具有固態潤滑的摩擦穩定嵌件的乾式離合器的製作方法
2023-10-09 08:35:44 2
專利名稱：具有固態潤滑的摩擦穩定嵌件的乾式離合器的製作方法
技術領域：
本發明涉及將發動機飛輪與載重汽車變速器輸入軸相連接的乾式離合器總成，尤其是利用用於分離離合器的倒拉式分離軸承總成的乾式離合器總成。
背景技術：
倒拉式分離軸承乾式摩擦離合器一般按照兩個主要實施方式提供。一般較便宜的第一實施方式為膜片彈簧操縱式離合器總成。當要求較高性能水平時，通常指定操縱杆式乾式摩擦離合器。操縱杆式乾式摩擦離合器一般具有相對汽車發動機飛輪被抗扭固定的蓋板。一個可軸向移動的壓盤相對蓋板被抗扭固定。壓盤朝向飛輪的移動造成壓盤軸向接合一個或多個摩擦盤。摩擦盤與汽車變速器的輸入軸抗扭連接。因此，通過壓盤朝向飛輪運動以便接合離合器或脫離飛輪來分離離合器，實現汽車發動機與汽車變速器的可選接合。 為了朝向飛輪壓迫壓盤，一般設有多個幾何意義上分隔開的操縱杆。操縱杆在其徑向外端相對離合器總成蓋板樞轉接合。杆一般如此彎曲，即它們在其與蓋板的樞轉連接的徑向內側與壓盤表面樞轉滑動接觸。操縱杆的最內側徑向端通常與設置在彈簧承座組件中的周向槽或凸肩或缺口樞轉滑動接合。彈簧承座組件滑動安置在汽車變速器輸入軸中。多個操作卷簧被用來軸向偏壓變速器輸入軸上的彈簧承座的位置，由此迫使該杆的徑向內端到一個軸向位置，在該軸向位置，杆與壓盤的樞轉接觸造成壓盤接合摩擦盤。為使汽車變速器與汽車發動機分離，設有分離總成。分離總成允許不轉動的拉動組件在轉動的變速器軸上移位。 駕駛員操縱的或自動操縱的叉臂能回拉拉動組件離開飛輪並克服操縱卷簧的力回拉彈簧承座，由此造成操縱杆如此樞轉，即，壓盤脫離與摩擦盤的接合。操縱杆一般與上述的彈簧承座和壓盤組件硬碰硬地接合。與彈簧承座和壓盤的這種滑動帶樞轉的硬碰硬接合是導致離合器總成操作效率損失的摩擦起源。人們希望提供一種操縱杆式乾式摩擦離合器總成， 其中由摩擦接合造成的效率損失得以減小。
發明內容
為了說明上述的和其它的各種要求，本發明作如下公開。在優選實施例中，本發明提出一種用於連接變速器和發動機飛輪的可選擇接合的乾式摩擦離合器總成。設置一個蓋板，它具有沿軸向與飛輪間隔開的主體並且能與之抗扭連接。設有可軸向移動的壓盤，它與蓋板抗扭連接。設有用於與變速器輸入軸抗扭連接的摩擦盤。摩擦盤沿軸向定位在飛輪和壓盤之間。設有分離總成，它包括承受用於朝向飛輪壓迫壓盤的卷簧偏壓的彈簧承座。朝向飛輪壓迫壓盤的卷簧被限位在彈簧承座和蓋板之間。設有多個杆。這些杆具有與彈簧承座的徑向內側的第一滑動樞轉接合和與壓盤的中間的第二滑動樞轉接合。此外，這些杆具有相對蓋板的第三樞轉接合。該杆的第一或第二滑動樞轉接合中的至少一個位於由安裝在彈簧承座或壓盤上的聚合物構件提供的接合表面上。
本發明的其它應用領域將從以下所給出的具體說明中變得一清二楚。應該理解的是，說明本發明優選實施例的詳細描述和具體例子只是為了說明的目的，而不是想要限制發明的範圍。
圖1是根據本發明的倒拉乾式離合器總成的優選實施例的後部的分解視圖。圖2是圖1所示的離合器總成的前部的分解視圖。圖3A是表示在接合狀態下的圖1所示離合器總成的截面圖。圖;3B是與圖3A相似的截面圖，示出處於分離狀態的離合器總成。圖4是根據本發明的離合器總成的一個替代優選實施例的局部放大截面圖，示出了彈簧承座、壓力盤和杆。圖5是圖4所示的離合器總成的彈簧承座和壓盤和杆的透視圖。圖6是本發明離合器總成的另一個替代實施例的壓盤的局部放大透視圖。圖7是本發明離合器總成的又一個替代優選實施例的壓盤的放大截面圖。圖8是本發明離合器總成的另一替代實施例中的彈簧承座聚合物構件的透視圖。圖9是利用圖8所示的彈簧承座聚合物構件的彈簧承座的放大截面圖。圖10是本發明離合器總成的另一替代優選實施例的彈簧承座、彈簧承座聚合物構件和卡環的分解圖。圖11是圖10所示彈簧承座的俯視平面圖。圖12是沿圖11的箭頭12-12方向的圖11所示彈簧承座的截面圖。圖13是沿箭頭13-13方向的圖11所示彈簧承座的截面圖。圖14是圖10所示彈簧承座的仰視平面圖，此時聚合物構件和卡環與彈簧承座組
裝在一起。圖15是圖14所示彈簧承座的側視圖。圖16是根據本發明的離合器總成的另一替代優選實施例的壓盤和壓盤聚合物構件的局部放大截面圖。
具體實施例方式參見圖1-3B，根據本發明的可選擇接合的操縱杆倒拉型乾式摩擦離合器總成7具有蓋板10。蓋板10具有主體12和邊緣14。蓋板10通過一組螺紋緊固件(未示出)與發動機飛輪18抗扭連接，由此使蓋板10與飛輪18抗扭連接。飛輪18抗扭連接至載重汽車發動機的輸出軸(未示出)。蓋板的邊緣14允許蓋板的主體12與飛輪18軸向間隔開。如圖所示的離合器總成7裝有可選調整機構。蓋板10具有與其連接的彈簧加載纜索22。彈簧加載纜索22對後凸輪環M施加扭力。後凸輪環M傾向於相對前凸輪環沈轉動，造成斜面觀、30彼此相對轉動，以推動表面32遠離蓋板的主體12，從而補償離合器磨損。表面32抵靠調整環34。調整環34具有多個在幾何意義上間隔開的樞轉延長部36。 可以從共同受讓的美國專利US5531308的回顧中獲得對由離合器總成7的可選調整機構產生的調整能力的更詳細說明。蓋板的主體12容納多個銷38，這些銷是可選調整機構的一部分。銷38突入環形壓盤42的孔40中。銷38可被用來連接箍條39到壓盤42上，箍條又與蓋板10連接。銷 38和箍條39提供壓盤和蓋板10之間的抗扭連接並且允許壓盤42可軸向移動。設置箍條 39是為了使調整盤34與壓盤42抗扭連接。蓋板10具有孔46 (圖3A)。分離總成50穿過該孔46。分離總成50包括拉動組件52。拉動組件52提供允許換擋叉臂(未示出)抓住分離總成50並將其拉拽離開壓盤 42的結構。分離總成的拉動組件52安裝在軸承(未示出)內。該軸承允許拉動組件52關於離合器殼體(未示出)旋轉安裝，該離合器殼體將發動機缸體連接至變速器箱體(未示出)。該軸承的外圈旋轉安裝到外殼體或者與換擋叉臂接合的分離總成50部分上。軸承的內圈旋轉安裝在轉動套筒74上。當離合器總成被安裝在汽車中時，套筒74安裝在獨立轉動的變速器輸入軸(未示出)上。變速器輸入軸與至少一個摩擦盤58抗扭連接。每個摩擦盤58具有帶鍵槽的內轂 60，其允許摩擦盤可軸向移動，同時具有與變速器輸入軸(未示出)的抗扭連接。摩擦盤的鍵槽式連接具有包括盤外部64的彈簧減震結構62，以允許吸收因載重汽車發動機的活塞往復運動特性造成的扭矩峰值。摩擦盤64的外部在其軸向前後面上具有多個摩擦墊66。與摩擦盤58並列布置的是可選的中間盤70，其能實現可選的第二摩擦盤58的使用。中間盤70具有一組突入設於蓋板10中的槽73中的凸耳72，造成中間盤與蓋板10的抗扭連接，同時還允許中間盤能相對飛輪18和蓋板10軸向移動。返回參考分離總成50，套筒74已經與拉動組件52連接。套筒74具有漏鬥形部分 76。卷簧78環繞套筒74。卷簧78施加彈簧力並允許在拉動組件52和被稱為彈簧承座80 的另一分離總成部分之間的軸向滑動。彈簧承座80上裝有六個(只示出四個)操縱卷簧82，它們被限位在蓋板的主體 12和彈簧承座80之間。彈簧82的動作是朝著壓盤42壓迫彈簧承座80。彈簧承座80上還裝有三個在幾何意義上分隔開的彈簧86，用於按照在同受讓的美國專利US4760906中更具體描述的方式幫助分離該離合器。為了將運動從分離總成50傳遞至壓盤42，設有至少三個、在大多數情況是五個或六個操縱杆90。這些操縱杆90具有徑向內端91，該徑向內端具有與彈簧承座80的徑向內側的第一滑動樞轉接合92。每個杆90還具有彎曲部93，其具有與壓盤42的中間第二滑動樞轉接合94。此外，每個杆具有槽95，該槽被樞轉延長部36穿透以給該杆提供與蓋板10 的第三樞轉接合96 (通過調整盤34)。為了可選地抗扭連接汽車發動機與變速器輸入軸，當該杆在其徑向外端附近在樞轉延長部36中樞轉時，卷簧82將彈簧承座80偏壓向壓盤42， 造成杆90的徑向內端91被推向壓盤42，導致杆的彎曲部93朝向飛輪18推動壓盤42。上述的動作移動了壓盤42，導致摩擦盤58與飛輪18、壓盤42和中間盤70被束緊在一起。摩擦盤58與飛輪18、壓盤42和中間盤70的束緊導致發動機輸出軸(未示出)的扭矩輸出被傳遞至變速器輸入軸(未示出)。為了允許變速器齒輪換擋，離合器總成7通過叉臂(未示出)被分離，該叉臂倒拉該拉動組件52，造成套筒的漏鬥形部分76接合彈簧承座80，回拉杆90的最內側徑向端91並由此使杆的彎曲部93脫離壓盤42，由此允許摩擦盤58與壓盤 42、中間盤70和飛輪18分離。如上所述，離合器總成7處於乾燥環境中(無液態潤滑油) 並且在正常使用中的離合器7的操作產生大量的熱，其中所能得到的唯一冷卻就是由離合器總成7自旋帶動空氣所獲得的冷卻。離合器效率在很大程度上依賴於杆90的操作。由杆的最內側徑向端91與彈簧承座80的滑動樞轉接合及杆的彎曲部93與壓盤42的滑動樞轉接合所產生的摩擦可能影響離合器效率。為了減小來自杆90的滑動樞轉接合的摩擦，彈簧承座80的接合92和/或摩擦盤42的接合94可配設有如下所述的固態潤滑的摩擦穩定聚合物構件。聚合物構件21提供用於杆90的最內側徑向端91的徑向內側的第一滑動樞轉接合92表面。聚合物構件可由包括PEEK (聚醚醚酮)和Vespel塑料(基於聚醯亞胺的聚合物)的幾種合適的高溫塑料構成。所用的典型材料為Victrex PEEK 450G，其具有抗蠕變性能和耐熱老化性能。典型的性能為
機械數據條件測試方法單位典型值抗拉強度23 "C屈服ISO 527MPa100抗彎強度23 "CISO 178MPa165抗壓強度23 "CISO 604MPa120Charpy衝擊強度23°C，帶切口ISO 179/leAkj Hf27. 0Izod衝擊強度23°C，帶切口ISO 180/Akj Hf27. 5
熱力學數據條件單位典型值連續使用溫度無衝擊的機械部件"C240有衝擊的機械部件"C180
其它條件測試方法單位典型值密度晶態ISO 1183g cm1. 30密度非晶態ISO 1138g cnf31. 26肖氏D硬度23°CISO 86887壓盤42具有聚合物構件53。聚合物構件53提供用於杆90彎曲部93的中間的第二滑動樞轉接合表面94。—般，聚合物構件53的材料與用於聚合物構件21的上述材料相同。在利用彈簧承座聚合物構件21和壓盤聚合物構件53的情況下，用於離合器總成7操作的施力效率在離合器總成的使用壽命內得以穩定。參見圖4和圖5，提供了基本與上述的彈簧承座80相似的彈簧承座觀0。彈簧承座280沿著其下端具有六個從幾何意義上分隔開的切向槽201。聚合物構件221提供用於杆90的徑向最外端91的徑向內側第一滑動樞轉接合92表面。設有壓盤對2，它基本上與圖1、圖3A和;3B所示的壓盤42相似。壓盤242具有六個從幾何意義上分隔開的長槽M3。 聚合物構件253被壓裝配在槽243中。對應於杆90的數量的多個聚合物構件253提供用於杆90的彎曲部93的中間第二滑動樞轉接合表面94。聚合物構件221、253的材料與用於聚合物構件21的上述材料相同。參見圖6，壓盤聚合物構件353的一個替代實施例被壓裝配到壓盤342上。壓盤 342具有兩個弧形的大體平行的間隔脊343和345，其允許聚合物構件353被壓裝配於其中。聚合物構件353具有耳狀部355，用於阻止聚合物構件353的沿弧形移動。按照上述的方式，聚合物構件353提供用於杆90的徑向中間的第二滑動樞轉接合表面94。圖7提供壓盤聚合物構件453的一個替代優選實施例。聚合物構件453是圓環。 圓環具有大體垂直的凸耳455，其被壓裝配在設於壓盤442中的對應的環形凹槽443中。聚合物構件453的材料還是基本與用於聚合物構件253的上述材料相同。聚合物構件453的這種布置的優點是它是單體整件，而不是用於各自杆90的獨立件。參見圖8和圖9，提供基本與彈簧承座80相似的彈簧承座580。彈簧承座580在其下端附近具有周向槽581。大體為圓環形的彈簧承座聚合物構件521被裝配在該周向槽 581中。聚合物構件521具有大體為圓弧段的上耳狀部589，其裝配在彈簧承座580的垂直副槽583中。彈簧承座聚合物構件521由與針對聚合物構件221所述的材料一樣的材料構成。主體部分595提供與杆的內側的第一滑動樞轉接合表面。彈簧承座聚合物構件521具有大體為多邊形的整體周向表面597。多邊形表面597的數量(六個)匹配於杆90的數量。由彈簧承座聚合物構件521提供的大體為多邊形的形狀呈現與杆90接觸的更大接觸面積，由此造成聚合物構件在任何一個特定區域經受更小的壓力。聚合物構件的主體595 被構造成在彈簧承座中產生軸向間隙587，以保證杆的末端91的正確定位。彈簧承座聚合物構件521具有槽531，以允許在彈簧承座580的周向槽581內的簡單安裝。參見圖10至圖15，設有包括圓環形聚合物構件621的一個替代優選實施例的彈簧承座680。聚合物構件621 —般由與針對聚合物構件21所描述的材料相同或相似的材料製成。彈簧承座680的下端具有唇緣681。唇緣681靠近彈簧承座的周向槽，該周向槽具有直徑較小的第一部分683和直徑較大的第二部分685。在第一部分和第二部分之間是提供安裝導入作用的錐形部687。圓環形的彈簧承座聚合物構件621具有六個大體為六邊形的周向側邊緣623，其匹配於離合器總成的六個杆90。彈簧承座的聚合物構件621的內環形邊緣625的直徑大於該周向槽的第二部分685的直徑或者大於彈簧承座唇緣681的直徑，從而它可以安裝在唇緣681上並就位在周向槽第二部分685的上方。彈簧承座聚合物構件具有主體部分629，它與三個在幾何意義上分隔開的支座631相連。支座631將主體部分6 沿軸向定位在周向槽的第二部分685附近，以保證在周向槽的下部中有軸向間隙697。為了相對彈簧承座680 保持彈簧承座聚合物構件621，設有卡環635，它裝配在唇緣681上。聚合物構件的內邊緣 625的直徑小於卡環635的外直徑。此外，聚合物構件的內邊緣625的直徑略微大於周向槽第二部分685的直徑，以允許聚合物構件621具有由在離合器操作過程中由彈簧承座680 的熱膨脹引起的熱徑向間隙。
參見圖16，示出圓環形壓盤聚合物構件653。壓盤642具有環形槽641，該槽沿其外直徑具有徑向複合錐形邊緣。該徑向複合錐形邊緣具有第一部分643( —般相對於平行軸向的線偏離30° )，其容納並約束壓盤聚合物構件653。它還具有錐形邊緣647，該錐形邊緣幫助安裝壓盤聚合物構件到壓盤642上。聚合物構件653具有徑向間隙(一般為 0. 007-0. 017英寸)，以允許壓盤在工作中的徑向熱膨脹。本發明的說明書的本質只是示範性的，因此沒有超出本發明要旨的改變落入本發明範圍內。這樣的改變不應該被認為超出了本發明的精神和範圍。
權利要求
1.一種用於連接變速器和發動機飛輪的可選擇接合的乾式摩擦離合器總成，包括 蓋板，它具有沿軸向與該飛輪間隔開的主體並且與該飛輪抗扭連接；可軸向移動的壓盤，它與該蓋板抗扭連接；用於與變速器輸入軸抗扭連接的摩擦盤，該摩擦盤沿軸向定位在該飛輪和該壓盤之間；分離總成，包括被將該壓盤壓迫向該飛輪的卷簧偏壓的彈簧承座，該卷簧被限位在該彈簧承座和該蓋板之間；多個杆，每個所述杆具有與該彈簧承座的徑向內側第一滑動樞轉接合、與該壓盤的中間第二滑動樞轉接合和相對該蓋板的第三樞轉接合；其中該杆的第一和第二滑動樞轉接合中的至少一個處於滑動表面上，該滑動表面由分別安裝在各自的彈簧承座上或該壓盤上的聚合物構件提供。
2.根據權利要求1所述的離合器總成，其特徵是，該聚合物構件由包括PEEK (聚醚醚酮)和Vespel塑料的材料組中的至少一種材料製成。
3.根據權利要求1所述的離合器總成，其特徵是，對於每個杆，設有安裝在該彈簧承座上的第一聚合物構件和安裝在該壓盤上的第二聚合物構件。
4.根據權利要求1所述的離合器總成，其特徵是，該聚合物構件壓裝配在該彈簧承座內的槽中。
5.根據權利要求1所述的離合器總成，其特徵是，該聚合物構件壓裝配在該壓盤的槽中。
6.根據權利要求1所述的離合器總成，其特徵是，該聚合物構件呈圓環形。
7.根據權利要求6所述的離合器總成，其特徵是，該聚合物構件以熱徑向間隙方式安裝。
8.根據權利要求1所述的離合器總成，其特徵是，該壓盤具有用於容納該聚合物構件的環形槽，該環形槽的直徑沿徑向逐漸縮小以約束該聚合物構件。
9.根據權利要求8所述的離合器總成，其特徵是，該壓盤的環形槽的直徑是複合的徑向逐漸縮小型以幫助安裝該聚合物構件。
10.根據權利要求1所述的離合器總成，其特徵是，該彈簧承座具有周向槽，設有連接在該彈簧周向槽中的卡環，用於束縛該聚合物構件到該彈簧承座上。
11.根據權利要求8所述的離合器總成，其特徵是，該彈簧承座具有邊緣，該邊緣的第一外直徑大於該卡環的內直徑，其中該彈簧承座的周向槽具有內徑小於該卡環的內徑的第一部分，該彈簧承座的周向槽具有內徑大於該卡環的內徑的第二部分，該聚合物構件為環形，其內徑大於該周向槽的第二部分的內徑且小於該卡環的外徑。
12.根據權利要求11所述的離合器總成，其特徵是，該彈簧承座的周向槽具有在該周向槽第一和第二部分之間的錐形部。
13.根據權利要求1所述的離合器總成，其特徵是，該彈簧承座具有周向槽，定位在該周向槽內的聚合物構件具有用於將該聚合物構件軸向定位在該彈簧承座的周向槽中的支座。
14.根據權利要求1所述的離合器總成，其特徵是，該彈簧承座具有周向槽，該聚合物構件為環形，其具有內圓形邊緣和匹配於該離合器總成的杆的數量的大體為多邊形的多個外周邊緣。
15.根據權利要求1所述的離合器總成，其特徵是，還包括用於與變速器輸入軸抗扭連接的第二摩擦盤，第二摩擦盤通過中間盤與第一摩擦盤分隔，該中間盤相對該蓋板抗扭連接。
16.一種用於連接汽車變速器和發動機飛輪的可選擇接合的乾式摩擦離合器總成，包括蓋板，它具有沿軸向與該飛輪間隔開的主體並且與該飛輪抗扭連接；可軸向移動的金屬壓盤，它與該蓋板抗扭連接，該壓盤上安裝有環形壓盤聚合物構件；用於與變速器輸入軸抗扭連接的摩擦盤，該摩擦盤沿軸向定位在該飛輪和該壓盤之間；分離總成，包括被將該壓盤壓迫向該飛輪的多個卷簧偏壓的彈簧承座，該卷簧被限位在該彈簧承座和該蓋板之間，該彈簧承座具有周向槽，環形的彈簧承座聚合物構件定位在該周向槽中；至少三個金屬杆，每個所述杆具有與該彈簧承座聚合物構件的徑向內側第一滑動樞轉接合、與該壓盤聚合物構件的中間第二滑動樞轉接合和相對該蓋板的第三樞轉接合。
17.根據權利要求16所述的離合器總成，其特徵是，該彈簧承座靠近軸向末端具有唇緣，該唇緣的直徑大於該彈簧承座的周向槽的外徑，一個彈簧夾安裝在該彈簧承座的環形槽內以便在軸向上限制該彈簧承座聚合物構件。
18.根據權利要求13所述的離合器總成，其特徵是，該彈簧承座聚合物構件在軸向上定位在該彈簧承座的周向槽中，以提供用於各自杆的軸向間隙。
19.根據權利要求16所述的離合器總成，其特徵是，該壓盤聚合物構件和該彈簧承座聚合物構件以具有熱徑向間隙的方式安裝。
20.一種用於連接載重汽車變速器和發動機飛輪的可選擇接合的乾式摩擦離合器總成，包括蓋板，它具有沿軸向與該飛輪間隔開的主體並且與該飛輪抗扭連接； 可軸向移動的金屬壓盤總成，它與該具有環形槽的蓋板抗扭連接； 以具有熱徑向間隙的方式安裝在該壓盤的環形槽中的環形壓盤聚合物構件； 用於與變速器輸入軸抗扭連接的第一和第二摩擦盤，該摩擦盤沿軸向定位在該飛輪和該壓盤之間；可軸向移動且與該摩擦盤並列的中間盤，其相對該蓋板抗扭連接； 分離總成，包括被將該壓盤壓迫向該飛輪的多個卷簧偏壓的彈簧承座，該卷簧被限位在該彈簧承座和該蓋板之間，該彈簧承座具有周向槽；位於該彈簧承座的周向槽中的環形彈簧承座聚合物構件，該彈簧承座聚合物構件以具有熱徑向間隙的方式安裝在該彈簧承座槽中，該彈簧承座聚合物構件在軸向上位於該彈簧承座周向槽中以在最靠近該壓盤的該周向槽部分中提供軸向間隙；至少五個金屬杆，每個所述杆具有與該彈簧承座聚合物構件的徑向內側第一滑動樞轉接合併且具有在該彈簧承座環形槽的軸向間隙中延伸的末端，每個金屬杆在由該壓盤聚合物構件提供的表面上具有中間第二滑動樞轉接合，每個樞轉杆具有相對該蓋板的第三樞轉接合。
全文摘要
本發明提供一種用於連接發動機和汽車變速器的操縱杆式倒拉杆式離合器。離合器總成的彈簧承座和/或壓盤具有幹潤滑件，用於幫助與杆的樞轉接合，以便在離合器總成的延長使用期限內保持離合器操作效率。
文檔編號F16D13/58GK102235440SQ20111010248
公開日2011年11月9日 申請日期2011年4月21日 優先權日2010年4月21日
發明者B·W·弗蘭克 申請人:伊頓公司