ДИСК СЦЕПЛЕНИЯ С ФРИКЦИОННОЙ ШАЙБОЙ Российский патент 2022 года по МПК F16F15/123 F16F15/129 

Изобретение касается области передачи мощности в механических устройствах и относится к сцеплениям. В частности, оно относится к диску сцепления.

Механические транспортные средства, к примеру, могут быть оснащены сцеплением, расположенным между двигателем и трансмиссией. Это сцепление обычно содержит зажимное устройство и диск сцепления, который содержит периферийный элемент передачи крутящего момента и центральный элемент передачи крутящего момента. Когда сцепление включено, двигатель соединен с трансмиссией через диск сцепления. Периферийный элемент передачи крутящего момента, в общем, зажимается зажимным устройством для удерживания с целью вращения с двигателем, и центральный элемент передачи крутящего момента удерживается с целью вращения с элементом трансмиссии, таким как коробка передач автотранспортного средства. Когда сцепление выключено, зажимное устройство освобождает диск сцепления, и двигатель отсоединяется от трансмиссии.

Помимо функции соединения двигателя и трансмиссии, диск сцепления, в общем, выполняет ряд дополнительных функций, связанных с фильтрованием нециклических характеристик двигателя и других крутильных колебаний. Это фильтрование обычно выполняется одним или несколькими гасителями крутильных колебаний, которые являются комбинированными пружинными гасителями, действующими при кручении и во время передачи крутящего момента, обеспечивая относительное перемещение при вращении периферийного элемента передачи крутящего момента относительно центрального элемента передачи крутящего момента, а также демпфирование этого относительного вращения. Относительное вращение может обеспечиваться пружинами, и демпфирование может осуществляться фрикционными шайбами, которые нагружаются упругими шайбами, для рассеяния посредством трения энергии, накапливаемой в пружинах.

Во время проектирования диска сцепления особое внимание уделяют выбору материалов, из которых изготавливают гасители крутильных колебаний, нагрузке, которая должна прикладываться к фрикционным шайбам, и средствам приведения во вращение различных элементов, обеспечивающим рассеяние энергии трения.

В документе FR2801081 описывается диск сцепления, содержащий упругие шайбы и фрикционные шайбы, некоторые из которых удерживаются для вращения с другими элементами или одной шайбой, опирающейся на радиально внутреннюю кольцевую кромку другой шайбы, или радиальными выступами на наружной периферии одной шайбы, входящими в зацепление с выемками на внутренней периферии другой шайбы.

В свою очередь, в документе FR2890141 описывается диск сцепления, в котором металлическая шайба принимает на одной из сторон пластиковую шайбу, которая удерживается для вращения с ней благодаря осевым выступам и выемкам с целью предотвращения контакта металла с металлом.

Решения по существующему уровню техники обеспечивают размещение фрикционных зон в соответствующих местах, а также препятствование нежелательным фрикционным режимам, таким как трение металла о металл. Однако эти решения обеспечиваются за счет расходов из-за повышенной сложности конструкции шайб и их установки, что ведет к добавлению вставляемых элементов или других выступов или к увеличению количества компонентов, например, прокладочных пластиковых шайб.

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы усовершенствовать существующие диски сцепления.

С этой целью изобретение состоит из диска сцепления для соединения двигателя и трансмиссии, содержащего периферийный элемент передачи крутящего момента и центральный элемент передачи крутящего момента, установленные с возможностью перемещения при вращении относительно друг друга вокруг оси, и по меньшей мере одно устройство гашения крутильных колебаний, расположенное между периферийным элементом передачи крутящего момента и центральным элементом передачи крутящего момента, причем устройство гашения крутильных колебаний содержит по меньшей мере одну пружину, приспособленную для деформирования, когда периферийный элемент передачи крутящего момента и центральный элемент передачи крутящего момента поворачиваются относительно друг друга, упругую шайбу прикладывания нагрузки и фрикционную шайбу, расположенные на одной оси с центральным элементом передачи крутящего момента, причем упругая шайба прикладывания нагрузки прикладывает осевую нагрузку к фрикционной шайбе. Центральный элемент передачи крутящего момента содержит элемент приведения во вращение для одновременного приведения во вращение упругой шайбы прикладывания нагрузки и фрикционной шайбы, причем упругая шайба прикладывания нагрузки и фрикционная шайба содержат на радиально внутреннем контуре принимающий элемент, причем принимающие элементы расположены под углом, так что упругая шайба прикладывания нагрузки и фрикционная шайба приводятся в движение одновременно элементом приведения во вращение.

Одновременное приведение во вращение упругой шайбы прикладывания нагрузки и фрикционной шайбы обусловливает совместное перемещение двух шайб без относительного вращения относительно друг друга. Такое относительное вращение одной шайбы по другой вызывало бы быстрый и трудно поддающийся контролю износ, особенно, если две шайбы выполнены из металла. Износ одной шайбы на другой ведет, в частности, к модификации нагрузки, прикладываемой упругой шайбой прикладывания нагрузки, и, следовательно, общему нарушению функции гашения крутильных колебаний.

Трение между двумя шайбами исключается без необходимости использования систем для механической фиксации одной шайбы относительно другой или одной шайбы относительно другого компонента диска сцепления. Принимающие элементы могут быть просто встроены в геометрию шайб без дополнительных расходов и увеличения общего размера в радиальном направлении просто плоской шайбы. Удерживание одной шайбы для вращения с другой осуществляется динамически за счет конструкции элементов приведения во вращение центрального элемента передачи крутящего момента и принимающих элементов шайб.

В области дисков сцепления уменьшение общего размера в радиальном направлении и упрощение конструкции за счет уменьшения количества компонентов или снижения их сложности является критичным. Диск сцепления по изобретению обеспечивает преимущества с точки зрения компактности, простоты и расходов на изготовление.

Диск сцепления также может следующие дополнительные признаки, по отдельности или совместно:

- элемент приведения во вращение содержит по меньшей мере один наружный зуб, продолжающийся радиально от центрального элемента передачи крутящего момента в направлении периферийного элемента передачи крутящего момента;

- принимающий элемент каждой из шайб содержит по меньшей мере один внутренний зуб, продолжающийся радиально от внутреннего диаметра шайбы в направлении оси вращения;

- центральный элемент передачи крутящего момента является ступицей, выполненной с возможностью взаимодействия с ведущим валом коробки передач;

- элемент приведения во вращение содержит первую поверхность для одновременного приведения шайб во вращение в направлении относительного вращения центрального элемента относительно периферийного элемента передачи крутящего момента и содержит вторую поверхность для одновременного приведения шайб во вращение в другом направлении относительного вращения;

- центральный элемент передачи крутящего момента имеет возможное угловое перемещение между положением, в котором первая поверхность одновременно приводит шайбы во вращение в первом направлении относительного вращения, и положением, в котором вторая поверхность одновременно приводит шайбы во вращение в другом направлении относительного вращения, и шайбы, таким образом, приводятся во вращение только на протяжении части углового смещения центрального элемента передачи крутящего момента для так называемой «скользящей активации» фрикционной шайбы;

- устройство гашения содержит защищающее от ошибок устройство, обеспечивающее заданное относительное угловое положение между фрикционной шайбой и упругой шайбой прикладывания нагрузки в устройстве гашения;

- пружина приспособлена к деформированию между центральным элементом передачи крутящего момента и вращающимся элементом, приводимым в движение периферийным элементом передачи крутящего момента, причем этот вращающийся элемент имеет ответную фрикционную поверхность, и фрикционная шайба расположена с возможностью трения об ответную фрикционную поверхность вращающегося элемента;

- вращающийся элемент также выполнен с возможностью приведения во вращение с центральным элементом передачи крутящего момента за пределами заданного углового относительного перемещения между вращающимся элементом и центральным элементом передачи крутящего момента;

- вращающийся элемент имеет внутренний контур приведения в движение, выполненный с возможностью взаимодействия с элементом приведения во вращение за пределами заданного углового относительного перемещения между вращающимся элементом и центральным элементом передачи крутящего момента;

- упругая шайба прикладывания нагрузки и фрикционная шайба расположены в кассете, закрепленной на вращательном элементе для вращения вместе с ним, причем вращательный элемент также выполнен с возможностью приведения во вращение с центральным элементом передачи крутящего момента за пределами заданного углового относительного перемещения между вращающимся элементом и центральным элементом передачи крутящего момента, причем фрикционная шайба расположена с возможностью трения о вращающийся элемент;

- упругая шайба прикладывания нагрузки расположена в кассете в зоне контакта, которая может находиться на периферии упругой шайбы прикладывания нагрузки;

- упругая шайба прикладывания нагрузки содержит защищающие от ошибок, выполненные с возможностью взаимодействия с первыми защищающими от ошибок углублениями кассеты, причем эти первые защищающие от ошибок углубления имеют ширину больше ширины указанных защищающих от ошибок выступов для обеспечения относительного углового смещения между упругой шайбой прикладывания нагрузки и кассетой;

- указанные защищающие от ошибок выступы являются криволинейными в направлении кассеты;

- фрикционная шайба содержит защищающие от ошибок выступы, выполненные с возможностью взаимодействия со вторыми защищающими от ошибок углублениями кассеты, причем эти вторые защищающие от ошибок углубления имеют ширину больше ширины указанных защищающих от ошибок выступов для обеспечения относительного углового смещения между фрикционной шайбой и кассетой;

- кассета содержит установочный угловой защищающий от ошибок элемент;

- принимающий элемент фрикционной шайбы и принимающий элемент упругой шайбы прикладывания нагрузки содержат по меньшей мере одну ответную первую приводящую в движение поверхность и по меньшей мере одну ответную вторую приводящую в движение поверхность, причем наружный зуб центрального элемента передачи крутящего момента расположен под углом между первыми ответными приводящими в движение поверхностями и вторыми ответными приводящими в движение поверхностями, так чтобы соответственно приходить в контакт с первыми ответными приводящими в движение поверхностями в одном направлении относительного вращения, и со вторыми ответными приводящими в движение поверхностями в другом направлении относительного вращения, причем угловой интервал между первой ответной приводящей в движение поверхностью и второй ответной приводящей в движение поверхностью фрикционной шайбы и угловой интервал между первой ответной приводящей в движение поверхностью и второй ответной приводящей в движение поверхностью упругой шайбы прикладывания нагрузки являются сходными для обеспечения одновременного приведения в движение без относительного вращения упругой шайбы прикладывания нагрузки и фрикционной шайбы наружным зубом;

- упругая шайба прикладывания нагрузки и фрикционная шайба имеют одинаковый внутренний контур;

- диск сцепления содержит две ступени гасителя, а именно, основную ступень гасителя между периферийным элементом передачи крутящего момента и вращающимся элементом и вспомогательную ступень гасителя между вращающимся элементом и центральным элементом передачи крутящего момента, причем устройство гашения крутильных колебаний соответствует вспомогательной ступени гасителя, в частности, предгасителю;

- центральный элемент передачи крутящего момента имеет радиально наружный контур, причем элемент приведения в движение образует по меньшей мере участок радиально наружного контура, а другой участок наружного контура образует углубление для пружины;

- центральный элемент передачи крутящего момента содержит множество приводящих в движение элементов и множество углублений для пружин, причем углубления для пружин расположены в окружном направлении между приводящими в движение элементами;

- углубления для пружин и приводящие в движение элементы расположены в осевом направлении, так что существует плоскость, перпендикулярная оси вращения, проходящей как через углубления для пружин, так и через элементы для приведения в движение центрального элемента передачи крутящего момента.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения описан ниже со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:

на фиг. 1 показан диск сцепления согласно изобретению, вид с пространственным разделением деталей;

на фиг. 2 показан диск сцепления из фиг. 1, вид в перспективе в разрезе;

на фиг. 3 показано место из фиг. 2;

на фиг. 4 показана часть сцепления из фиг. 1, вид с пространственным разделением деталей;

на фиг. 5 показана упругая шайба приложения нагрузки диска сцепления из фиг. 1, вид в перспективе;

на фиг. 6 показана фрикционная шайба диска сцепления из фиг. 1, вид в перспективе;

на фиг. 7 показана шайба из фиг. 5, изображенная в кассете, вид в перспективе;

на фиг. 8 и 9 представлены частичные виды в разрезе из фиг. 7;

на фиг. 10 представлен вид, сходный с видом из фиг. 7, также показывающий фрикционную шайбу из фиг. 6, установленную в кассету;

на фиг. 11 и 12 представлены частичные виды в разрезе узла из фиг. 10;

на фиг. 13 показаны элементы, изображенные на фиг. 4, и центральный элемент передачи крутящего момента, виды сверху;

на фиг. 14 - 17 представлены элементы из фиг. 13 в различных угловых положениях;

на фиг. 18 и 19 показана часть кассеты из фиг. 7 и 10, виды в разрезе.

В описании и формуле изобретения термины «наружный» и «внутренний», а также «осевая» и «радиальная» ориентации используются согласно определениям, данным в описании компонентов гасителя крутильных колебаний. Ось (X) вращения (показанная на фиг. 2) определяет «осевую» ориентацию. «Радиальная» ориентация направлена перпендикулярно оси (X). Ориентация «в окружном направлении» направлена перпендикулярно оси (X) вращения и перпендикулярно радиальному направлению. Термины «наружный» и «внутренний» используются для определения относительного положения одного компонента относительно другого компонента со ссылкой на ось (X) вращения, так что компонент рядом с указанной осью описывается как внутренний в отличие от наружного компонента, расположенного на радиальной периферии. Кроме того, указанные углы и угловые секторы определяются со ссылкой на ось (X) вращения.

На фиг. 1 представлен вид в перспективе с пространственным разделением деталей, показывающий компоненты, составляющие в настоящем примере диск 1 сцепления для автотранспортного средства. Этот же диск сцепления показан в собранном состоянии в разрезе на фиг. 2.

Диск 1 сцепления предназначен для соединения двигателя и трансмиссии автотранспортного средства. Он содержит периферийный элемент передачи крутящего момента, состоящий из фрикционного диска 2, и центральный элемент передачи крутящего момента, состоящей из ступицы 3. Диск сцепления собран обычным образом, так что фрикционный диск 2 может прижиматься зажимным устройством, соединенным с маховиком двигателя, в результате чего ступица принудительно вращает ведущий вал коробки передач автотранспортного средства с помощью внутренних зубьев 23 ступицы 3.

Фрикционный диск 2 содержит опорный диск 4, с каждой стороны которого установлены две фрикционные накладки 5. К соответствующим противоположным сторонам фрикционного диска 2 прикреплены два фланца, именуемые «первой направляющей шайбой» и «второй направляющей шайбой» 7. Опорный диск 4 и направляющая шайба 6, 7 скреплены заклепками 8. Кроме того, между двумя направляющими шайбами 6, 7 установлен вращающийся элемент 9, который является диском, именуемым «стенкой» 9.

Диск 1 сцепления, предназначенный для передачи крутящего момента между двигателем и трансмиссией, способен передавать крутящий момент от фрикционных накладок 5 ступице 3 (от двигателя, который приводит в движение трансмиссию) или от ступицы 3 фрикционным накладкам 5 (трансмиссия приводит в движение двигатель, например, в случае торможения автотранспортного средства двигателем).

Диск сцепления также содержит главный гаситель крутильных колебаний, расположенный между стенкой 9 и направляющими шайбами 6, 7, и вспомогательный гаситель крутильных колебаний (также именуемый «предгасителем»), расположенный между ступицей 3 и стенкой 9. Главный гаситель служит для фильтрации колебаний вращения при высоких нагрузках, например, при нагрузках, возникающих во время движения автотранспортного средства, в то время как вспомогательный гаситель фильтрует колебания вращения при низких нагрузках, например, при нагрузках, относящихся к режиму малого газа двигателя.

Для обеспечения функций главного гасителя стенка 9 содержит первые окна 10, и две направляющие шайбы 6, 7 содержат вторые окна 11, расположенные напротив первых окон 10 стенки 9, так что между каждым первым окном 10 стенки 9 и парой соответствующих вторых окон 11 в направляющих шайбах 6, 7 (см. фиг. 2) может быть расположена пружина 12. Стенка 9 способна приводить во вращение направляющие шайбы 6, 7 (или наоборот) посредством сжатия пружин 12.

Главный гаситель крутильных колебаний содержит один или несколько наборов шайб, каждый из которых состоит из упругой шайбы прикладывания нагрузки и фрикционной шайбы. Эти наборы шайб дополняют действие пружин 12 при рассеянии посредством трения энергии, накапливаемой этими пружинами 12. Главный гаситель содержит первый набор шайб, состоящий из первой фрикционной шайбы 13 и первой упругой шайбы 14, прикладывающей к ней осевую нагрузку. Первая фрикционная шайба 13 и первая упругая шайба 14 удерживаются для вращения вместе с первой направляющей шайбой 6 с помощью лапок 15, входящих в зацепление с выступами 16 и зафиксированных в отверстиях 17 в первой направляющей шайбе 6. Таким образом, фрикционная шайба 13 трется о стенку 9 во время относительного вращения между указанной стенкой и первой направляющей шайбой 6.

Второй набор шайб главного гасителя содержит вторую упругую шайбу 18, прикладывающую осевую нагрузку ко второй фрикционной шайбе 19, которая трется о ступицу 3 во время относительного вращения ступицы и первой направляющей шайбы 6. Вторая упругая шайба 18 и вторая фрикционная шайба 19 удерживаются для вращения вместе с первой направляющей шайбой 6 с помощью лапок 20, входящих в зацепление с выступами 21 и зафиксированных в отверстиях 22 в первой направляющей шайбе 6.

Эти два набора шайб, соединенные с главным гасителем, имеют обычную конструкцию и требуют использования лапок 15, 20, выступов 16, 21 и отверстий 17, 22 для фиксации шайб 13, 14, 18, 19 при вращении относительно друг друга.

Что касается вспомогательного гасителя, ступица 3 содержит углубления 24 в ее наружном контуре, и стенка 9 содержит на ее внутреннем контуре взаимодействующие углубления 25, так что между стенкой 9 и ступицей 3 на уровне каждой пары углублений 24, 25 может быть вставлена пружина 41. К стенке 9 прикреплена кассета 26, которая содержит набор шайб, состоящий из упругой шайбы 27 прикладывания нагрузки и фрикционной шайбы 28, причем упругая шайба 27 прикладывания нагрузки прикладывает осевую нагрузку между кассетой 26 и фрикционной шайбой 28 и, таким образом, прижимает последнюю к стенке 9.

На фиг. 3 показан увеличенный вид места из фиг. 2, обозначенного линией из точек и штрихов. Показано относительное положение кассеты 26, шайб 27, 28 и стенки 9. Во время относительного вращения между стенкой 9 и ступицей 3 может быть активировано трение фрикционной шайбы 28 о ступицу 3 для рассеяния энергии и гашения колебаний при вращении, как описано ниже.

На фиг. 4 показан вид с пространственным разделением кассеты 26, упругой шайбы 27, фрикционной шайбы 28 и стенки 9. В настоящем примере кассета 26 выполнена из пластикового материала и прикреплена к стенке 9. Она имеет на периферии крепежные штифты 29, закрепленные в установочных отверстиях 42 стенки 9. Это крепление и геометрия кассеты 26 определяют расстояние вдоль оси, пригодное для размещения шайб 27, 28 с целью сжатия упругой шайбы и прикладывания заданной осевой нагрузки к фрикционной шайбе 28.

На фиг. 5 показан перспективный вид упругой шайбы 27, которая выполнена из стали, выбранной для обеспечения ее упругих свойств. Она, в общем, имеет круглую форму и содержит два защищающих от ошибок выступа 30 на ее наружном контуре, которые не выровнены по диаметру. На внутреннем контуре упругая шайба 27 имеет группу принимающих элементов, состоящих из внутренних зубьев 31. Эти принимающие элементы предназначены для одновременного приведения во вращение совместно с фрикционной шайбой 28.

На фиг. 6 показан перспективный вид фрикционной шайбы 28, которая выполнена из стали, выбранной для обеспечения ее упругих свойств. Она, в общем, имеет круглую форму и содержит два защищающих от ошибок выступа 32 на ее наружном контуре, которые не выровнены по диаметру. На внутреннем контуре фрикционная шайба 28 имеет группу принимающих элементов, состоящих из внутренних зубьев 33. Эти принимающие элементы предназначены для одновременного приведения во вращение совместно с упругой шайбой 27.

Упругая шайба 27 и фрикционная шайба 28 могут быть штабелированы, так чтобы набор внутренних зубьев 31 упругой шайбы 27 точно соответствовал набору внутренних зубьев 33 фрикционной шайбы 28. Другими словами, внутренний контур упругой шайбы 27 идентичен внутреннему контуру фрикционной шайбы 28. Внутренние зубья 31, 33 шайб 27, 28 имеют одинаковую форму и одинаковое угловое расположение.

На фиг. 7 показана упругая шайба 27, установленная в кассету 26. Кассета 26 имеет круглую полость 35 для размещения шайбы 27 и защищающие от ошибок углубления 34, смещенные под углом относительно диаметра, которые взаимодействуют с защищающими от ошибок выступами 30 упругой шайбы 27, для обеспечения только одного направления для установки упругой шайбы 27 в кассету 26.

На фиг. 8 показан вид в разрезе единственного возможного направления установки, в котором надлежащая сторона упругой шайбы 27 расположена в кассете 26. В настоящем примере упругая шайба 27 опирается на кассету 26 с помощью ее наружного участка и прикладывает направленную вверх силу (в ориентации на фиг. 8) с помощью ее внутреннего участка, где упругая шайба 27 имеет форму усеченного конуса. Контакт между упругой шайбой 27 и кассетой 26 происходит в зоне 36 контакта, которая частично показана на виде снизу на фиг. 9. В случае относительного вращения упругой шайбы 27 и кассеты 26 в этой зоне 36 контакта происходит трение металла о пластик.

На фиг. 10 показан узел из фиг. 7 с добавленной к нему фрикционной шайбой 28. Фрикционная шайба 28 установлена в круглую полость 35 кассеты 26 сверху упругой шайбы 27, так что защищающие от ошибок выступы 32 расположены в соответствующих защищающих от ошибок углублениях 37 кассеты 26.

На фиг. 11 показан частичный вид в разрезе узла из фиг. 10. Перед креплением кассеты 26 к стенке 9 фрикционная шайба 28 опирается на упругую шайбу 27, которая еще не была сжата, как показано на фиг. 11. Защищающий от ошибок выступ 32 фрикционной шайбы 28 является криволинейным, т.е. образует угол с плоскостью, в которой лежит шайба 28 (линия из точек и штрихов на фиг. 11). Это свойство защищающего от ошибок выступа 32 позволяет ему выполнять функцию защиты от ошибок, в то время как фрикционная шайба 28 удерживается выше краев кассеты 26 несжатой упругой шайбой 27.

Взаимодействие между защищающими от ошибок углублениями 34, 37 кассет 26 и выступами 30, 32 шайб 27, 28 обеспечивает установку обеих шайб 27, 28 надлежащим образом. Угловое смещение двух шайб 27, 28 обеспечивается благодаря тому, что каждое защищающее от ошибок углубление 34, 37 шире соответствующего выступа 30, 32. В пределах этого допустимого углового смещения каждой шайбы 27, 28 существует относительное положение, в котором штабелируются две шайбы 27, 28, так что их внутренние контуры находятся в точном соответствии, как показано на фиг. 10.

На фиг. 12 показан детальный вид двух шайб 27, 28 в указанном штабелированном положении. Этот перспективный вид снизу показывает упругую шайбу 27 и один из ее внутренних зубьев 31, сверху которых расположены фрикционная шайба 28 и один из ее внутренних зубьев 33, причем внутренние зубья 31, 33 штабелированы. Видимые краевые поверхности 38, 39 двух внутренних зубьев 31, 33 лежат в одной и той же поперечной плоскости и образуют ответные приводящие в движение поверхности, предназначенные для взаимодействия со ступицей 3.

На фиг. 13 показан вид сверху штабеля из фиг. 4, взаимодействующего со ступицей 3. Для удобства пользования фигурой контуры стенки 9 показаны линией из точек и штрихов, контуры кассеты 26 (которая расположена сзади стенки 9) показаны двойной линией из точек и штрихов, и контуры двух шайб 27, 28 показаны линией из точек штрихов, когда они расположены сзади стенки 9, и сплошной линией, когда они не закрыты стенкой 9.

На фиг. 13 показаны контуры ступицы 3 и ее возможное взаимодействие с другими элементами. Могут быть видны углубления 24 ступицы 3 и ответные углубления 25 стенки 9, но для простоты соответствующие пружины не показаны. Ступица 3 также имеет на наружном контуре элементы между углублениями 24 для одновременного приведения во вращение шайб 27, 28. Эти элементы для одновременного приведения во вращение состоят в настоящем примере из наружных зубьев 40, контур которых взаимосвязан с контуром внутренних зубьев 31, 33 шайб 27, 28, так что наружные зубья 40 могут доходить до ответных приводящих в движение поверхностей, упомянутых выше со ссылкой на фиг. 12, и в соответствии с плоскостью контакта краевая поверхность наружного зуба 40 способна одновременно приводить в движение два внутренних зуба 31, 33, благодаря их соответствующей ответной приводящей в действие поверхности, и, следовательно, способна одновременно приводить во вращение две шайбы 27, 28.

Центральный элемент 3 передачи крутящего момента содержит множество приводных элементов 40 и множество углублений 24 для пружин 41, причем углубления 24 для пружин 41 расположены в окружном направлении между приводными элементами. Углубления 24 для пружин 41 и приводные элементы 40 расположены в осевом направлении, так что существует плоскость, перпендикулярная оси вращения, проходящая как через углубления 24 для пружин 41, так и через приводные элементы центрального элемента передачи крутящего момента.

Кроме того, внутренний контур стенки 9 имеет принимающий элемент, состоящий из зубьев 48, расположенных под углом, так чтобы она также могла приводиться во вращение ступицей 3.

На фиг. 14 – 17 показаны увеличенные виды из фиг. 13 для различных угловых положений ступицы 3 и возможности динамического взаимодействия между ступицей и другими компонентами сборочного узла.

На фиг. 14 показано положение, в котором, начиная с положения на фиг. 13, ступица 3 поворачивается по часовой стрелке относительно стенки 9 до тех пор, пока каждый наружный зуб 40 не придет в контакт с шайбой 27, 28, и точнее, до тех пор, пока первая поверхность 46 каждого наружного зуба 40 не придет в контакт с парой штабелированных внутренних зубьев 31, 33. Внутренние зубья 31 пружиной шайбы 27 и внутренние зубья 33 фрикционной шайбы 28 штабелированы, причем на фиг. 14 одна и та же линия из точек и штрихов обозначает внутренний контур упругой шайбы 27 и внутренний контур фрикционной шайбы 28.

На фиг. 14 первая поверхность 46 каждого наружного зуба 40 приходит в контакт с первыми ответными приводящими в движение поверхностями 38, 39 внутренних зубьев 31, 33 шайб 27, 28, как показано на фиг. 12.

Во время вращения со ссылкой на фиг. 13 и фиг. 14 пружины 41 (не показаны) сжимаются, в то время как шайбы 27, 28 остаются зафиксированными относительно стенки 9. Таким образом, фрикционная шайба 28 не функционирует для рассеяния энергии за счет трения, и ступица 3 приводит стенку 9 во вращение за счет сжатых пружин 41.

Начиная с фиг. 14, если относительное вращение ступицы 3 в направлении по часовой стрелке продолжается, наружные зубья 40 одновременно приводят во вращение упругую шайбу 27 и фрикционную шайбу 28. Это одновременное вращение модифицирует угловое положение двух шайб 27, 28 без относительного перемещения между ними. Во время одновременного вращения фрикционная шайба 28 функционирует, рассеивая энергию посредством трения о стенку 9, поскольку она нагружается в осевом направлении упругой шайбой 27, которая приводится в такое же вращение, так как ее часть трется о кассету 26.

Одновременное вращение шайб 27, 28 продолжается до положения на фиг. 15, в котором каждый наружный зуб 40 ступицы 3 сталкивается с внутренним контуром стенки 9. В этом положении каждая первая поверхность 46 наружного зуба 40 упирается в штабелированные первые ответные приводящие в движение поверхности внутренних зубьев 31, 33 двух шайб 27, 28, а также упирается в зуб 48 стенки 9.

Начиная с положения на фиг. 15, если относительное вращение ступицы 3 в направлении по часовой стрелке продолжается, ступица 3 больше не приводит в движение стенку 9 за счет сжатия пружин 41, а приводит ее в движение посредством прямого механического контакта первых поверхностей 46 наружных зубьев 48 с зубьями стенки 9. Вспомогательный гаситель больше не функционирует, и гашение крутильных колебаний обеспечивается только основным гасителем, расположенным между стенкой 9 и направляющими шайбами 6, 7.

После этого, когда вспомогательный гаситель снова начинает функционировать, и точнее, когда ступица 3 вращается относительно стенки в направлении против часовой стрелки, ступица 3 достигает положения на фиг. 16 без относительного вращения шайб 27, 28 относительно стенки 9 и кассеты 26. Стенка 9 приводит ступицу 3 во вращение с помощью сжатых пружин 41 без какого-либо воздействия с помощью фрикционной шайбы 28.

В положении на фиг. 16 каждый наружный зуб 40 ступицы 3 приходит в контакт с шайбами 27, 28 и, точнее, вторая поверхность 47 каждого наружного зуба 40 приходит в контакт с парой вторых ответных приводящих в движение поверхностей, каждая из которых расположена на штабелированных внутренних зубьях 31, 33.

Начиная с фиг. 16, если относительное вращение ступицы 3 в направлении против часовой стрелки продолжается, наружные зубья 40 одновременно приводят во вращение упругую шайбу 27 и фрикционную шайбу 28. Как и ранее, одновременное вращение модифицирует угловое положение двух шайб 27, 28 без относительного движения между ними. Во время одновременного вращения фрикционная шайба 28 функционирует, рассеивая энергию посредством трения о стенку 9, поскольку она нагружается в осевом направлении упругой шайбой 27, которая приводится в такое же вращение, так как ее часть трется о кассету 26.

Одновременное вращение шайб 27, 28 продолжается до положения на фиг. 17, в котором каждый наружный зуб 40 ступицы 3 сталкивается с внутренним контуром стенки 9. В этом положении каждая вторая поверхность 47 наружного зуба 40 упирается в штабелированные вторые ответные приводящие в движение поверхности внутренних зубьев 31, 33 двух шайб 27, 28, а также упирается в зуб 48 внутреннего контура стенки 9.

Начиная с положения на фиг. 17, если относительное вращение ступицы 3 в направлении против часовой стрелки продолжается, стенка приводит в движение ступицу 3 непосредственно за счет механического контакта, причем вспомогательный гаситель больше не функционирует, а действует только главный гаситель.

Таким образом, функции фрикционной шайбы 28 вспомогательного гасителя обеспечиваются в соответствующее время, а именно, в настоящем примере согласно заданном угловому смещению, которое предшествует прекращению функционирования вспомогательного гасителя. Угловое смещение выполняется без какого-либо относительного трения фрикционной шайбы 28 и упругой шайбы, но с трением фрикционной шайбы 28 о стенку 9 и трением упругой шайбы о кассету 26. Следовательно, шайбы 27, 28 приводятся во вращение на протяжении только части углового смещения ступицы для так называемой «скользящей активации» рассеяния энергии за счет действия трения, выполняемого фрикционной шайбой 28.

В исключительной ситуации, в которой две шайбы 27, 28 уменьшали бы скорость в угловом положении, например, из-за ударного воздействия или вибрации, они бы быстро возвращались в штабелированное положение наружными зубьями 40 ступицы 3 во время относительного вращения ступицы относительно стенки 9, которое имело бы место. Относительное вращение шайб 27, 28, позволяющее им возвращаться в штабелированное положение, было бы разовым случаем и не приводило бы к значительному износу этих шайб 27, 28.

Поскольку система предполагает приведение элементов во вращение как функцию их относительного углового перемещения, важно, чтобы кассета 26, две шайбы 27, 28, стенка 9 и ступица 3 были установлены в их соответствующее относительное угловое положение. Таким образом, как указано выше, упругая шайба 27 и фрикционная шайба 28 должны быть установлены в кассету 26 с правой стороны для обеспечения штабелирования внутренних контуров, что обеспечивается защищающими от ошибок выступами 30, 32 и защищающими от ошибок углублениями 34, 37.

На фиг. 18 и 19 показан другой элемент, обеспечивающий надлежащее взаимное угловое позиционирование кассеты 26 и стенки 9. Кассета 26 содержит установочный угловой защищающий от ошибок элемент 43 в виде отверстия, доступного только в одном из ее установочных штифтов 29 (см. разрез на фиг. 18), так что любой инструмент 44 для манипулирования и установки кассеты 26, используемый во время изготовления диска 1 сцепления, может быть снабжен защищающим от ошибок выступом 45, который обеспечивает правильное угловое позиционирование кассеты 26, как показано на фиг. 19. Это правильное угловое положение взаимосвязано с правильным угловым положением стенки 9 благодаря защищенной от ошибки выемке 49 (см. фиг. 13), также предназначенной для правильного углового позиционирования стенки 9 в инструменте для манипулирования и установки.

Со своей стороны ступица 3 имеет асимметричную геометрию при осевом вращении (см. фиг. 13). В настоящем примере ступица 3 имеет два наружных зуба, которые диаметрально противоположны друг другу (по существу, вертикально на фиг. 13), в то время как на перпендикулярном диаметре (по существу, горизонтально на фиг. 13) она имеет четыре зуба, диаметрально противоположных друг другу, по два зуба с каждой стороны, но расположенных с угловым смещением. Следовательно, существует только один способ установки ступицы 3 в сборочный узел, состоящий из стенки 9 и кассеты 26.

Сборочный узел, состоящий из стенки 9, кассеты 26, упругой шайбы 27 прикладывания нагрузки, фрикционной шайбы 28 и ступицы имеет преимущество гарантированного относительного углового позиционирования, что обеспечивает описанное взаимодействие между наружными зубьями 40 ступицы 3 и внутренними контурами шайб 27, 28 и стенки 9.

Могут быть предусмотрены другие варианты выполнения без отклонения от объема изобретения. В частности, описанный пример относится к паре шайб 27, 28, образующей часть вспомогательного гасителя, но следует принять во внимание, что изобретение распространяется на любое число шайб, которые могут быть расположены в другом месте диска 1 сцепления, и, в частности, в другом гасителе крутильных колебаний, например, главном гасителе, при условии, что по меньшей мере одна упругая шайба прикладывания нагрузки и одна фрикционная шайба содержат принимающий элемент, позволяющий одновременно приводить их во вращение с помощью приводящего в движение элемента центрального элемента передачи крутящего момента. Сходным образом, изобретение относится к дискам сцепления, содержащим только одну стенку, общую для различных гасителей крутильных колебаний (сходных с гасителями описанных примеров), применительно к дискам сцепления, содержащим множество стенок, и, в частности, одну стенку для каждого гасителя крутильных колебаний.

Ступица также может содержать в качестве элемента, приводящего в одновременное вращение, устройство, отличающееся от устройства, описанного в примере, или другое количество наружных зубьев 40.

Внутренние контуры упругой шайбы 27 и фрикционной шайбы 28 необязательно должны быть целиком пригодными к штабелированию. Одного принимающего средства достаточно для каждой шайбы, и для этих принимающих средств достаточным является обеспечение одновременного приведения во вращение шайб с помощью элемента приведения во вращение центрального элемента передачи крутящего момента.

Упругая шайба 27 и фрикционная шайба 28 могут образовывать часть более сложного штабеля шайб, содержащего множество упругих шайб и множество фрикционных шайб, из которых более чем две шайбы приводятся в одновременное вращение центральным элементом передачи крутящего момента.

Изобретение относится к области машиностроения. Диск сцепления содержит периферийный элемент передачи крутящего момента, центральный элемент передачи крутящего момента и устройство гашения крутильных колебаний, которое содержит пружину, упругую шайбу (27) прикладывания нагрузки и фрикционную шайбу (28). Центральный элемент передачи крутящего момента содержит элемент (40) приведения во вращение. Упругая шайба (27) прикладывания нагрузки и фрикционная шайба (28) расположены в кассете (26), закрепленной на вращающемся элементе (9) для вращения вместе с ним, и содержат каждая на внутреннем контуре принимающий элемент (31, 33). Принимающие элементы (31, 33) расположены под углом для одновременного взаимодействия с элементом (40) приведения во вращение. Достигается упрощение конструкции. 18 з.п. ф-лы, 19 ил.

1. Диск (1) сцепления для соединения двигателя и трансмиссии, содержащий периферийный элемент (2) передачи крутящего момента и центральный элемент (3) передачи крутящего момента, установленные с возможностью вращении относительно друг друга вокруг оси (X), и по меньшей мере одно устройство гашения крутильных колебаний, расположенное между периферийным элементом (2) передачи крутящего момента и центральным элементом (3) передачи крутящего момента, причем устройство гашения крутильных колебаний содержит по меньшей мере одну пружину (41), выполненную с возможностью деформироваться, когда периферийный элемент (2) передачи крутящего момента и центральный элемент (3) передачи крутящего момента поворачиваются относительно друг друга, упругую шайбу (27) прикладывания нагрузки и фрикционную шайбу (28), расположенные на одной оси с центральным элементом (3) передачи крутящего момента, причем упругая шайба (27) прикладывания нагрузки прикладывает осевую нагрузку к фрикционной шайбе (28), при этом центральный элемент (3) передачи крутящего момента содержит элемент (40) приведения во вращение для одновременного приведения во вращение упругой шайбы (27) прикладывания нагрузки и фрикционной шайбы (28), при этом упругая шайба (27) прикладывания нагрузки и фрикционная шайба (28) содержат, каждая, на их радиально внутреннем контуре принимающий элемент (31, 33), причем принимающие элементы (31, 33) расположены под углом, так что упругая шайба прикладывания нагрузки и фрикционная шайба приводятся в движение одновременно элементом (40) приведения во вращение,

отличающийся тем, что указанная пружина выполнена с возможностью деформироваться между центральным элементом (3) передачи крутящего момента и вращающимся элементом (9), приводимым в движение периферийным элементом (2) передачи крутящего момента, причем этот вращающийся элемент (9) имеет ответную фрикционную поверхность, и фрикционная шайба (28) расположена с возможностью трения об ответную фрикционную поверхность вращающегося элемента (9),

при этом упругая шайба (27) прикладывания нагрузки и фрикционная шайба (28) расположены в кассете (26), закрепленной на вращающемся элементе (9) для вращения вместе с ним, причем вращающийся элемент (9) также выполнен с возможностью приведения во вращение с центральным элементом (3) передачи крутящего момента за пределами заданного углового относительного перемещения между вращающимся элементом (9) и центральным элементом (3) передачи крутящего момента, причем фрикционная шайба (28) расположена с возможностью трения о вращающийся элемент (9).

2. Диск сцепления по п. 1, отличающийся тем, что элемент приведения во вращение содержит по меньшей мере один наружный зуб (40), продолжающийся радиально от центрального элемента (3) передачи крутящего момента в направлении периферийного элемента (2) передачи крутящего момента.

3. Диск сцепления по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что принимающий элемент каждой из шайб (27, 28) содержит по меньшей мере один внутренний зуб (31, 33), продолжающийся радиально от внутреннего диаметра шайбы (27, 28) в направлении оси (X) вращения.

4. Диск сцепления по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что центральный элемент передачи крутящего момента является ступицей (3), выполненной с возможностью взаимодействия с ведущим валом коробки передач.

5. Диск сцепления по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что элемент (40) приведения во вращение содержит первую поверхность (46) для одновременного приведения шайб (27, 28) во вращение в направлении относительного вращения центрального элемента (3) относительно периферийного элемента (2) передачи крутящего момента и содержит вторую поверхность (47) для одновременного приведения шайб (27, 28) во вращение в другом направлении относительного вращения.

6. Диск сцепления по п. 5, отличающийся тем, что центральный элемент (3) передачи крутящего момента имеет возможное угловое перемещение между положением, в котором первая поверхность (46) одновременно приводит шайбы (27, 28) во вращение в одном направлении относительного вращения, и положением, в котором вторая поверхность (47) одновременно приводит шайбы (27, 28) во вращение в другом направлении относительного вращения.

7. Диск сцепления по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что указанное устройство гашения содержит защищающее от ошибок устройство (30, 32, 34, 37), обеспечивающее заданное относительное угловое положение между фрикционной шайбой (28) и упругой шайбой (27) прикладывания нагрузки в устройстве гашения.

8. Диск сцепления по одному из пп. 1-7, отличающийся тем, что вращающийся элемент (9) также выполнен с возможностью приводиться во вращение с центральным элементом (3) передачи крутящего момента за пределами заданного углового относительного перемещения между вращающимся элементом (9) и центральным элементом (3) передачи крутящего момента.

9. Диск сцепления по одному из пп. 1-8, отличающийся тем, что вращающийся элемент (9) имеет внутренний контур приведения в движение, выполненный с возможностью взаимодействия с элементом (40) приведения во вращение за пределами заданного углового относительного перемещения между вращающимся элементом (9) и центральным элементом (3) передачи крутящего момента.

10. Диск сцепления по одному из пп. 1-9, отличающийся тем, что упругая шайба (27) прикладывания нагрузки расположена в кассете (26) в зоне (36) контакта.

11. Диск сцепления по п. 10, отличающийся тем, что указанная зона (36) контакта находится на периферии упругой шайбы (27) прикладывания нагрузки.

12. Диск сцепления по одному из пп. 1-11, отличающийся тем, что упругая шайба (27) прикладывания нагрузки содержит защищающие от ошибок выступы (30), выполненные с возможностью взаимодействия с первыми защищающими от ошибок углублениями (34) кассеты (26), причем эти первые защищающие от ошибок углубления (34) имеют ширину, большую ширины указанных защищающих от ошибок выступов (30) для обеспечения относительного углового смещения между упругой шайбой (27) прикладывания нагрузки и кассетой (26).

13. Диск сцепления по п. 12, отличающийся тем, что указанные защищающие от ошибок выступы (30) являются криволинейными в направлении кассеты (26).

14. Диск сцепления по одному из пп. 1-13, отличающийся тем, что фрикционная шайба (28) содержит защищающие от ошибок выступы (32), выполненные с возможностью взаимодействия со вторыми защищающими от ошибок углублениями (37) кассеты (26), причем эти вторые защищающие от ошибок углубления (37) имеют ширину, большую ширины указанных защищающих от ошибок выступов (32) для обеспечения относительного углового смещения между фрикционной шайбой (28) и кассетой (26).

15. Диск сцепления по одному из пп. 1-11, отличающийся тем, что кассета (26) содержит установочный угловой защищающий от ошибок элемент (43).

16. Диск сцепления по одному из пп. 1-15, отличающийся тем, что элемент приведения во вращение содержит по меньшей мере один наружный зуб (40), продолжающийся радиально от центрального элемента (3) передачи крутящего момента в направлении периферийного элемента (2) передачи крутящего момента, при этом принимающий элемент фрикционной шайбы и принимающий элемент упругой шайбы прикладывания нагрузки содержат, каждый, по меньшей мере одну ответную первую приводящую в движение поверхность и по меньшей мере одну ответную вторую приводящую в движение поверхность, причем наружный зуб центрального элемента передачи крутящего момента расположен под углом между первыми ответными приводящими в движение поверхностями и вторыми ответными приводящими в движение поверхностями, так чтобы соответственно приходить в контакт с первыми ответными приводящими в движение поверхностями в одном направлении относительного вращения, и со вторыми ответными приводящими в движение поверхностями в другом направлении относительного вращения, причем угловой интервал между первой ответной приводящей в движение поверхностью и второй ответной приводящей в движение поверхностью фрикционной шайбы и угловой интервал между первой ответной приводящей в движение поверхностью и второй ответной приводящей в движение поверхностью упругой шайбы прикладывания нагрузки являются сходными для обеспечения одновременного приведения в движение без относительного вращения упругой шайбы прикладывания нагрузки и фрикционной шайбы наружным зубом.

17. Диск сцепления по одному из пп. 1-16, отличающийся тем, что упругая шайба (27) прикладывания нагрузки и фрикционная шайба (28) имеют одинаковый внутренний контур.

18. Диск сцепления по одному из пп. 1-15, отличающийся тем, что он содержит две ступени гасителя, а именно основную ступень гасителя между периферийным элементом (2) передачи крутящего момента и вращающимся элементом (9) и вспомогательную ступень гасителя между вращающимся элементом (9) и центральным элементом (3) передачи крутящего момента, причем устройство гашения крутильных колебаний соответствует вспомогательной ступени гасителя, в частности предгасителю.

19. Диск сцепления по одному из пп. 1-18, отличающийся тем, что центральный элемент (3) передачи крутящего момента имеет радиально наружный контур, причем элемент (40) приведения в движение образует по меньшей мере участок радиально наружного контура, а другой участок радиально наружного контура образует углубление (24) для пружины (41).