摩擦离合器的制作方法

专利名称：摩擦离合器的制作方法
技术领域：
本发明涉及摩擦离合器，特别是其中具有至少补偿离合器摩擦片磨损的调节装置的这种摩擦离合器，特别是如在专利申请DEOS4239291，DEOS4306505，DEOS4239289，DEOS4322677，DEOS4418026，DEOS4431641以及DEOS19510905中所描述或述及的这种摩擦离合器。此外，这种摩擦离合器被考虑用在机动车的传动线路中，并且在很大多数情况下具有一个相对于一个壳体无相对转动、然而轴向可有限移动的压板，其中，在壳体和压板之间设置了至少一个碟形弹簧，它对压板朝轴向离开壳体方向加载。在摩擦离合器中，在壳体和碟形弹簧之间设置的调节装置保证了装配在传动线路中的摩擦离合器的使用寿命期间碟形弹簧至少近似不变的夹紧状态。
本发明的目的在于，提供开头所述类型的摩擦离合器，它本身及其部件可被简单和价格合理地制造，其中，这些元件应该可以尽可能简单地被确定尺寸，以便保证摩擦离合器的最佳功能。单个构件或者部件的组装应以简单的方式被保证，其中，构件的数量应被减少。另一个目的在于，提供摩擦离合器，它们在碟形弹簧舌簧的分离行程上并且在考虑到可能的制造公差情况下以及在摩擦离合器的使用寿命期间具有尽可能低并且/或者尽可能恒定的分离力曲线，至少在离合盘松开之后。
在开头所述类型的摩擦离合器中，一个由壳体支承的摆动支承可摆动地支承着一个碟形弹簧，其中，该碟形弹簧对一个与壳体无相对转动、然而轴向可移动的压板或者压盘加载，并且一个调节装置与至少在摩擦离合器的摩擦片上出现的磨损相关地使碟形弹簧沿轴向方向相对于壳体移动，在这种摩擦离合器中，本发明的目的被这样实现，即，碟形弹簧具有一体成形出的连接板或者舌簧状的弹性装置，它们被轴向夹紧并且将碟形弹簧沿轴向压向摆动支承方向，其中，该壳体带有支承部分，舌簧状弹性装置在碟形弹簧朝向压板的一侧支承在这些支承部分上。
这些弹性装置也可以直接作用在碟形弹簧上并且对碟形弹簧沿轴向向壳体侧的支承部分或摆动支承部分方向加载。
可以这样保证摩擦离合器特别简单的构造，即，使得支承部分由间隔元件(Abstandselemente)、例如销栓构成，它们与壳体相连、沿轴向穿过碟形弹簧的孔伸展，并且在碟形弹簧的朝向压板的一侧构成弹性装置的支承区。
然而，如果支承部分由与板材壳体一体构成的连接板构成，也会是特别有利的，这些连接板轴向上穿过碟形弹簧伸展并且在碟形弹簧的背离壳体的一侧构成用于弹性装置的支承区。
在碟形弹簧和壳体之间设置的摆动支承被调节装置根据至少在离合盘摩擦片上出现的磨损沿轴向继续传输，在摩擦离合器的接合状态下碟形弹簧轴向支承在该摆动支承上。在此，该摆动支承可以被设置在一个环状构件上，该构件通过相应的转动和通过一个斜面机构使摆动支承轴向移动。支承在壳体上的弹性装置在碟形弹簧上产生一个轴向力，该轴向力是操作摩擦离合器所需要的并且与作用在碟形弹簧上的轴向力相反作用。
为了使操作本发明摩擦离合器所要求的力最小化，可以是特别有利的是，如果碟形压紧弹簧至少在摩擦离合器分离行程的一部分上具有一个渐减的力—行程—曲线，即，碟形弹簧至少在其压缩或者变形行程的部分区域上具有一个下降的力曲线。由此可以实现，在摩擦离合器分离过程中设置在摩擦片之间的垫簧或者可能设置的垫簧替代件的弹性力与碟形弹簧产生的力相反作用，这样，在分离行程的部分区域上，垫簧或者垫簧替代件支持碟形弹簧的操作或变形。由于在分离范围内存在的碟形弹簧的渐减或者下降的力—行程—曲线，由碟形弹簧作用在压板或者摩擦片上的力同时下降。关于这种碟形压紧弹簧的其它优点请参阅已提及的DE4239289。
对于本发明摩擦离合器的功能特别有利的是，如果由连接板或者舌簧状弹性装置和在壳体与压板之间夹紧的扭矩传递或脱开装置(Abhubmitteln)施加的保持力与碟形弹簧的力曲线这样相互协调，即，在装配的摩擦离合器中在设计上预定的碟形弹簧的装入位置中并且在操作或摆动碟形弹簧期间没有与磨损有关的锥度变化时该保持力大于为摆动碟形弹簧而施加的、与保持力相反作用的力。在碟形弹簧由于磨损而锥度变化时，然而该保持力在碟形弹簧操作行程的部分区域上小于为摆动碟形弹簧所需要、与保持力相反作用的力。只要在离合器壳体与压板之间设置的脱开或者扭矩传递装置、如板簧、在压板上产生一个轴向力，该轴向力与将碟形弹簧支承在壳体上的弹性装置产生的力叠加，则在弹性装置的设计中必须相应地考虑该轴向力。
可以以简单的方式将这些弹性装置一体成形在碟形弹簧的用作储能器的环形构造的基体上。特别合乎目的的是，如果这些连接板状或者舌簧状弹性装置被成形在环形碟形弹簧基体的径向内边缘部位上。为了获得大的弹性长度，这些连接板状弹性装置可以由碟形弹簧的可弹性变形的基体起，首先沿径向向内伸展，在径向内部具有一个转向部分并且接着该转向部分然后径向向外伸展。连接板状弹性装置在此可以被构造成发针状。另外合乎目的的是，如果由碟形弹簧基体起并且沿这些连接板的纵向或延伸方向看，连接板的横截面或者它们的抗弯截面系数变化。由此可以达到，在连接板的长度上实现至少近似均匀的弹性变形或者均匀的弯曲应力。
对于摩擦离合器的制造和装配可以是特别有利的是，如果碟形弹簧具有一个环状的基体，由该基体起设置径向向内指向的、用于操作离合器的舌簧，并且在至少这些单个的舌簧之间设置连接板状的弹性装置。在此，径向向内指向的碟形弹簧舌簧可以被分成组，在它们之间可以分别设置一个连接板状的弹性装置。这样的一个舌簧组可以具有两至四个舌簧，最好是叁个舌簧。为了构造连接板状弹性装置，可以在用于制造碟形弹簧的板坯上开出缝槽或切口。这些缝槽将连接板状弹性装置与相邻的碟形弹簧的操作舌簧分隔开。另外有利的是，如果单个的连接板状弹性装置的径向向内分布的、并且与之相连径向向外分布的部分由一个槽相互分开。
在摩擦离合器的装配中或者在碟形弹簧在壳体上的装配中，连接板状弹性装置被沿轴向方向弹性变形。
可以是特别有利的是，如果该摩擦离合器具有弹性的脱开装置，它在摩擦离合器分离时不仅相应于压板的分离行程使压板轴向相对壳体移动，而且至少在该分离行程的部分区域上具有一个渐增的力曲线。这意味着，由脱开装置施加在压板上的轴向力在摩擦离合器的分离中至少在分离运动的部分区域上变大。这也表示，在摩擦离合器的接合中，由分离装置施加在压板上的轴向力至少在接合运动的部分区域上变小。
通过这种弹性脱开装置在带有调节装置的摩擦离合器中的配置，这些调节装置在壳体与碟形弹簧之间起作用，可以在摩擦离合器的分离中增大空程可靠性(Ueberwegsicherheit)，确切地说，因为自调节点或者调节区域起，在这种调节区域中所存在的摩擦片磨损被调节装置补偿，对碟形弹簧向盖侧的摆动支承加载的合力增大。这种合力在开头所述类型的摩擦离合器中在绝大多数情况下由设置在摩擦片之间的垫簧、在壳体和压板之间的板簧状扭矩传动装置和/或脱开装置以及碟形弹簧的舌簧状弹性装置产生。在通过压板松开压盘时，垫簧在压板上的作用被取消。在该松开点上或者在与该松开点相邻的分离行程范围内，通过使调节装置起作用来补偿摩擦片磨损。这在开头所列的现有技术中被详细描述，因此，关于与本发明有关地被应用的调节装置的功能和可能的结构明确地涉及所述文献的分开内容，这样，在本申请中不需要再详细说明。
通过使用本发明的弹性脱开装置，它们至少在由压板松开离合盘之后余下的分离行程上具有渐增的力曲线，从而保证，至少在该剩余的分离行程上，轴向上支承该碟形弹簧、即向盖侧摆动支承加载的合力变大，由此，作用在碟形弹簧舌簧尖部上的分离力可以相应地变大，确切地说特别是在分离行程的端部区域，不进行所不希望的调节、即那种不是由于磨损的调节。
可以是合乎目的的是，如果除了使用在分离行程上具有渐增的、即上升的力曲线的弹性脱开装置外，还使用其它的弹性装置，如特别是板簧状装置，它们同样产生在压板上的轴向力。这些附加的板簧状装置，例如用于传递扭矩，在此可以这样被使用在壳体和压板之间，使得它们在摩擦离合器的分离行程上、即也在压板向分离方向的移动中具有一个渐减的、即下降的力曲线。这些弹性脱开装置和必要时附加存在的、与它们并联起作用的弹性装置以及在碟形弹簧上设置的舌簧状弹性装置弹簧特性在此可以这样相互协调，使得所产生的作用在压板上的合力在压板相对于壳体的整个可能的移动行程上实际上保持不变或稍微上升。
为了产生本发明脱开装置在分离行程上的渐增的力曲线，可以是特别有利的是，如果该板簧状元件具有一个预定的波状部并且在一侧与壳体和在另一侧与压板这样相连，使得至少在装配的摩擦离合器中该板簧状元件在离合器的轴线方向上被偏压。由于板簧状元件与壳体和与压板的连接以及预定的波状部，另外在纵向方向存在这些板簧状元件的一个夹紧。板簧状元件的这种夹紧或者偏压在此可以被这样确定大小，即在摩擦离合器的装配状态中存在沿这些板簧状元件纵向上的一个镦压。通过相应地确定这种镦压的大小可以控制在摩擦离合器中装入的按照本发明的脱开装置的弹簧特性曲线。
为了保证带有补偿摩擦片磨损的调节装置的摩擦离合器的无缺点的功能，特别有利的是，如果脱开装置的在松开方向观察的渐增力曲线在装配的摩擦离合器的至少近似的整个工作范围上存在，该工作范围包括压板的分离行程和磨损行程。最好是该渐增的力曲线在该工作范围的两侧至少还应在一个很小的行程上继续。
对于本发明摩擦离合器的构造可以是特别有利的是，如果板簧状元件至少近似切向或者至少近似在圆周方向上相对于壳体或者压板伸展。对于摩擦离合器的装配可以是有利的是，如果弹性脱开装置通过板簧构成，它们具有一个中间部分和两个端部，其中，一方面该中间部分与壳体或者压板相连接，并且另一方面这些端部与压板或壳体连接。然而可以以有利的方式至少使用两组板簧，其中，单个的板簧以一个端部与壳体并且以另一端部与压板固定连接，其中，这两组的板簧在壳体和压板之间沿圆周方向被反向安置。因此，一个板簧组在壳体和压板之间沿推移方向起作用，而另一板簧组沿拉方向起作用。这意味着，如果一个板簧组倾向于受拉，则另一个板簧组倾向于承受一个纵向弯曲应力。
对于某些摩擦离合器可以是有利的，如果在壳体和压板间设置板簧状弹性装置，它们对压板向摩擦离合器的分离方向加载，与弹性脱开装置并行起作用并且至少在压板的分离行程上具有一个渐减的力曲线。合乎目的的是，如果这些板簧状弹性装置实际上传递整个扭矩，这样这些弹性脱开装置不受到附加荷载。对于调节装置的功能可以是特别有利的，如果由于在摩擦离合器的工作寿命期间进行的压板相对于壳体的轴向移动，由传递扭矩的板簧状弹性装置施加到压板上的复位力增加。
以下借助附

图1至14对本发明作详细描述，附图为图1是带有本发明摩擦离合器的一个离合器总成的剖面图；图2是沿图1中II向的部分视图；图3是在图1和图2中所用的碟形弹簧的部分视图；图4示出了在图1和图2的R中使用的压盘，带有其上固定的板簧；图5是沿图4中V向的一个板簧的视图；图6至图8是具有摩擦离合器或其部件的功能特性曲线的曲线图；图9至12是根据本发明的另一种摩擦离合器结构方案；图13至14分别是应用在本发明摩擦离合器中的碟形弹簧的变型实施结构。
在图1及2中所示的摩擦离合器1具有一个由板材制造的壳体或称为盖2及一个与该壳体不可相对转动地连接的、但在轴向可作有限位移的压盘3。在压盘3及盖2之间轴向上夹紧着一个压紧碟形弹簧(或称盘形弹簧)4，该碟形弹簧在于盖侧设置的双臂杠杆式环形支承部分5的径向高度上可摆动，碟形弹簧4以其径向上更外侧的部分向压盘3加载，压盘3通过在圆周方向或着说切向定向的板簧8与壳体2形成无相对转动的连接。R1被装配在图1所示的对应压板9上，其中，可使离合盘10的摩擦片10a被夹紧在压盘3及对应压板9的摩擦面之间，确切地说，这是由于碟形弹簧4在压盘3上施加的轴向力的作用。在将R1装配到对应压板9上时，压盘3挤入盖2包围的空间中，其中，由此使得碟形弹簧4可绕支承部分5相应地摆动。在T4的朝向盖2一侧所设的环形支承部分5通过一个环状的摆动支承6构成，摆动支承6在所示的实施例中通过一个板环构成。该环6是一个主动或者说自动调节装置7的组成部分，该调节装置通过轴向调节T4可以补偿至少在磨擦片衬10a上出现的磨损。
如结合图3可看出的，碟形弹簧4具有一个环形的、用作储能器的基体11，径向向内指向的舌簧12起始于该基体的内边缘，这些舌簧12被用作操作装置。碟形弹簧4另外带有沿轴向方向可变形的弹性装置13，它们轴向上被支承在壳体2上，并且对T4或者说对基体11轴向上向着支承部分5、也即向着环状摆动支承6加载或者说挤压。轴向上可变形的弹性装置13在所示的实施例中与T4一体构成。弹性装置13通过长形的连接板或者说舌簧构成，它们呈回线形或发针式构成。连接板状的弹性装置13被成形在环状T基体11的径向内部边缘部分上。这些弹性装置13由T4的可弹性变形的基体11起首先经一个段14径向向内延伸。段14过渡到一个转向部分15，它又通到一个径向向外伸展的段16。通过连接板状舌簧13的这种构造，获得了在段14同T4或其基体11的连接与盖侧的支承17间的一个相对长的弯曲或扭转段。回线形弹性装置13的自由端部段18具有偏压地被支承在壳体或者说盖2所带的支承部分19上。在所示的实施例中这些支承部分19由销栓19a的头部构成，这些销栓与壳体2铆接。对此，也可以用由壳体2一体成形出的连接板来构成支承部分19。构成支承部分19的装置19a由壳体2起轴向延伸穿过T4。对此，T4具有相应构造的缺口4a。使弹性装置13保持在轴向夹紧状态的支承部分19沿轴向被安置在T4与离合盘10或者压盘3之间。
如结合图1至3可看出的，在所示的实施例中，弹性装置13同时被用作操作舌簧12。
弹性装置13的造型以及弹性装置13的支承部分19与T4的支承或者说滚压部分5之间的距离这样协调，使得连接板状弹性装置13处在被夹紧的状态。如结合图1可看出的，回线状弹性装置3的自由端部18分别具有一个弯曲部，它构成了一个球状的支承面18a。
支承部分5及环形的摆动支承6至少在摩擦离合器1接合状态下被轴向夹紧在壳体2和碟形弹簧4之间。构成摆动支承6的环6通过一个调节装置7被支承在壳体2上。该调节装置7保证，在碟形弹簧4特别是由于摩擦片10a的磨损向对应压板9轴向移动时，在环6和碟形弹簧4之间不存在间隙。带有或者说构成碟形弹簧4摆动支承的该环状构件6通过在圆周方向上伸展的和轴向增大的上升斜面支承在壳体2上。对此，构件6和/或盖2可以带有或者直接成形出相应的上升斜面。它们在至少一个构件2，6的圆周上分布。关于这种斜面结构和构型具体地参见DE-OS4322677，DE-OS19524827以及DE-OS19855583，其具体有关的内容可被看作本申请的部分内容。
环6在所示出的实施例中在圆周方向上被弹簧加载，确切地说向着这样的方向，即通过斜面在对应斜面上的上升产生环6的一个向压盘3方向的轴向位移、即轴向上离开壳体2。如可由图2看出的，借助于螺施弹簧20产生用于环6的调节力，这些螺旋弹簧沿圆周方向被压紧在调节环6和壳体2之间。
在所示出的实施例中，离合盘10具有所谓的垫簧段10b，它具有有限的轴向弹性，例如在0.3至0.8mm的大小范围内。这种轴向弹性保证了在摩擦离合器1接合时逐步的扭矩建立，即它通过使两个摩擦片10a相互相向有限的轴向移位使得作用在摩擦片10a上的轴向力逐步地升高。然而，也可使用一种离合盘，其中，摩擦片轴向实际上刚性地由一个载盘携带。
用于支承碟形弹簧4的舌簧13的数量优选为3至9个，其中，如可由图3看到的，所示的碟形弹簧4具有6个这种舌簧13。由图1可看出，回线形舌簧13的径向上内部分15可由一个分离轴承21加载，并因此同样用于摩擦离合器1的操作。为了减小舌簧13的受压，也会是有利的是，这些舌簧这样分布或被这样构造，使得分离轴承21不能对它们加载。这可以例如这样实现，即，使得回线形舌簧13的径向内部分15与保持不变的操作舌簧12相比沿轴向向离合盘10方向错位。然而，将舌簧13径向向内方向构造得短一些也是合乎目的，这样它们不能靠触到分离轴承21上。为了提高舌簧轴向高度不变性，有利的是，用作碟形弹簧4个支承的舌簧13不被喷丸处理(strahlen)。另外，为了提高舌簧13的疲劳强度，有意义的是，舌簧在转向部分或者说径向内部分15内的硬度没有比在其径向分布的部分14，16中的硬度高。在必要情况下，舌簧13的部分18可以具有比其余的部分更高的硬度。
为了提高舌簧13的疲劳强度另外有利的是，至少将转向部分15的边棱压制(anpraegen)，因为由此可使得在该部分中存在的应力分布最佳化或者说可以减小出现的峰值应力。
如可由图4看出的，为了将压盘3铰接在壳体2上设置了两组板簧8a，8b，其中，单个的板簧8a，8b以一个端部与壳体2并且以另一个端部与压盘3固定连接，例如通过铆接连接。两组板簧8a，8b在壳体2和压盘3之间沿圆周方向反向安置，确切地，在所示实施例中沿圆周方向交替地安置。因此，例如由板簧8a构成的一个板簧组在壳体2和压盘3之间沿推力方向有效，并且由板簧8b构成的另一个板簧组沿推力方向有效。当一个板簧组例如8a倾向受拉时，另一个板簧组8b倾向承受纵向弯曲应力。
至少在摩擦离合器1装配状态下，板簧8a，8b被这样夹紧在壳体2和压盘3之间，即它们至少在摩擦离合器1的接合状态下在压盘3上作用一个轴向力，该力使压盘3向壳体2方向挤压。对此，板簧8a，8b如图5可见的那样被成形，并且以其一个端部22与壳体2、以另一个端部23与压盘3固定连接。如果要求，可以设置多个相互叠置的板簧8a，8b。压盘3和壳体2上用于板簧8a，8b的固定位置以及板簧8a，8b的构型这样相互协调，使得在摩擦离合器1安装时，板簧8a，8b沿它们的纵向被夹紧，确地说，不仅使压盘3轴向相应于其分离行程向壳体2方向移动，而且至少在其分离行程上由板簧8a，8b产生一个累进的力分布。后者意味着，在压盘3的分离行程或者说脱开行程上看，由板簧状元件8a，8b施加到压盘3上的轴向力至少在压盘3分离行程或者说脱开行程的部分区域、最好是在整个区域上变大。在摩擦离合器1闭合(geschlossen)时，板簧状元件8a，8b不仅在离合器轴向方向上变形而且在其纵向方向上被墩压，其中，这种墩压在板簧状元件8a，8b上产生一个轴向的拱曲。通过相应地选择压盘3和壳体2上固定位置之间的距离不仅可以确定或者控制在板簧状元件8a，8b中产生的应力而且还可以确定或控制其变形。在装入状态下，板簧状元件8a，8b不仅在摩擦离合器的轴线方向而且在圆周方向或纵向方向被夹紧。
为了获得板簧8a，8b确定的挠曲，如图5所示，可以是合乎目的的是，板簧具有造型24，25，它们例如可以通过弯折或者弯边构成。板簧板元件8a，8b由一个相对薄的板材、最好是由弹簧钢制成，其厚度可以在0.2mm至0.8mm范围内。
在图6的曲线图中示出了通过板簧状元件8a，8b以及舌簧或者说弹性装置13产生的力—行程特性曲线以及由此产生的特征曲线。在此，横轴为了弹簧行程，纵轴为力。
特性曲线28是由舌簧13产生的弹簧特性，它与摩擦离合器1有关地被应用。在所示实施例中，舌簧13产生一个按比例升高的、即直线的力—行程曲线。通过舌簧13的相应构造和造型，然而也可以产生一种另外的曲线，它至少可以在一个部分段上至少稍微弯曲地分布。
曲线29相应于被确定与摩擦离合器1一起使用的板簧状元件8a，8b产生的弹簧特性曲线。由曲线29可见，由松开的位置起，在板簧状元件8a，8b夹紧的过程中，首先产生一个实际上为直线的力升高，它相应于部分段30。与变形行程相关首先实现的力升高在部分段30上渐渐减小，其中，自一个确定的变形行程起，由板簧状元件8a，8b产生的力随着变形行程的增加而减小，它相应于特性曲线段31，它在所示实施例中呈直线分布。通过相应地构造板簧元件8a，8b可以使段31随着变形行程的增加而下降得陡一些或平一些。在按照图6曲线的一个设计中，特性曲线29的这些段、例如段30、31被构造为直线的。然而，这些段30，31可以通过相应地构造板簧状元件8a，8b而至少在部分段上弯曲地伸展。两个特性曲线28，29相互间被这样协调，使得产生的特性曲线32具有一个段33，在该段内通过舌簧13和板簧状元件8a，8b产生的作用在碟形弹簧4上的轴向力至少近似为恒定的。由此，如还要进一步描述的，保证了在图1至图3的摩擦离合器的接合状态下该摩擦离合器的近似不变的运行点。由此，也保证了碟形弹簧4的至少近似不变的工作区以及近似的不变的角位置或者说安装。
为了分离摩擦离合器1，通过分离轴承21沿箭头II方向将一个力导入到位于径向内部的碟形弹簧舌簧尖部4c上。由此，使得碟形弹簧4绕双臂杠杆式摆动支承5摆动，由此，使压盘3渐渐卸载，并且在板簧状元件8a，8b作用下随着碟形弹簧4外边缘向壳体2方向移动。在此，在超出整个分离行程的一个确定部分后，离合盘10的摩擦片10a被松开。在摩擦片10a之间设置的垫簧10b支持该分离过程直到摩擦片被松开。一旦压盘3使摩擦片完全卸载或松开，压盘3就只受到板簧状元件8a，8b对其作用的向碟形弹簧4的压力。在碟形弹簧4和压盘3之间的支承由压盘3的凸块3a实现。
现在结合图6至8曲线图中所画的特性曲线对前述的摩擦离合器1的功能作用方式进一步说明。
图7中曲线40表示当碟形弹簧4在两个支承之间轴向变形时碟形弹簧4的力曲线，两个支承的径向间距同摆动支承5与径向外支承直径处3a之间的径向间距相一致。特性曲线41表示力的曲线，该力要被施加到压盘3上，与箭头II的方向相反，以便使碟形弹簧4在摩擦离合器1中锥状变形。曲线40和41之间的力差与通过板簧状元件8，8a施加的力相同。该力与碟形弹簧4施加到压盘3上的力相反作用。点42表示在闭合的摩擦离合器1中碟形弹簧4的装入位置(Einbaulage)，即这样的位置，在该位置上碟形弹簧4对于相应的装入位置在压盘3上施加最大的压紧力。该点42可以通过改变碟形弹簧4的锥形装入位置沿着线41向上或向下推移。
曲线43主要是由垫簧段10b施加的轴向撑开力，它作用在两个摩擦片10a之间。另外，在该曲线上包含了所有与垫簧同样作用的弹性作用，例如盖弹性、摩擦片弹性或类似的。这种轴向撑开力与由碟形弹簧4作用在压盘3上的轴向力相反作用。在摩擦离合器1分离时，垫簧段10b松弛，确定地说在行程44上。在该行程44上，摩擦离合器1的分离过程受到所述撑开力的支持，该行程44也与压盘3的一个相应的轴向位移相应，由此，所施加的最大分离力小于假设垫簧段10b不存在时相应于装入点(Einbaupunkt)42的力。在超过点45时，摩擦片10a被压盘3松开，其中，由于碟形弹簧4渐减的特性曲线部分，使还需要施加的分离力比相应于点42的大大减小。在超过点45时，为了分离摩擦离合器1而需克服的碟形弹簧4的力减小到这样小，直到到达相应于点46的最小值。在向分离方向超过46时，用于操作摩擦离合器1所要求的分离力又增加。然而，也可以设置装置，如一个伺服弹簧，它至少减小分离力的这种升高。这种装置在DE-0519510905中被描述。
在图8中画出了分离力曲线47，它必须被施加到舌簧尖部4c区域中来分离摩擦离合器1。在舌簧尖部4C区域中所要求的分离行程与碟形弹簧在支承直径3a区域的轴向行程或者与压盘3的行程相比被相应放大了碟形弹簧4的杠杆变换比及舌簧12的挠曲。这个碟形弹簧或杠杆变换比大致相当于摆动支承5与舌簧12操作直径4C处部位之间径向间距同摆动支承5与支承直径3a处之间径向间距的比。这个变换比在多数情况下处于3∶1至5∶1的范围内。对应于舌簧尖部4c区域内操作直径上的分离力大小曲线与图7中弹簧特性曲线41相应区域中配置的力曲线相比被相应于该变换比减小。
另外，在图7中画出了压盘3的分离行程48。分离行程48或者整个分离行程50的端点、对于压盘3而言、在特性曲线41上用49标示出。分离行程48或者分离行程50通常被这样设计，即使在到达该完全的分离行程时，相应于端点49的分离力小于相应于点45的分离力。
在图6中特性曲线28，29，32上的点28a，29a，32a表示这些力或者这些力的总和，这些力或合力在新的摩擦离合器1的接合状态下由板簧状元件8a，8b和舌簧13施加到碟形弹簧4上。点28b，29b，32b是相应的力，这些力在新的摩擦离合器1分离状态下并且在新的离合盘10中由板簧状元件8a，8b以及舌簧13施加到压盘3上。特性曲线28，29，32上的点28c，29c，32c相应于由板簧状元件8a，8b及舌簧13施加的力或者这些力的和，这些力或合力在完全磨损的离合盘10中由构件8a，8b，13施加到碟形弹簧4上。所产生的力特性曲线32的实际上水平分布的部分段33示出，在摩擦离合器1的整个使用寿命中，在碟形弹簧4上作用一个实际上不变的轴向支承力。
在图1至图4的离合器结构中，板簧状元件8a，8b以及舌簧13用作为力探测器或者说力传感器，它与调节装置7一起保证了至少在摩擦片10a上出现的磨损的补偿。
为了分离摩擦离合器1，通过一个分离轴承或者通过一个分离系统沿图1中箭头II方向在舌簧尖部4c上导入一个操作力。为了分离摩擦离合器1在舌簧尖部4c部位要求的力曲线如已说明的在图8中通过特性曲线47示出。另外，由图8可见，在舌簧尖部4c区域上观察的额定一整个分离行程52的第一部分段51上，需要用来摆动碟形弹簧4的力相应于特性曲线部分47a增加。在部分段51，在压盘3上作用一个轴向合力，它轴向上朝向壳体2的方向并且由通过垫簧段10b以及板簧状元件8a，8b产生的轴向力之和构成。在部分段51之上伸展的曲线段53表示存在于压盘3与碟形弹簧4之间的压紧力。点54表示摩擦离合器1的操作状态，其中，压盘3使离合盘10的摩擦片10a至少基本上完全卸载。在向分离方向超过点54时，用于操作摩擦离合器1所要求的分离力相应于特性曲线47的部分段47b变化。在超过点54时，取消了由垫簧段10b作用到压盘3上的轴向力，这样，只有由板簧状元件8a，8b和舌簧13产生的轴向合力将碟形弹簧4向壳体2加载。根据图6特性曲线段33的这种轴向合力至少在图8的特性曲线部分段55上存在。由图8可见，在超过点54时，由于所存在的碟形弹簧4的下降的特性曲线部分，分离力在一定的行程段、确切地说直至点56、小于根据特性曲线55的作用到碟形弹簧4的支承力。由此保证了，碟形弹簧4轴向上保持靠置在滚压支承5上以及通过盖2被轴向支承。图8中的点54与图7的点45相应。图8中点57与图7中点49相应。
如由图8所见，摩擦离合器1被这样设计，与整个分离行程52相应的点57远离两个特性曲线部分47b，55的相交点56，这样，即使在越过整个额定分离行程52一定的量时也保证了，没有通过碟形弹簧4通过环6的卸载进行的无意的调整。与摩擦离合器1配合作用的分离系统21必须被这样构造，使得总是保证，点56不被超越。为了避免在操作摩擦离合器1时超越点56，可以设置一个止挡，它限制操作行程或者限制碟形弹簧4的摆动角度。
至目前为止，考虑到碟形弹簧4完全确定的轴向安装位置，并且没有考虑到在摩擦片10a上的磨损。
在有轴向磨损、特别是摩擦片10a轴向磨损时，压盘3的位置向对应压板9方向移动，由此，出现锥度的变化以及在摩擦离合器1接合状态下由碟形弹簧施加的压紧力的变化，确切地说增加了，这种变化使得点42向点42’方向变动，点45向点45’方向变动。这种变动使得在离合器1分离时原来存在的轴向力平衡在根据点45的离合器操作状态中被破坏。由衬片磨损所产生的对于压盘3的碟形弹簧压紧力的提高也使得分离力曲线向着增加方向的移动。由于离力曲线的这种提高使得在摩擦离合器1分离过程中由板簧状弹性装置8a，8b以及舌簧13作用在碟形弹簧4上的轴向合力被克服，这样，使得碟形弹簧4在摆动支承5径向部位移动或者说摆动一个位移，它基本上与摩擦片10a的磨损一致。在碟形弹簧4的这种摆动或者回弹阶段，碟形弹簧4可以被支承在压盘3的加载区3a，这样，该碟形弹簧4改变了其锥度并因此改变了在其中存储的能量或者在其中存储的扭矩并因此改变了由碟形弹簧4作用到压盘3上的力。这种变化实现了如结合图7可看出的由碟形弹簧4施加力的减小。这种变化一直进行，直到主要由碟形弹簧4并且也由弹簧20在支承3a部位施加到压盘3上的轴向力与由板簧状弹性装置8a，8b以及舌簧13产生的反作用力平衡为止。这意味着，在图7的曲线图中点42’和45’又向点42和45方向变动。在这种平衡又建立之后，可以使碟形弹簧4摆动到摆动支承5的径向高度上，并因此使压盘3又由摩擦片10a上抬起。在磨损的这种调节阶段，在摩擦离合器1的分离过程中，调节装置7的调节环6被通过夹紧的弹簧20转动。在该调节过程后，分离力曲线至少基本上又同图8的曲线47一致。
在实际中，所述的调节连续地或以很小的步进行，这样，为了更好地理解本发明而在曲线图中示出的大的点移动而在通常小显现。
为了防止由于可能的分离过行程(Ausrueckueberweg)而引起的调节，会是特别有利的是，随着分离行程的增加，在碟形弹簧4上向壳体2方向作用的支承力增加。通过相应构造摩擦离合器1可以这样测量这种增加。使得既使图8中点56被超越也不会产生在摩擦离合器1中的非所希望的调节。在碟形弹簧4上作用的支承力的增加能够以特别简单和有利的方式借助于碟形弹簧支承装置或者舌簧13实现。这可以例如在摩擦离合器1的分离过程中通过增加舌簧13轴向夹紧程度实现。后者可以以有利方式这样实现，即，使得在部位19与舌簧尖部18a之间的支承直径小于在滚压支承5部位具有的用于碟形弹簧4的摆动直径。如由图6的特性曲线29可看出的，在碟形弹簧4上作用的轴向支承力的增加也得到由板簧状元件8a，8b产生的弹簧特性曲线的支持，因为随着压盘3向对应压板9方向轴向位移的增加，由板簧状元件8a，8b产生的轴向力增大。在图8中用虚线58示出了一个这种可能的、在操作摩擦离合器1时作用在碟形弹簧4上的支承力曲线。线58同由板簧状元件8a，8b以及舌簧13产生的合力曲线一致。
因为板簧状元件8a，8b可以产生作用在碟形弹簧4上支承力的一个很大的部分，特别有利的是，如果这些板簧状元件8a，8b被保护防止有害的温度作用。对此，可以在板簧状元件8a，8b与在压盘3上固定位置之间设置一个热绝缘装置，它例如可以由至少一个垫板或者中间板构成。作为绝缘材料可以例如使用抗热塑料或金属。作为金属适合的例如是具有相对高的镍和/或铬含量的奥氏体钢。另外有利的是，如果板簧状元件8a，8b被热沉降(Warm setzen)，这可在离合器内进行。另外有利的是，如果将板簧状元件8a，8b设置在摩擦离合器1的一个良好通风部位。
在图1到图3的实施例中，为了转动调节环6设置了至少一个夹紧的弹簧20。对于一些应用场合然而也可不用这种弹簧20，其中，调节环6的转动通过电机的角加速度和调节环6的惯性矩实现。通过电机的角加速度在调节环6上作用一个力，在调节环6轴向卸荷时该力使调节环相对于壳体2进行一个转动。为了保证调节环6只在调节方向转动，可以在调节装置7的斜面区域内设置一个锯齿状沟纹或者型廓。另外可以有利的是，如果调节环6总是被轻微地压在盖2上，这样，前面提及的齿在碟形弹簧4为了磨损补偿进行的一个轴向移位中至少部分地保持轴向作用。对此可以是合乎目的的是，设置一个软的弯曲弹簧，它对调节环6向壳体2底部方向加载或者拉作用。这种弯曲弹簧可以例如通过一个在调节环6上自由冲裁出的长形舌簧构成。作为一种选择或者附加于此，调节环6本身也可以具有一个确定的弹性，这种弹性例如可以通过使环6有目的地在圆周方向上具有波纹来获得。
在图9至图12所示的、压盘103与壳体102之间连接的变型方案中，特别是由图9可看出的，使用了两组不同构型和安置的板簧状弹性装置108，126。板簧状弹性装置126沿切向或者沿圆周方向伸展并且用于压盘103与壳体102之间的扭矩传送。板簧状弹性装置126可以具有一定的轴向偏压并且在此被这样安装，即这种偏压将压盘3至少在分离行程或者脱开行程的部分范围上沿轴向向壳体102方向挤压。由板簧状弹性装置126所施加的轴向力在设计摩擦离合器101时必须被考虑，因为它对于包含在摩擦离合器101中的自动调节装置的功能作用方式有影响。
板簧状构造的另一个弹性装置108被这样张紧在壳体102与压盘103之间，即，在摩擦离合器101接合的状态中该弹性装置在压盘103上作用一个轴向力，该力将压盘103向壳体102方向挤压。这些弹性装置108与弹性装置8a，8b具有相同的功能。在此，板簧状构造的弹性装置108以其端部127与壳体102固定连接，并且以位于这些端部127之间的中间部分128与压盘103连接。这些端部127在所示的实施例中通过支撑销(Abstandbolzen)140与壳体102铆接。在所示出的实施例中，中间部分128通过铆钉或者销钉141与压盘103的一个径向支架或者凸块142固定连接。
也可以使用多个相互叠置的板簧状元件108和/或126。
板簧状元件108被这样构造和张紧地装入，即字不仅在摩擦离合器101分离时沿轴向相应于压盘103的分离行程对压盘103向壳体102方向偏压，而且至少在该分离行程上具有一个渐增的力曲线。后者意味着，在压盘103的分离或者脱开行程上看，由板簧状元件108在压盘103上作用的轴向力至少在压盘103分离或脱开行程的一个部分范围上、最好是在整个范围上增大。
该板簧状元件126同样轴向张紧地被使用在壳体102与压盘103之间。在此，这样进行板簧状元件126的张紧，即，在压盘103的分离行程上观察，由板簧状元件126施加在压盘103上的轴向力沿压盘103的分离方向是渐减的，即变小。
如由图11和图12所见，板簧状元件108由一个相对薄的板材制成，其厚度可以在0.2mm至0.8mm的范围内，其中，根据应用情况，也可以使用更厚的材料。最好是由带或板状弹簧钢冲压出该板簧状元件108，其中，它可以在冲压模具中同时获得所希望的形状。板簧状元件108被构造成长形的，其中，它在端部127处具有一个头部形状的加宽，中部128同样被加宽。在加宽的部分127和128中设置了凹槽127a，128a，它们用于形成相应的连接、如特别是铆接。由图12可见，在未张紧状态，板簧状元件108被构造成在端部127之间为拱形的。在此，这样选择该造型，即，在装入摩擦离合器1或摩擦离合器101的状态下保证希望的力—行程—特性曲线。
将图10与图12对比可见，该板簧状元件127在被装入摩擦离合器中的状态下并且至少在闭合的摩擦离合器1中不仅沿离合器的轴向方向被变形，而且在其纵向方向也被镦压。因此在板簧状元件127中置入的力或者应力至少在摩擦离合器101接合状态下在中间的固定部位128两侧产生轴向的拱起。通过相应地选择固定部位的间距，在所示实施例中这些固定部位由支撑销140形成，可以确定或者控制在板簧状元件127中产生的应力以及变形。在装入的状态下，板簧状元件127不仅在摩擦离合器的轴向而且在圆周方向或者说纵向被夹紧。
按照调节磨损摩擦离合器的另一种构型，也可以这样构造板簧状弹性装置126和确定其尺寸，即，使得它承担或者至少部分承担轴向张紧的舌簧13的功能。只要该板簧状元件126承担了舌簧13的全部功能，则可以在相应的摩擦离合器中使用通常的碟形弹簧。
在图13和14中示出了两个变型碟形弹簧204，304的部分视图，它们可以被用在图1至图3的摩擦离合器中。与图3中的碟形弹簧相比，碟形弹簧204的区别基本上在舌簧212的构型，其中，特别是用于将碟形弹簧204支承在相应的摩擦离合器的壳体上的舌簧213的端部218与图3中端部18区别很大。沿径向方向看，该端部218被构造为Y形，其中，侧臂218a在碟形弹簧204被装入的状态下环握支承装置19a的邻接图1中支承部分19并且沿轴向伸展的部分，在此，该支承装置19a为支撑铆钉(Abstandsnieten)或者支撑销的形式。由此，同时保证了防止碟形弹簧204相对于壳体2的转动。在图3中碟形弹簧的一个构型中，通常这样保证防止这种转动，即，沿圆周方向看，舌簧13可以可替地被支承在支承装置19a的一侧或另一侧。舌簧213可以在所示的实施例中同样被用作操作舌簧212。
图14中碟形弹簧304的结构与图13中的相比区别主要在于，用于支承碟形弹簧304的舌簧313与其余的舌簧相比在径向上被构造得更短，并因此不能被用作操作舌簧。
上述实施例不能被理解为对本发明的限制，相反，在所公开的范围内还可以有许多的变化和修正，特别是这种变型、元件和组合和/或材料，它们对于本领域的技术人员而言可以通过单个的组合或变型、结合在一般的说明中以及实施形式和权利要求中描述的以及在附图中包含的特征或元件或方法步骤来达到目的，并且通过组合的特征获得一个新的技术方案或新的方法步骤或方法步骤顺序，它们也涉及制造、检测和工作方法。
权利要求
1.用于一个传动线路中的摩擦离合器，具有一个不可相对于壳体转动但在轴向可有限位移的压盘，其中，在压盘和壳体之间至少设有一个碟形弹簧，它将压盘沿轴向朝离开壳体方向加载；该摩擦离合器另外具有一个自动调节装置，该调节装置保证在装配于传动路线中的摩擦离合器的使用寿命期间碟形弹簧至少近似不变的夹紧状态，其特征在于该调节装置在壳体和碟形弹簧之间起作用，通过它使得用于碟形弹簧的、轴向支承在壳体上的一个摆动支承可轴向移动，其中，该碟形弹簧具有一体成形的舌簧状弹性装置，它们被轴向夹紧并且沿轴向向摆动支承方向挤压该碟形弹簧，其中，该壳体带有支承部分，舌簧状弹性装置在碟形弹簧的朝向压盘的一侧支承在这些支承部分上。
2.根据权利要求1所述的摩擦离合器，其特征在于这些支承部分通过支承元件、如销栓构成，这些支承元件与壳体相连，沿轴向穿过碟形弹簧上的槽伸展，并且在碟形弹簧的朝向压盘的一侧构成用于所述弹性装置的支承区。
3.根据权利要求1所述的摩擦离合器，其特征在于这些支承区通过与一个板材壳体一体构造的连接板构成，它们沿轴向穿过碟形弹簧上的槽伸展，并且在碟形弹簧的背离壳体的一侧构成用于所述弹性装置的支承区。
4.根据权利要求1至3之一所述的摩擦离合器，其特征在于该碟形弹簧与分离力反向地被弹性装置支承。
5.根据权利要求1至4之一所述的摩擦离合器，其特征在于碟形弹簧在其工作行程上具有渐减的特性曲线地被装入。
6.根据权利要求1至5之一所述的摩擦离合器，其特征在于舌簧状弹性装置被成形在环状碟形弹簧基体的径向内边缘区域上。
7.根据权利要求1至6之一所述的摩擦离合器，其特征在于舌簧状弹性装置由碟形弹簧的可弹性变形的基体起至少径向向内伸展，在径向内部具有一个转向部分，并且接着该转向部分径向向外伸展。
8.根据权利要求1至7之一所述的摩擦离合器，其特征在于舌簧状弹性装置被构造成发针状。
9.根据权利要求1至8之一所述的摩擦离合器，其特征在于碟形弹簧具有一个环状的基体，径向向内指向、用于操作离合器的舌簧由该基体起始，并且在至少单个的舌簧之间设置了舌簧状的弹性装置。
10.根据权利要求1至9之一所述的摩擦离合器，其特征在于舌簧状弹性装置基本上通过转切(Umschneiden)构成。
11.根据权利要求1至10之一所述的摩擦离合器，其特征在于舌簧状弹性装置沿轴向方向被弹性变形。
12.根据权利要求1至11之一所述的摩擦离合器，其特征在于摩擦离合器具有弹性的脱开装置，它不仅在摩擦离合器的分离中使压盘轴向上相应于压盘的分离行程相对于壳体移动，而且至少在该分离行程上具有一个渐增的力曲线。
13.根据权利要求12所述的摩擦离合器，其特征在于在该摩擦离合器的使用寿命期间，压盘进行相对于壳体一个确定量的轴向偏移，由此，弹性脱开装置的夹紧状态变化。
14.根据权利要求13所述的摩擦离合器，其特征在于该弹性的脱开装置在一个移动中具有一个渐减的力曲线。
15.根据权利要求1至14之一所述的摩擦离合器，其特征在于该摩擦离合器在中间接入一个压盘的情况下可被装配在一个对应压板、如飞轮上。
16.根据权利要求1至15之一所述的摩擦离合器，其特征在于该脱开装置通过板簧状元件构成。
17.根据权利要求16的摩擦离合器，其特征在于这些板簧状元件具有一个预定的波部并且一方面与壳体、另一方面与压盘这样连接，即，至少在摩擦离合器的装配状态下，这些板簧状元件沿离合器轴线方向被偏压，其中，由于这些板簧状元件与壳体和与压盘的连接以及预定的波部，在纵向方向另外存在板簧状元件的一个偏压。
18.根据权利要求16或17所述的摩擦离合器，其特征在于至少在摩擦离合器的装配状态下，这些板簧状元件沿纵向方向具有一个镦压。
19.根据权利要求12至18之一所述的摩擦离合器，其特征在于脱开装置的、沿弹性脱开装置松开方向观察的渐增的力曲线存在于装配的摩擦离合器的近似整个工作区域上，该工作区域包括压盘的分离行程以及磨损行程。
20.根据上述权利要求之一所述的摩擦离合器，其特征在于在壳体和压盘之间设置了板簧状弹性装置，它们对压盘向摩擦离合器的分离方向加载，与弹性脱开装置并行起作用并且至少在压盘的分离行程上具有一个渐减的力曲线。
21.根据权利要求20所述的摩擦离合器，其特征在于这些板簧状弹性装置不仅与壳体而且与压盘固定连接。
22.根据权利要求20或21所述的摩擦离合器，其特征在于这些板簧状弹性装置传递在壳体和压盘间待传递扭矩的至少一部分。
23.根据权利要求1至22之一所述的摩擦离合器，其特征在于至少在摩擦离合器使用寿命期间发生的压盘相对于壳体的轴向偏移上，通过叠加由弹性脱开装置、舌簧状弹簧装置以及在必要情况下附加的板簧状弹性装置产生的力而形成的沿分离方向作用在压盘上的合力至少近似不变。
24.根据权利要求23所述的摩擦离合器，其特征在于该合力在压盘相对于壳体的轴向偏移中稍微增加。
全文摘要
本发明涉及一种摩擦离合器,用在一个传动线路中,具有一个相对于一个壳体无相对转动、然而轴向可有限移动的压板,其中,在壳体和压板之间设置了至少一个碟形弹簧。
文档编号F16D13/75GK1275685SQ0010790
公开日2000年12月6日 申请日期2000年5月25日 优先权日1999年5月31日
发明者卡尔-路德维希·基米希, 米夏埃尔·瓦赫特尔 申请人:卢克摩擦片和离合器有限公司