专利名称：助力摩擦离合器或摩擦制动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按主权利要求前序部分所述的有助力(Selbstverstrkung，自行增力)的摩擦离合器或制动器。
背景技术：
助力的特性基于助力机构，它由于在离合器半体之间传输的扭矩，在参与扭矩传输的摩擦元件上增强轴向力。正因为如此提高了的轴向力又提高了可传输的扭矩。
这种摩擦离合器或制动器在那些用小的操纵力来传输大扭矩的场合普遍采用。
许多已知摩擦离合器或制动器的助力机构含有一种滚珠的组合，滚珠在切向倾斜的坡道内导引，它们将扭矩转化为第一离合器半体与传输装置之间的轴向力。当传输装置相对于第一离合器半体旋转时，传输装置通过斜坡道机构被迫相对于第一离合器半体轴向偏移并由此在摩擦面上施加轴向力，这些摩擦面与传输装置相连和与第二离合器半体的摩擦面接触。
US 5,713,445公开了一种助力摩擦制动器，其中每个斜坡道只有一个侧面。因此助力只针对一个扭矩方向调整。
EP0669480B1和US 5,505,285公开了一些离合器，其中助力机构在沿顺时针方向作用的扭矩和沿反时针方向作用的扭矩的情况下均起作用。这种离合器适合在汽车的传动系统中使用，因为它们不仅在拉动时而且在推动时均传输扭矩。然而在从一个扭矩方向向另一个扭矩方向过渡时两个离合器半体发生旋转，直到滚珠贴靠在对新的扭矩方向有效的斜坡道上为止。这一效果也程度较轻地发生在申请人未在先公开的DE10204947中，其中滚珠装在锥形槽内，取决于扭矩方向，在锥形槽内贴靠在这一侧或另一侧。
存在着一些应用情况，在这些情况下这种旋转间隙会引起不希望的负载变换冲击，它们可被听到和/或感觉到，当在汽车中应用时会导致损害舒适性。
对于另一些使用情况，例如可停车制动的适用于定位目的的伺服马达，在停车制动状态下同样不希望有旋转间隙，这就是为什么在这里迄今优选地使用无助力机构的制动器的原因。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种有助力的摩擦离合器或制动器，它针对两个扭矩方向工作，以及在停车制动或接合状态在两个离合器半体之间不存在旋转间隙。
此目的通过一种也具有主权利要求特征部分所述特征的摩擦离合器或制动器达到。
由从属权利要求给出本发明有利的设计。
因此，按本发明，设在两个离合器半体之间借助助力机构与第一离合器半体连接并有一些能与在第二离合器半体上的摩擦面摩擦力封闭地协同工作的摩擦面的传输装置，有第一和第二传输件，它们可彼此相对转动并互相独立地产生一个增强作用在摩擦面之间压紧力的轴向力。在这里，第一传输件基于一个顺时针方向作用的扭矩产生一个增强压紧力的轴向力，而第二传输件基于一个反时针方向作用的扭矩产生一个增强压紧力的轴向力。此外设预紧装置，它给予第一传输件一个顺时针方向作用的扭矩和给予第二传输件一个反时针方向作用的扭矩，或反之。如果两个传输件没有借助一个操纵装置，例如电磁铁，通风(形成气隙)，亦即沿轴向从第二离合器半体的摩擦面移开，则不仅第一传输件的摩擦面而且第二传输件的摩擦面都与第二离合器半体配置的一个或多个摩擦面接触。对于每个扭矩方向总是两个传输件之一起助力作用。预紧装置促使总是另一个传输件的助力机构处于这样一个状态，即，从这一状态出发，在扭矩方向改变时无需克服旋转间隙直接传输扭矩，与此同时第二传输件的助力机构起作用。
两个传输件可彼此相对转动的转角必须只有这么大，即，使由预紧装置作用在两个传输件之间的扭矩能支持在相关的助力机构上。为此有一个小的角度就已足够。两个传输件轴向的彼此相对运动也必须只有这么大，即，使得不仅第一而且第二传输件能互相独立地在第二离合器半体所设的摩擦面上施加轴向力。
按本发明的一项有利的设计，预紧装置包括至少一个弹性件，它设在两个传输件之间。与之不同的形式是也可以在每个传输件与第一离合器半体之间设弹性件。也可以取代弹性件采用其他预紧装置，它们例如以磁或气动作用为基础。
若预紧装置由弹性件组成，则它们可以由三个沿径向延伸的板簧构成，它们中的每一个在其沿径向的内端部与一个传输件连接，以及在其沿径向的外端部与另一个传输件连接。不过螺旋弹簧也满足同样的功能，它同心地设在两个传输件之间。按弹性件的另一种设计，设多个，优选三个，沿圆周分布切向定向的拉力或压力弹簧，它们以其一个端部支承在第一传输件上，以及以其另一个端部支承在第二传输件上。
按本发明的一项有利的设计，第一传输件由第一圆盘构成以及第二传输件由相邻的同轴的第二圆盘构成，其中，第一圆盘装在两个离合器半体之间第一离合器半体的一侧，以及第二圆盘装在两个离合器半体之间第二离合器半体一侧。第一圆盘有一些槽，第二圆盘的凸块通过它们朝第一离合器半体的方向插入，以及第二圆盘有一些槽，第一圆盘的凸块通过它们朝第二离合器半体的方向插入。
按一种作为替换形式的设计，这两个传输件由第一和第二同轴的环形盘构成，其中第一圆盘装在第二圆盘沿径向的内部或外部的同一个轴向的结构空间内。在本发明的这种设计中可以是较长的平缓上升的斜坡道，它们对于大的助力系数是必要的。
作为两个传输件的操纵装置尤其适用电磁铁，尽管本发明并不限于电磁操纵的摩擦离合器或制动器。因此在本发明的一项有利的设计中为第一离合器半体配设一电磁铁，它规定用于使两个传输件通风，这两个传输件是一个分成两部分的衔铁的两个衔铁盘。
按本发明的一项设计，在第一离合器半体与两个传输件的每一个之间，在第一离合器半体和两个传输件配置的安装区内，设多个传动件，其中，安装区和/或传动件有沿切向倾斜的接触面。当为每个传输件正好设三个沿圆周均匀分布的传动件时，由此达到每个传输件在第一离合器半体上静定的支承，并保证所有传输件参与扭矩传输。
按本发明另一项设计，不为两个传输件设单独的支承。在这里，传输件被传动件固定在第一离合器半体上。
本发明的一项特别简单的设计其特征在于，传动件设计为滚珠，它们装在第一离合器半体和两个传输件配置的优选地锥形进入的槽内。在作为替换形式的设计中设沿径向定向的滚子或有锥顶或球顶的销子，它们与沿轴向处于相对位置的斜坡道协同工作。
在作为摩擦制动器的设计中，第一或第二离合器半体旋转固定地装在外壳内，只有另一个离合器半体可驱动旋转地支承。一种作为摩擦离合器的设计的特征在于，两个离合器半体可旋转地装在外壳内。
下面借助附图进一步说明本发明。
其中图1和3 按本发明的制动器沿不同视向的分解图；图2 图1和3所示按本发明的制动器装配图；图4 说明本发明的功能用的原理示意图；图5 图1至3所示按本发明的制动器俯视图；图6和7 图1至3和5所示按本发明的制动器剖面图；图8至11 助力机构不同的设计；图12和13 按本发明的制动器第二种实施形式；以及图14和15 按本发明的制动器第三种实施形式。
具体实施例方式
图1中用2表示电磁制动器4固定不动的磁体，它有一圆环形槽用于图中未表示的电磁铁线圈。磁体2用作第一离合器半体。因为磁体2是固定不动的，所以涉及一种电磁制动器。用6表示可驱动旋转的法兰，它用作第二离合器半体以及设置为与磁体2同轴。在磁体2与法兰6之间轴向可运动地设第一衔铁盘8和第二衔铁盘10。两个衔铁盘8、10的每一个各通过三个滚珠12、14与磁体在工作上连接起来。衔铁盘8、10在面朝法兰6的一侧有摩擦面16、18，它们规定用于与法兰6的摩擦面20(图3)协同工作。为了使两个衔铁盘8、10既能与磁体也能与法兰6直接接触，设在磁体2一侧的第一衔铁盘8有三个均匀分布在毂22圆周上的槽24。第二衔铁盘10的凸块26通过这些槽24朝磁体2方向插入。衔铁盘10在其圆周上有三个槽，衔铁盘8带摩擦面16的凸块通过这些槽插入，所以摩擦面16可以与法兰6的摩擦面20接触。这两个衔铁盘8、10在一定程度上可以在磁体2与法兰6之间沿轴向彼此独立运动，以及除此之外可彼此相对转动一个角度。在两个衔铁盘8、10之间设三个沿径向定向的板簧28，它们以其沿径向的内端部30装在毂22内配置的缝32内，以及以其沿径向的外端部34置入加工在第二衔铁盘10中的缝36内。第二衔铁盘10在板簧28所在的区域内有径向槽38，当两个衔铁盘8、10相对转动时，它们给板簧提供变形的空间。法兰6装在未表示的轴上，此轴支承在磁体2内以及保持磁体2与法兰6之间的间距恒定。滚珠12、14用作两个衔铁盘8、10的每一个与磁体之间的传动件。磁体2内设锥形孔40、42，它们用作滚珠12、14的安装区。第一衔铁盘8在面朝磁体2的那一侧有三个均匀地排列在毂22圆周上的锥形孔44(图3)。第二衔铁盘10的凸块26同样有锥形孔46。这两个衔铁盘8、10通过法兰6与磁体2保持一个小的间距，所以滚珠12、14既插入孔40、42也插入孔44、46，以及造成衔铁盘8、10在磁体2上的一种传动连接。也就是说，每个衔铁盘8、10通过正好三个滚珠12、14与磁体2耦合以及固定在磁体2上。只要两个衔铁盘8、10不受外部扭矩加载，板簧28便促使两个衔铁盘8、10转动，这一转动受槽48角度范围(图2)的限制。在这种情况下在孔44和46之间调整的角度差不同于孔40、42之间的角度差。也就是说，若两个已组装的衔铁盘8、10沿轴向压靠在磁体上，则滚珠12贴靠在孔40的一个侧面与孔44中处于相对位置的那一个侧面之间，以及滚珠14镜面对映地贴靠在孔42的一个侧面与孔26中处于相对位置的那一个侧面之间。
这一关系可借助按图4的原理略图最清楚地说明。按图4的不按比例的剖切过程在图1中用50表示，以及通过截取摩擦制动器4的一个圆环段得出。滚珠12、14既插入磁体2的孔40、42内，也插入第一衔铁盘8的孔44和第二衔铁盘10的孔46内。弹簧52的功能通过板簧28满足。弹簧52在两个衔铁盘8、10之间造成一个扭矩，所以孔44、46的间距小于两个孔40、42的间距。除了使两个衔铁盘8、10相对转动的功能外，弹簧52或板簧28还有另一个作用，亦即与滚珠12、14和孔40、42协同工作造成一个朝法兰6方向的轴向力。通过接通图中未表示的电磁铁使两个衔铁盘8、10通风，亦即从法兰6移开。当电磁铁断开时，两个衔铁盘基于由弹簧造成的轴向力将它们的摩擦面16、18贴靠在法兰的摩擦面20上。因此取决于扭矩方向，其中一个衔铁盘8或另一个衔铁盘10，因为基于此扭矩贴靠在孔40、42、44、46切向倾斜的侧面上的滚珠12、14，力增强或扭矩增强地在衔铁盘8、10上作用一个轴向力，它增强作用在摩擦面16、18、20之间的压紧力。通过滚珠12与滚珠14正好镜面倒映地保持在孔对应的侧面之间或贴靠在对应的侧面上，由第一衔铁盘8基于沿顺时针方向作用的扭矩产生一个增强压紧力的轴向力，以及第二衔铁盘10基于反时针方向作用的扭矩产生一个增强压紧力的轴向力。其中，板簧28或弹簧52给予第一衔铁盘8一个沿顺时针方向作用的扭矩，而给予第二衔铁盘10一个沿反时针方向作用的扭矩。
在图5至7中相同的部位采用与图1至3中相应的符号。
图6表示通过滚珠12延伸的剖面，滚珠12座落在磁体与第一衔铁盘8之间。在磁体2内安装电磁铁的线圈54。
图7表示通过滚珠14的相应视图。
由图6和7可以看出，第二衔铁盘10可旋转和可沿轴向移动地装在第二衔铁盘8的毂22上。
取代上述装在锥形孔内的滚珠，如前面已提及和图8中所示，也可以考虑用于助力机构的其他设计。
图9表示一种实施形式，其中，第一离合器半体有包括球头或球顶的销子，它们插入处于相对位置的锥形孔内。为了助力也可以采用如图10中所示的杠杆机构。
若要求更高的助力系数，则也可以取代锥形孔在离合器半体中加工有平缓斜角的斜坡道。
也可以取代板簧28采用如图12、13中所示的同轴地处于两个衔铁盘8、10之间的螺旋弹簧56，或采用图14、15中表示的切向定向的拉力或压力弹簧58。
附图标记2磁体4制动器6法兰8衔铁盘10 衔铁盘12 滚珠14 滚珠16 摩擦面18 摩擦面20 摩擦面22 毂24 槽26 凸块28 板簧30 端部32 缝
34端部36缝38槽40锥形孔42锥形孔44锥形孔46锥形孔48槽50剖面52弹簧54线圈56螺旋弹簧58拉力或压力弹簧
权利要求
1.助力摩擦离合器或摩擦制动器(4)，包括一个第一离合器半体(2)和一个与之同轴的第二离合器半体(6)、一个设在第一与第二离合器半体之间可被一操纵装置(54)沿轴向偏移的传输装置(8、10)，它借助一助力机构(12、14、40、42、44、46)与第一离合器半体(2)连接，以及它借助为传输装置(8、10)和第二离合器半体(6)配设的摩擦面(16、18、20)可按选择与第二离合器半体(6)摩擦力封闭地连接，其中，助力机构基于一个从第一离合器半体(2)传输到传输装置(8、10)上的扭矩在传输装置(8、10)上施加一个轴向力，它增强作用在摩擦面(16、18和20)之间的压紧力，其特征为所述传输装置有一第一传输件(8)和一第二传输件(10)，它们可彼此相对转动，其中，第一传输件(8)基于一个顺时针方向作用的扭矩产生一个增强压紧力的轴向力，而第二传输件(10)基于反时针方向作用的扭矩产生一个增强压紧力的轴向力，以及设预紧装置(28)，所述预紧装置给予第一传输件(8)一个顺时针方向作用的扭矩和给予第二传输件(10)一个反时针方向作用的扭矩。
2.按照权利要求1所述的摩擦离合器或摩擦制动器，其特征为所述预紧装置包括至少一个弹性件(28)，它设在两个传输件(8、10)之间。
3.按照权利要求2所述的摩擦离合器或摩擦制动器，其特征为设三个沿径向延伸的板簧(28)，它们中的每一个在其沿径向的内端部(30)与一个传输件(8)连接而在其沿径向的外端部(34)与另一个传输件(10)连接。
4.按照权利要求2所述的摩擦离合器或摩擦制动器，其特征为一个螺旋弹簧(56)同心地设在两个传输件(8、10)之间。
5.按照权利要求2所述的摩擦离合器或摩擦制动器，其特征为沿圆周分布地设多个，优选三个，切向定向的拉力弹簧或压力弹簧(58)，它们以其一个端部支承在第一传输件(8)上而以其另一个端部支承在第二传输件(10)上。
6.按照权利要求1至5之一所述的摩擦离合器或摩擦制动器，其特征为第一传输件由一第一圆盘(8)构成而第二传输件由一相邻的同轴的第二圆盘(10)构成，其中，第一圆盘(8)装在两个离合器半体之间第一离合器半体(2)一侧，而第二圆盘(10)装在两个离合器半体之间第二离合器半体(6)一侧，第一圆盘(8)有槽(24)，第二圆盘(10)的凸块(26)通过所述槽(24)朝第一离合器半体(2)的方向插入，以及第二圆盘(10)有槽，第一圆盘(8)的凸块通过这些槽朝第二离合器半体(6)的方向插入。
7.按照权利要求1至5之一所述的摩擦离合器或摩擦制动器，其特征为所述的两个传输件(8、10)由一第一和一第二同轴的环形盘构成，其中第一圆盘装在第二圆盘沿径向的内部或外部的同一个轴向的结构空间内。
8.按照权利要求1至7之一所述的摩擦离合器或摩擦制动器，其特征为第一和第二传输件是一个分成两部分的衔铁的两个衔铁盘(8、10)；以及，摩擦离合器或制动器有一电磁铁，它配属于第一离合器半体(2)，以及规定用于使两个衔铁盘(8、10)通风。
9.按照权利要求1至8之一所述的摩擦离合器或摩擦制动器，其特征为在第一离合器半体(2)与两个传输件(8、10)的每一个之间，在第一离合器半体(2)及两个传输件(8、10)配置的安装区(40、42、44、46)内，设多个传动件(12、14)，其中，安装区和/或传动件有沿切向倾斜的接触面。
10.按照权利要求9所述的摩擦离合器或摩擦制动器，其特征为为每个传输件正好设三个沿圆周均匀分布的传动件(12、14)。
11.按照权利要求9或10之一所述的摩擦离合器或摩擦制动器，其特征为不为两个传输件(8、10)设置单独的支承，它们被传动件(14、12)固定在第一离合器半体(2)上。
12.按照权利要求9至11之一所述的摩擦离合器或摩擦制动器，其特征为传动件(12、14)设计为滚珠，它们装在第一离合器半体和两个传输件上配置的优选锥形进入的槽(40、42、44、46)内。
13.按照前列诸权利要求之一所述的摩擦制动器，其特征为第一或第二离合器半体旋转固定地装在外壳内以及另一个离合器半体可驱动旋转地支承。
14.按照权利要求1至12之一所述的摩擦离合器，其特征为两个离合器半体(2、6)可旋转地装在外壳内。
全文摘要
本发明涉及一种助力摩擦离合器或摩擦制动器。在第一离合器半体(2)与第二离合器半体(6)之间设两个传输件(8、10)，它们可彼此相对转动以及可轴向移动。传输件(8、10)的每一个通过一助力机构(12、14；40、42、44、46)耦合在第一离合器半体(2)上以及有摩擦面(16、18)，它们规定用于与第二离合器半体的一个摩擦面(20)协同工作。在这里，第一传输件(8)基于一个顺时针方向作用的扭矩产生一个增强摩擦面之间压紧力的轴向力，以及第二传输件(10)基于一个反时针方向作用的扭矩产生一个增强压紧力的轴向力。在两个传输件(8、10)之间设预紧装置(28)，它使两个传输件相对转动。在扭矩方向改变时扭矩的传输仍无间隙地进行。
文档编号F16D65/14GK1517569SQ20031012311
公开日2004年8月4日 申请日期2003年12月17日 优先权日2003年1月20日
发明者于尔根·佩舍克, 赫尔穆特·弗罗纽斯, 迪特尔·贝克, 贝克, 于尔根 佩舍克, 特 弗罗纽斯 申请人:腓特烈斯港齿轮工厂股份公司