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用于摩擦离合器的 弹簧组件

阅读：1042发布：2020-06-03

专利汇可以提供用于摩擦离合器的弹簧组件专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种用于摩擦离合器的弹簧组件，其包括被支承在离合器盖上的碟形弹簧以及附加弹簧，其中，所述碟形弹簧构造用于挤压板的移位，并且，所述附加弹簧构造用于以附加力加载所述碟形弹簧。所述附加弹簧在轴向上被布置在所述离合器盖和所述碟形弹簧之间，并且具有其弹簧刚度的至少一个不连续的改变，所述不连续的改变尤其通过中间止挡部形成。，下面是用于摩擦离合器的弹簧组件专利的具体信息内容。

权利要求

1.用于摩擦离合器(1)的弹簧组件，所述弹簧组件包括一个被支承在离合器盖(2)上的碟形弹簧(3)以及一个附加弹簧(8)，其中，所述碟形弹簧(3)构造用于挤压板(4)的移位，并且，所述附加弹簧构造用于以附加力加载所述碟形弹簧(3)，其特征在于，所述附加弹簧(8)在轴向上被布置在所述离合器盖(2)和所述碟形弹簧(3)之间，所述碟形弹簧(3)和所述附加弹簧(8)在操纵所述摩擦离合器(1)期间在相同的方向上起作用，并且，包括所述碟形弹簧(3)以及所述附加弹簧(8)的组件具有弹簧刚度的至少一个不连续的改变。
2.根据权利要求1所述的弹簧组件，其特征在于，所述弹簧刚度的不连续的改变通过所述附加弹簧(8)的中间止挡部形成。
3.根据权利要求2所述的弹簧组件，其特征在于，所述附加弹簧(8)单件式地构造。
4.根据权利要求3所述的弹簧组件，其特征在于，所述附加弹簧(8)是环状的。
5.根据权利要求4所述的弹簧组件，其特征在于，所述附加弹簧(8)具有内部力边缘(12)和外部力边缘(13)，其中，所述中间止挡部通过在径向上被设置在所述内部力边缘(12)和所述外部力边缘(13)之间的、在轴向上沿朝向所述碟形弹簧(3)的方向被折弯的接片(15)形成。
6.根据权利要求5所述的弹簧组件，其特征在于，所述附加弹簧(8)的至少一个力边缘(12、13)形成闭合的圆形轮廓。
7.根据权利要求5所述的弹簧组件，其特征在于，所述附加弹簧(8)的至少一个力边缘(12、13)形成由缺口(17)中断的圆轮廓。
8.根据权利要求5到7中任一项所述的弹簧组件，其特征在于，所述内部力边缘(12)与所述外部内部力边缘(13)通过桥接部(11)连接，并且，形成所述中间止挡部的多个接片(15)分别沿周向方向布置在两个桥接部(11)之间。
9.根据权利要求1到7中任一项所述的弹簧组件，其特征在于，所述附加弹簧(8)在所述碟形弹簧(3)的一个终端位置中与所述碟形弹簧隔开间距。
10.根据权利要求1到7中任一项所述的弹簧组件，其特征在于，所述附加弹簧(8)的一贴近止挡的区域相对于所述附加弹簧(8)的一离开止挡的区域而言具有至少四倍的弹簧刚度。

说明书全文

用于摩擦离合器的 弹簧组件

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于摩擦离合器的弹簧组件，所述弹簧组件尤其适用于由内燃机驱动的机动车的驱动系并且具有至少两个弹簧，即碟形弹簧和附加弹簧，其中，所述碟形弹簧设置用于所述摩擦离合器的挤压板的移位，并且所述附加弹簧以附加力加载所述碟形弹簧。

背景技术

[0002] 一种这样的用于机动车驱动系的弹簧组件例如存在于由DE 10 2013 216 065 A1已知的摩擦离合器中。该摩擦离合器附加于碟形弹簧还具有第二弹簧，该第二弹簧作用为伺服弹簧并且用于在磨损状态下减小操纵力。

[0003] 由DE 40 13 186 C2已知一种离合器的弹簧组件，该弹簧组件包括在这种情况下被称为膜片弹簧的碟形弹簧和另一个碟形弹簧。这两个弹簧是如下组件的部分，所述组件被称为离合器覆盖物构造并且应由短的轴向结构长度以及简单的装配来表征。

[0004] DE 10 2013 221 836 A1公开了一种用于摩擦离合器的盖组件，在该盖组件中，碟形弹簧借助多个倾斜环(Kippring)被支承。通过倾斜环的波状形式，碟形弹簧所贴靠的支撑面在此在摩擦离合器的轴向方向上弹性地、可屈服地构造。

[0005] 由DE 10 2013 225 355 A1已知一种用于离合器以及电子行驶模块的操纵装置、尤其是用于混合动力车辆。该电子行驶模块包括电子行驶马达，一离合器被集成在该行驶马达的转子中。

[0006] 行程受限的分离装置或者力控制式或力矩控制式的分离装置可被使用在离合器系统中。行程受限的分离装置可包括所谓的“同心从动缸”(Concentric slave cylinder)。在这种情况下对于现有技术而言示例性地参考DE 10 2012 211 876 A1。

发明内容

[0007] 本发明的任务在于，提供一种既节省空间又稳健的、用于摩擦离合器的弹簧组件，所述弹簧组件例如在机动车的混合动力模块中特别适用于力控制式或者力矩控制式的分离装置。

[0008] 该任务根据本发明通过具有权利要求1的特征的弹簧组件来解决。该可使用在摩擦离合器中的弹簧组件包括：优选借助多个销栓被支承在离合器盖上的碟形弹簧；以及与所述碟形弹簧共同作用的附加弹簧，所述附加弹簧在轴向上被布置在所述离合器盖和所述碟形弹簧之间，其中，由碟形弹簧和附加弹簧组成的所述组件具有弹簧刚度的至少一个不连续的改变。该弹簧刚度的不连续性表现为弹簧特征线中的拐点。弹簧刚度理解为通过弹簧所施加的力的变化与弹簧的偏转的变化之间的比例。

[0009] 该弹簧刚度的不连续性，也就是说弹簧刚度的跳跃式变化，能以简单的方式通过所述附加弹簧的中间止挡部来实现，所述中间止挡部位于所述附加弹簧的偏转范围的两个极限点之间。在所述附加弹簧的变形(从小弹簧力向更大的弹簧力方向)期间，只要达到所述中间止挡部，那么直到该点为止所述附加弹簧的仍未变形的区域将参与(einbeziehen)到变形过程中，由此，弹簧刚度急剧上升。优选地，所述中间止挡部在偏转区域中是不对称的，即靠近所述附加弹簧的偏转区域的如下极限点，在该极限点上通过所述附加弹簧施加的弹簧力是最大的。所述偏转区域与所述附加弹簧的装入到所述离合器中的状态有关。通过使所述中间止挡部的空间位置至少在所述摩擦离合器的轴向位置上不发生变化，只要仅仅所述附加弹簧的、在中间止挡部之前的、更容易屈服的区域发生变形，则能得到所述附加弹簧的特别精确的弹簧挠度特性(Einfederverhalten)并且因此能得到由附加弹簧和碟形弹簧组成的整个组件的弹簧挠度特性。由此特别地，弹簧刚度的跳跃性提高的位置能准确地限定。

[0010] 在有利的构型中，在操纵所述摩擦离合器期间所产生的多级的、不连贯的弹簧特性通过环状的、单件式构造的、尤其由钢板材成型的附加弹簧实现，所述附加弹簧——与碟形弹簧一样——具有圆锥形的基础形状。只要所述附加弹簧施加了影响操纵过程的弹簧力，则所述碟形弹簧和所述附加弹簧在操纵所述摩擦离合器期间在相同的方向上起作用。

[0011] 包括所述碟形弹簧以及所述附加弹簧的弹簧组件特别适用于离合器系统的、力控制式或者力矩控制式的分离装置。借助所述附加弹簧，在此在分离过程期间产生明显提高的反力，该反力为分离装置的控制提供信号，使得分离过程停止。如果这不是这样的情况，则根据离合器系统的几何结构上的给定条件，所述碟形弹簧的弹簧舌部也许会与所述摩擦离合器的离合器盘发生冲突。从具有常规的碟形弹簧的摩擦离合器出发，该附加弹簧能以简单的方式被集成到原则上已知结构形式的离合器中，而无需附加的安装空间。同样通过装入所述附加弹簧，在所述离合器的装配中不需要重大改变。

[0012] 所述摩擦离合器的装配可包含以下步骤：

[0013] -所述离合器盖被放置到工具接收部中，

[0014] -所述附加弹簧相对于所述离合器盖同心地被定位在所述离合器盖上，[0015] -第一线材环被放置到所述附加弹簧上，

[0016] -所述碟形弹簧被放置到该线材环上，

[0017] -第二线材环被放置到所述碟形弹簧上，

[0018] -将多个销栓插入穿过由离合器盖、碟形弹簧和附加弹簧以及线材环组成的组件并铆接。

[0019] 在优选的构型中，环状的附加弹簧的外直径小于所述碟形弹簧的外直径。所述附加弹簧也径向向内优选地被碟形弹簧超出。所述附加弹簧可具有内部力边缘和外部力边缘，其中，所述中间止挡部通过径向上设置在力边缘之间的接片来形成，所述接片朝向所述碟形弹簧被折弯并且因此相比于所述附加弹簧的、在径向上处于更外部的区域而言在轴向方向上——关于与所述碟形弹簧以及所述附加弹簧的对称轴线一致的所述摩擦离合器的旋转轴线——更多地指向。作用为弹簧元件的接片优选在环状的附加弹簧的内部从外向内延伸，其中这些接片从环状的、形成所述附加弹簧的外部力边缘的区域(该区域也被称为外部环)出发。

[0020] 所述附加弹簧的两个力边缘中的各力边缘要么可形成闭合的圆形轮廓、要么可通过狭槽、切口或者其他缺口形成中断的圆轮廓。因此，例如可只有所述附加弹簧的内边缘是完全圆形的，而外边缘与圆形形状不同。在其他的构型中，与之相对，所述附加弹簧的外边缘是圆形的，而在内边缘上存在中断的圆轮廓。最后能实现的是这样的实施方式，在这些实施方式中，不仅所述内边缘而且所述外边缘仅仅区段地形成圆形形状。

[0021] 所述附加弹簧的内部力边缘和外部力边缘在其周缘的多个位置上通过基本上在径向方向上延伸、在轴向方向上较小尺度延伸的桥接部彼此连接。多个接片可分别布置在两个沿周向方向相邻的桥接部之间，这些接片形成中间止挡部。通过相比于桥接部而言大量的接片，得到了在所述弹簧组件的周向上特别均匀分布的、在碟形弹簧和附加弹簧之间力传递。所述附加弹簧的接片相比于所述附加弹簧的直径呈现为非常短的并且因此形成刚硬的附加的弹簧舌部，这些附加的弹簧舌部能合理地作为所述附加弹簧的整体组成部分加以制造。

[0022] 无关于所述内部力边缘是否通过狭槽或者其他缺口被中断，在所述内部力边缘的内部优选成型有圆顶部(Kuppe)，所述圆顶部形成与所述碟形弹簧的接触位置。与此不同地，与所述碟形弹簧的接触位置也可通过在所述附加弹簧的内边缘上压印的棱边形成。

[0023] 在所述碟形弹簧的两个可能的终端位置中的一个上，即当离合器完全接合时，所述附加弹簧可与所述碟形弹簧隔开间距，使得所述附加弹簧在开始操纵所述摩擦离合器时，也就是说在分离过程开始时，还未止挡在所述碟形弹簧上。由此，在所述碟形弹簧开始被操纵时，首先没有力通过所述附加弹簧被施加到所述碟形弹簧上；当达到所述附加弹簧的外部止挡部时，小至中等的力被施加并且直到达到所述中间止挡部，才有大的作用力，分离行程通过该大的作用力(例如当力高达2000N时)最终被停止。最后提及的区域——在接触所述中间止挡部之后经过该区域——被称为所述附加弹簧的贴近止挡的区域。与此不同地，所述附加弹簧的、在达到所述中间止挡部之前经过的区域被称为所述附加弹簧的离开止挡的区域。优选地，所述附加弹簧的弹簧刚度在贴近止挡的区域中是在离开止挡的区域中的弹簧刚度的至少四倍那么高，尤其至少八倍那么高。如果操纵过程、也就是说所述挤压板的移位仅仅通过在此被施加到由碟形弹簧和附加弹簧组成的组件上的提高的力来停止，而不通过达到机械止挡部来停止，那么也就提到了贴近止挡的区域。

[0024] 根据所述碟形弹簧和所述附件弹簧的设计，分离过程通常要么已经在达到中间止挡部之前，要么在达到中间止挡部之后被停止。在第一次提及的情况下，所述附加弹簧的这样的、从达到所述中间止挡部起——在施加有特别高的力的情况下——发生变形的区域形成所述弹簧组件的保险元件，该保险元件特别考虑到所述摩擦离合器内部的公差是有实际意义的。在两种情况下，所述摩擦离合器优选涉及一种在未操纵状态下是闭合的离合器。

[0025] 本发明的一个优点尤其在于，通过具有集成式中间止挡部的附加弹簧提供一种传感器，该传感器可无需附加的安装空间以合理的方式被装入到例如在车辆混合动力模块中的驱动系的摩擦离合器中，并且可靠地防止离合器的过载或者操作错误。附图说明

[0026] 下面根据附图更详细地阐释本发明的两个实施例以及(仅作为比较)离合器的不要求保护的、简单的结构形式。在此：

[0027] 图1以立体图示出了具有附加弹簧的离合器的第一实施例，

[0028] 图2以分解图示出了根据图1的离合器，

[0029] 图3示出了根据图1的离合器的附加弹簧，

[0030] 图4和5示出了附加弹簧的细节部分，

[0031] 图6和7示出了根据图1的离合器的剖面图，

[0032] 图8示出了根据图1的离合器的分离力特征线，

[0033] 图9示出了用于离合器的改型的附加弹簧，

[0034] 图10示出了不要求保护的离合器。

具体实施方式

[0035] 相互对应的或者原则上作用相同的部分在所有附图中标有相同的附图标记。

[0036] 首先，参考在图10中所示出的剖面图，该剖面图示出了不要求保护的摩擦离合器1(也简称为离合器)的基本部件。能清楚看到离合器盖2、在图10的组件中位于该离合器上方的碟形弹簧3、以及位于该离合器盖2下方的挤压板4，该挤压板被设置用于使一未示出的离合器板压向对压板。多个销栓5被紧固在离合器盖2中，这些销栓也穿过在碟形弹簧2中的开口。销栓5被线材环6、7环绕，所述线材环形成用于碟形弹簧3的支撑区域。图10的离合器1通过未示出的液压式分离系统来操纵。

[0037] 在图1中所示出的摩擦离合器1(该摩擦离合器实现所有根据本发明的特征)在其原则性的功能方面相应于根据图10的摩擦离合器1并且同样被设置用于在机动车驱动系中使用。在图1中和同样在图2中离合器1的布置在下方的那侧朝向机动车驱动系中的内燃机，布置在上方的那侧朝向机动车驱动系中的变速器。

[0038] 根据图1的离合器1通过未示出的力控制式的分离装置来操纵。与根据图10的结构形式不同，根据图1的离合器1具有附加弹簧8，该附加弹簧在图3到5中更详细地被示出并且在下面更详细地被阐释。从离合器1的发动机侧向变速器侧的方向观察，离合器1具有部件：挤压板4、离合器盖2、附加弹簧8和碟形弹簧3，这些部件在轴向上按顺序布置，其中三个最后提及的部件2、8、3借助销栓5以及线材环6、7被保持在一起。

[0039] 附加弹簧8是指单件式的、环状弹簧，该附加弹簧具有作为整体组成部分的两个环9,10，即内环9和外环10，所述内环和外环通过九个桥接部11一体式地相互连接。通过内环9形成内部力边缘12，通过外环10形成外部力边缘13。如尤其由图4可知，内部力边缘12突起状地构型。在附加弹簧8中内环9、外环10以及两个沿周向方向相邻的桥接部11分别限界一缺口14。两个接片15从外环10伸出到每个缺口14中，其中，总共18个接片
15一起形成附加弹簧8的中间止挡部。接片15的端部沿离合器1的轴向方向定向。分别地，在两个伸出到同一缺口14的接片15之间在外环10内具有一圆形开口16，所述圆形开口在离合器1完成装配的情况下被销栓5穿过。

[0040] 附加弹簧8在摩擦离合器1内部的安装位置尤其参照图6和7。附加弹簧8在轴向上被布置在离合器盖2和碟形弹簧3之间，其中，碟形弹簧3既径向向内地突出于该附加弹簧又径向向外地突出于该附加弹簧。附加弹簧8的外环10在线材环7和离合器盖2之间被夹住。与此相对地，附加弹簧8的内环9，如在图6中所示的那样，在离合器1未被分离的状态下不接触到离合器盖2或者碟形弹簧3。直到在分离过程期间(在图6中通过沿离合器1轴向方向的箭头表明)，碟形弹簧3才接触附加弹簧8，其中，通过内环9所形成的力边缘12形成附加弹簧8的第一、外部止挡部。通过经由内部力边缘9所传递的力，要施加到碟形弹簧3上的分离力被适度提高。在进一步的分离过程期间，在碟形弹簧3的一限定位置的情况下，附加弹簧8的、通过接片15所形成的中间止挡部被达到，由此，附加弹簧8的弹簧刚度突然提高几倍。

[0041] 附加弹簧8的弹簧刚度的不连贯(unstetig)变化在根据图8的分离力特征线(简称为特征线KL)的细节中是可得知的，其中，在图8中为了比较，也标出了不要求保护的、没有附加弹簧的弹簧组件的特征线。分离力F与分离行程x相关地被示出。直到点X1，附加弹簧8(由离合器1的、在图6中所示的状态出发)是不起作用的。达到点X1意味着碟形弹簧3止挡在内环9的力边缘12上。在点X1和点X2之间，附加弹簧8的内环9通过碟形弹簧3被偏转，而在碟形弹簧3和接片15之间还没有接触。直到随着到达点X2才产生该接触，由此，附加弹簧8的弹簧刚度急剧提高，即比在达到由接片15形成的中间止挡部之前得到的弹簧刚度的四倍还要大。最后，在到达点X2之后，分离力F上升到一数值，该数值可靠地、例如在2000牛顿的情况下导致分离过程的结束。

[0042] 由此，由碟形弹簧3和附加弹簧8所组成的组件的可清楚区分的弹簧刚度的三个区域被全部给出：第一是直到点X1的区域，在这个区域中，附加弹簧还没有起作用；第二是位于点X1和点X2之间的区域，在这个区域中，附加弹簧8起作用，但弹性的接片15除外；并且第三是从点X2往后的区域，在这个区域中，整个附加弹簧8包括其接片15承担弹簧作用。这三个区域的宽度从第一区域到第三区域减小。

[0043] 根据图9的实施例(该实施例同样适用于根据图1的离合器1)与上面阐释的实施例的不同在于力边缘12、13的构型。每个力边缘12、13多次通过缺口17、18被中断，所述缺口在内环9上和在外环10上彼此不同。内部力边缘12通过细长狭槽17形式的缺口被九次(相应于桥接部11的数量)被中断，而在外部力边缘12上仅仅有三个半圆形槽口形式的缺口18。这些槽口18不仅方便了附加弹簧8在成型(Umformen)期间的对中，而且方便了附加弹簧8在离合器盖2上的对中。在附加弹簧8的内部周缘上能清楚看到的狭槽状缺口17在成型过程中有助于避免在内部力边缘12的区域中的压伤(Quentschung)。

[0044] 整个、单件式的附加弹簧8不仅在根据图1的实施例中而且在根据图9的实施例中由具有一壁厚的钢板材制成，所述壁厚小于碟形弹簧3的壁厚。由于具有特别短的、向内部定向的接片15的附加弹簧8的几何结构构型，通过附加弹簧8产生反作用于分离过程的附加力，该附加力多倍超过于由碟形弹簧3产生的、在相同方向上作用的力。

[0045] 附图标记列表

[0046] 1 摩擦离合器

[0047] 2 离合器盖

[0048] 3 碟形弹簧

[0049] 4 挤压板

[0050] 5 销栓

[0051] 6 线材环

[0052] 7 线材环

[0053] 8 附加弹簧

[0054] 9 内环

[0055] 10 外环

[0056] 11 桥接部

[0057] 12 内部力边缘

[0058] 13 外部力边缘

[0059] 14 缺口

[0060] 15 接片

[0061] 16 圆形开口

[0062] 17 狭槽、缺口

[0063] 18 半圆形槽口、缺口

[0064] F 分离力

[0065] KL 特征线

[0066] x、X1、X2 偏转，分离行程

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