в действие тарельчатая пружина через исполнительное устройство нагружается с усилием, благодаря которому сцепление выключается. Но с другой стороны муфта сцепления может быть выполнена также в виде нормально-выключенной муфты сцепления, то есть в виде сцепления, при котором усилие выключающих пластинчатых пружин, которые воздействуют на нажимной диск, в состоянии свободы действия превышает усилие рычажной пружины, которое воздействует на нажимной диск. При приведении в действие рычажная пружина нагружается с помощью исполнительного устройства с усилием, благодаря которому сцепление включается.
Муфта сцепления может быть выполнена в равной мере в виде сжатой муфты сцепления, то есть в виде муфты сцепления, в которой исполнительное устройство оказывает нажимающее усилие на тарельчатую пружину, соответственно рычажную пружину, или в виде растянутой муфты сцепления, то есть в виде муфты сцепления, в которой исполнительное устройство оказывает тянущее усилие на тарельчатую пружину, соответственно рычажную пружину. Муфта сцепления может быть выполнена с одной стороны в виде сухой муфты сцепления и с другой стороны в виде муфты сцепления, работающей в масле.
Кроме этого муфта сцепления может быть выполнена в виде простой муфты сцепления, то есть иметь одно единственное устройство для передачи крутящего момента с нажимным диском, диском противодавления и зажимаемым между ними диском сцепления, но может быть образована также в виде сложной муфты сцепления, в частности, в виде двухдисковой муфты сцепления. Двухдисковая муфта сцепления может иметь два отдельных устройства передачи крутящего момента, но может иметь также два устройства передачи крутящего момента, которые делят между собой общий диск противодавления, который в этой связи называется также центральным диском.
Преимущественно отверстие L- или U-образного поперечного сечения проходит в осевом направлении от диска сцепления. Вследствие этого возможно, что кольцеобразный, полученный обработкой давлением диск из металлического листа становится более жестким, во-первых, благодаря боковым частям L- или U-образного поперечного сечения на стороне диска из металлического листа, обращенной от диска сцепления, то есть на обратной стороне диска из металлического листа, в то время как отверстие, во-вторых, создает предпосылки для хорошего отвода тепла трения на обратной стороне диска из металлического листа во время работы муфты сцепления.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления U-образное поперечное сечение имеет первую боковую часть, которая простирается в радиальном направлении муфты сцепления, исходя от внутреннего края диска из металлического листа главным образом в осевом направлении, вторую боковую часть, которая простирается в радиальном направлении, исходя от наружного края диска из металлического листа главным образом в осевом направлении, и соединяющее обе боковых части основание. В случае L-образного поперечного сечения имеются только основание, а также боковая часть, которая простирается в радиальном направлении, исходя от наружного края диска из металлического листа главным образом в осевом направлении. Боковая часть L-образного поперечного сечения соответствует при этом второй боковой части U-образного поперечного сечения.
Дальше преимущественно одна из обеих боковых частей, преимущественно первая боковая часть, в осевом направлении образована короче другой из обеих боковых частей. Преимущественно в диске, образованном в качестве нажимного диска, рычажный элемент, преимущественно тарельчатая пружина, для включения и/или выключения с возможностью опрокидывания прилегает к свободной кромке другой из обеих боковых частей. В случае L-образного поперечного сечения рычажный элемент, преимущественно тарельчатая пружина, для включения и/или выключения с возможностью опрокидывания прилегает к свободной кромке боковой части, которая соответствует описанной выше второй боковой части U-образного поперечного сечения.
Дальше является преимуществом, если одна из обеих боковых частей, преимущественно вторая боковая часть, образует с основанием угол α менее 90°, причем угол α преимущественно составляет 60°<α<90°, в частности, преимущественно 70°<α<80°. Это же действительно для боковой части L-образного поперечного сечения, которая соответствует второй боковой части U-образного поперечного сечения.
Диск из металлического листа преимущественно выполнен в качестве стального нажимного диска. Диск из металлического листа может быть, по меньшей мере, частично или полностью закален и/или, по меньшей мере, частично или полностью снабжен покрытием поверхности. В качестве покрытия поверхности могут применяться, например, нитрид титана, карбид вольфрама или алмазоподобный углерод. Например, является преимуществом, когда поверхность трения диска из металлического листа, то есть способная вступать в контакт с диском сцепления поверхность диска из металлического листа, закалена, в то время как свободная кромка боковой части, к которой с возможностью опрокидывания прилегает рычажный элемент для включения и/или выключения, имеет уменьшающее трение покрытие поверхности, например, из нитрида титана.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления одна из боковых частей, преимущественно первая боковая часть, образована в направлении по периметру муфты сцепления в виде замкнутого кольца. В качестве альтернативы или дополнительно другая из обеих боковых частей, преимущественно вторая боковая часть, имеет несколько отстоящих друг от друга в направлении по периметру дуговых сегментов. В случае L-образного поперечного сечения является преимуществом, когда боковая часть, которая простирается в радиальном направлении, исходя из наружного края диска из металлического листа главным образом в осевом направлении, имеет несколько отстоящих друг от друга в направлении периметра дуговых сегментов.
Преимущественно между двумя соседними дуговыми сегментами расположена простирающаяся в радиальном направлении, преимущественно наружу, накладка, через которую нажимной диск с помощью, по меньшей мере, одной пластинчатой пружины без возможности вращения и ограниченно с возможностью смещения в осевом направлении закреплен на крышке картера муфты сцепления или на диске противодавления.
Согласно особо предпочтительному варианту осуществления в осевом направлении между диском из металлического листа и диском сцепления предусмотрен дополнительный диск, который жестко соединен с диском из металлического листа и который имеет поверхность трения для прилегания к диску сцепления. Благодаря этому возможно, что муфта сцепления может передавать и большие крутящие моменты соответственно возникающее при этом тепло может лучше аккумулироваться промежуточным образом и отводиться.
В случае U-образного поперечного сечения диска из металлического листа является преимуществом, когда внутренний и наружный диаметры дополнительного диска соответствуют главным образом внутреннему и наружному диаметрам диска из металлического листа. В случае L-образного поперечного сечения является преимуществом, когда наружный диаметр дополнительного диска соответствует главным образом наружному диаметру диска из металлического листа, в то время как внутренний диаметр дополнительного диска меньше внутреннего диаметра диска из металлического листа.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления дополнительный диск выполнен в виде не подвергавшегося обработке давлением, другого диска из металлического листа. В случае другого диска из металлического листа речь идет преимущественно о толстом стальном листе с толщиной 5, 6, 7, 8, 9 или 10 мм. Точно как и диск из металлического листа дополнительный диск имеют частичную или полную закалку и/или частичное или полное покрытие поверхности.
Преимущественно дополнительный диск соединен с диском из металлического листа с силовым замыканием и/или с геометрическим замыканием. Преимущественно дополнительный диск соединен с диском из металлического листа с помощью заклепок, но может быть и свинчен.
Настоящее изобретение ниже более подробно поясняется с помощью предпочтительных вариантов осуществления в сочетании с чертежами, на которых представлено следующее:
фиг. 1: первый вариант осуществления муфты сцепления с нажимным диском, которая имеет кольцеобразный, полученный обработкой давлением диск из металлического листа, вид в разрезе,
фиг. 2: подробный вид муфты сцепления по фиг. 1 и
фиг. 3: второй вариант осуществления нажимного диска, который имеет кольцеобразный, полученный обработкой давлением диск из металлического листа, вид в перспективе.
Фиг. 1-3 относятся к предпочтительным вариантам осуществления муфты сцепления 1, а также нажимного диска 4 для муфты сцепления для транспортного средства. Признаки, которые охарактеризованы в настоящем описании не как существенные для изобретения, должны пониматься в качестве опций. Поэтому следующее ниже описание касается также других вариантов осуществления муфты сцепления 1 и нажимного диска 4, которые имеют частичные комбинации подлежащих пояснению ниже признаков.
Представленная на фиг. 1 муфта сцепления 1 установлена с возможностью вращения вокруг оси вращения D и имеет, по меньшей мере, один нажимной диск 4, по меньшей мере, один диск 3 противодавления и, по меньшей мере, один расположенный в осевом направлении А муфты сцепления 1 между нажимным диском 4 и диском 3 противодавления диск сцепления 8. Диск 3 противодавления жестко соединен с конструктивным элементом муфты сцепления 1, в частности, крышкой 2 картера муфты сцепления, в частности, свинчен. Нажимной диск 4 установлен без возможности вращения в корпусе муфты сцепления, в частности, внутри крышки картера муфты сцепления, и с возможностью ограниченно смещаться в осевом направлении А. В частности, нажимной диск 4 установлен без возможности смещения с помощью нескольких расположенных с распределением в направлении по периметру U муфты сцепления 1 пластинчатых пружин 13 и с возможностью ограниченно смещаться в осевом направлении А. В частности, нажимной диск 4 с помощью пластинчатых пружин 13 закреплен без возможности вращения в корпусе муфты сцепления, а именно, на крышке 2 картера муфты сцепления, и с предварительным напряжением на расстоянии от диска 3 противодавления, то есть, ссылаясь на фиг. 1, направо.
Кроме этого муфта сцепления 1 имеет рычажный элемент, который для нормально-включенной муфты сцепления 1, которая представлена на фигуре 1, может быть образована в виде тарельчатой пружины 5 и для нормально-выключенной муфты сцепления 1 в виде рычажной пружины. Тарельчатая пружина 5 оперта со стороны корпуса и может приводиться в действие с помощью не показанного исполнительного устройства. Опирание со стороны корпуса может осуществляться с помощью предусмотренной на крышке 2 картера муфты сцепления поворотной опоры 9, с помощью которой тарельчатая пружина 5 навешена с возможностью опрокидывания. В представленном примере осуществления поворотная опора 9 для этого имеет со стороны крышки, идущую по кругу выемку 10 или несколько расположенных со стороны крышки, образованных в форме дуговых сегментов выемок 10. Дальше поворотная опора имеет несколько расположенных с распределением в направлении U по периметру крючков 12, которые простираются внутрь муфты сцепления 1 и на которых установлена опорная пружина 11. Между выемками 10 со стороны крышки и опорной пружиной в осевом направлении А установлена тарельчатая пружина 5, которая простирается в радиальном направлении R муфты сцепления 1 наружу.
Через язычки 6 тарельчатой пружины, которые расположены в радиальном направлении R на внутренней стороне выполненной преимущественно кольцеобразной тарельчатой пружины 5, при этом тарельчатая пружина 5 может приводиться в действие с помощью исполнительного устройства. В своей радиальной наружной области тарельчатая пружина 5 имеет силовой пояс 7. Через свой силовой пояс 7 тарельчатая пружина 5 воздействует на нажимной диск 4, при этом силовой пояс 7 тарельчатой пружины 5 прилегает с возможностью опрокидывания к свободным кромкам 19 диска 14 из металлического листа нажимного диска и во включенном состоянии муфты сцепления 1 оказывает давление на нажимной диск 4.
В нормально-включенной представленной на фиг. 1 муфте сцепления 1 действующая сила рычажного элемента, образованного в виде тарельчатой пружины 5, превышает силу противодействия пластинчатых пружин 13, в то время как в нормально-выключенной муфте сцепления 1 сила противодействия пластинчатых пружин 13 превышает действующую силу образованного в виде рычажной пружины рычажного элемента. Соответственно этому приведение в действие тарельчатой пружины 5 нормально-включенной, представленной на фигуре 1 муфты сцепления 1 ведет к выключению муфты сцепления 1 вследствие опрокидывания, соответственно высвобождению тарельчатой пружины, то есть к отводу нажимного диска 4 и к отходу нажимного диска 4 от диска 3 противодавления, в то время как приведение в действие рычажной пружины при нормально-выключенной муфте сцепления 1 ведет к включению муфты сцепления 1 вследствие опрокидывания рычажной пружины.
При включенной муфте сцепления 1 крутящий момент от входной стороны муфты сцепления, например, от двухдискового маховика, через корпус муфты сцепления и как диск 3 противодавления, так и нажимной диск 4, которые оба без возможности вращения соединены с корпусом муфты сцепления, в частности, с крышкой 2 картера муфты сцепления, через фрикционное замыкание передается на диск сцепления 8. От диска сцепления, который с фрикционным замыканием зажат между диском 3 противодавления и нажимным диском 4, крутящий момент передается выходной стороне муфты сцепления 1, например, входному валу передаточного механизма.
Так как благодаря фрикционному замыканию как фрикционные накладки диска сцепления 8, так и в меньшей мере поверхности трения диска 3 противодавления и нажимного диска 4 подвержены износу, в течение срока службы муфты сцепления нажимной диск 4 должен все ближе перемещаться к диску 3 противодавления, чтобы компенсировать уменьшение толщины фрикционных накладок и толщины поверхностей трения в осевом направлении А и иметь возможность создавать фрикционное замыкание соответственно включать муфту сцепления 1. Для этого в муфте сцепления может быть расположено устройство, устанавливающее износ, которое не показано.
В представленных на фигуре 1 вариантах осуществления муфты сцепления, детали которой изображены на фигуре 2, нажимной диск 4 имеет кольцеобразный, полученный обработкой давлением диск 14 из металлического листа главным образом U-образного поперечного сечения. Отверстие 15 U-образного поперечного сечения проходит в осевом направлении А прочь от диска сцепления 8. Таким образом, диск 14 из металлического листа открыт внутрь крышки 2 картера муфты сцепления.
U-образное поперечное сечение имеет первую боковую часть 16, которая простирается в радиальном направлении, исходя от внутреннего края диска 14 из металлического листа главным образом в осевом направлении А. Дальше U-образное поперечное сечение имеет вторую боковую часть 17, которая простирается в радиальном направлении R, исходя от наружного края диска 14 из металлического листа главным образом в осевом направлении А. Кроме этого U-образное поперечное сечение имеет соединяющее обе боковые части 16, 17 основание 18.
В представленном варианте осуществления в осевом направлении А между диском 14 из металлического листа и диском сцепления 8 предусмотрен дополнительный диск 23, который прочно соединен с диском 4 из металлического листа и который имеет поверхность 24 трения для прилегания к диску сцепления 8. Дополнительный диск 23 в представленном варианте осуществления образован не в виде полученного обработкой давлением, другого диска из металлического листа. Внутренний и наружный диаметр дополнительного диска 23 соответствуют в представленном варианте осуществления главным образом внутреннему и наружному диаметру диска 14 из металлического листа. В случае дополнительного листа речь идет о 5, 6, 7, 8, 9 или 10 мм толстолистовой стали. Далее дополнительный диск 23 соединен с диском 14 из металлического листа с силовым замыканием и/или геометрическим замыканием. Для этого в представленном варианте осуществления закладные головки соединительных заклепок 25 образованы на сторонах диска 14 из металлического листа и замыкающие головки соединительных заклепок образованы на сторонах дополнительного диска 23. Закладные головки и замыкающие головки при этом утоплены в соответствующих дисках 14, 23. Вместо соединения с помощью заклепок также возможно свинчивание дополнительного диска 23 с диском 14 из металлического листа. Возможны и другие виды соединения, например, также неразъемные виды соединения.
Хотя это не представлено, но также возможно, что нажимной диск 4 имеет только диск 14 из металлического листа и не имеет никакого дополнительного диска 23, так что поверхность диска 14 из стального листа, обращенная к диску сцепления 8 образует поверхность трения, с которой диск сцепления 8 при включенном состоянии муфты 1 сцепления находится во фрикционном контакте.
Одна из обеих боковых частей 16, 17 диска 14 из металлического листа, преимущественно первая, то есть образованная внутри в радиальном направлении R боковая часть 16, в осевом направлении А короче другой из обеих боковых частей 16, 17. Тарельчатая пружина 5 для включения и/или выключения муфты сцепления 1 с возможностью опрокидывания прилегает к свободной кромке 19 другой из обеих боковых частей 16, 17, то есть более длинной из обеих боковых частей 16, 17. В представленном варианте осуществления в случае более длинной из обеих боковых частей 16, 17 речь идет о простирающейся от наружного края диска 14 из металлического листа, исходя главным образом в осевом направлении А, боковой части 17.
Одна из обеих боковых частей 16, 17, преимущественно вторая, то есть образованная снаружи в радиальном направлении R боковая часть 17, заключает с основанием 18 угол α менее 90°. Преимущественно для угла α действительно значение 60°<α<90°, в частности, преимущественно 70°<α<80°.
Одна из обеих боковых частей 16, 17, преимущественно первая, то есть образованная внутри в радиальном направлении R боковая часть 16, в направлении по периметру образована в виде кольца.
В качестве альтернативы или дополнительно другая из обеих боковых частей 16, 17, преимущественно вторая, то есть образованная снаружи в радиальном направлении R боковая часть 17, имеет несколько отстоящих друг от друга в направлении U по периметру дуговых сегментов 20. На этих дуговых сегментах 20, точнее, на свободных кромках 19 дуговых сегментов 20, в представленном варианте осуществления с возможностью опрокидывания лежит силовой пояс 7 тарельчатой пружины 5. Поэтому преимущественно дуговые сегменты 20, а точнее, свободные концы 19 дуговых сегментов 20 закалены и/или снабжены уменьшающим трение покрытием поверхности.
Между двумя соседними дуговыми сегментами 20 образована простирающаяся в радиальном направлении R, преимущественно наружу, накладка 21, через которую нажимной диск 4 с помощью, по меньшей мере, одной пластинчатой пружины 13 закреплен без возможности вращения и ограниченно с возможностью смещения в осевом направлении А на крышке 2 картера муфты сцепления или на диске 3 противодавления. В представленном примере осуществления нажимной диск 4 имеет шесть отстоящих друг от друга дуговых сегментов 20, причем между парами дуговых сегментов 20 предусмотрена одна из в целом трех накладок 21. С помощью заклепок 22 пластинчатые пружины 13 прикреплены к накладкам 21 в направлении U по периметру соответственно в тангенциальном направлении. Дальше в представленном примере осуществления между промежутками дуговых сегментов 20 предусмотрены отверстия для соединительных заклепок 25 для крепления дополнительного диска 23, чтобы сделать возможным автоматическое и свободное от столкновений соединение заклепками.
Хотя это в представленном варианте осуществления не показано, в качестве альтернативы или дополнительно может быть и диск 3 противодавления муфты сцепления 1 оснащен описанным выше кольцеобразным, полученным обработкой давлением диском 14 из металлического листа, а также при известных обстоятельствах дополнительным диском 23, (который) которые имеют (имеет) описанные выше признаки.
Представленный на фиг. 3 нажимной диск 4 также может быть предусмотрен в представленной на фиг. 1 муфте сцепления 1. В отличие от описанного ранее нажимного диска 4 диск 14 из металлического листа представленного на фиг. 3 нажимного диска 4 имеет главным образом L-образное поперечное сечение. Отверстие 15 L-образного поперечного сечения в осевом направлении А проходит прочь от диска сцепления 8. L-образное поперечное сечение имеет основание 18, с которым преимущественно с помощью заклепок соединен дополнительный диск 23, а также боковую часть, которая простирается в радиальном направлении R, исходя от наружного края диска 14 из металлического листа главным образом в осевом направлении А.
Для этой боковой части действительны одинаковые предпочтительные усовершенствованные варианты, которые были описаны в описании первого, представленного на фиг. 1 варианта осуществления относительно второй боковой части 17.
Кроме этого, нажимной диск 4, который представлен на фиг. 3, отличается от нажимного диска 4 муфты сцепления 1 на фиг. 1 тем, что наружный диаметр дополнительного диска 23 соответствует главным образом наружному диаметру диска 14 из металлического листа, в то время как внутренний диаметр дополнительного диска 23 меньше внутреннего диаметра диска 14 из металлического листа.
Предшествующие варианты осуществления относятся к муфте сцепления 1, в частности, сухой муфте сцепления 1, для трансмиссии транспортного средства с, по меньшей мере, одним способным соединяться с приводной стороной двигателя внутреннего сгорания диском 3 противодавления и с, по меньшей мере, одним способным ограниченно смещаться относительно диска 3 противодавления в осевом направлении А муфты сцепления 1 нажимным диском 4 для зажима с фрикционным замыканием диска сцепления 8 между диском 3 противодавления и нажимным диском 4, причем, по меньшей мере, один из обоих дисков 3, 4, в частности, нажимной диск 4, имеет, по меньшей мере, один кольцеобразный, полученный обработкой давлением диск 14 с главным образом L или U-образным поперечным сечением.