膜片弹簧、离合器盖组件、离合器和离合器装置的制作方法

1.本发明涉及车辆技术领域。本发明具体地涉及一种用于离合器的膜片弹簧。本发明还涉及包括该膜片弹簧的离合器盖组件、包括该离合器盖组件的离合器以及包括该离合器的离合器装置。


背景技术：

2.已知用于车辆的离合器可以根据其压板在离合器执行机构未工作时是否压紧摩擦盘而分为常闭式与常开式两种类型。常开式离合器应当在执行机构未工作时保持断开。在这种情况下，常开式离合器中用作杠杆弹簧的膜片弹簧的复位储能不宜过大，以免增加执行机构不必要的负担。
3.还已知一种用于离合器的机电式执行器。例如德国专利申请文件de 10 2012 220 941 a1公开了一种由电机驱动的杠杆式执行机构。该执行机构包括可以作用于离合器轴承的杠杆以及由电机致动的促动器，通过促动器沿离合器的径向的运动可以操作杠杆进行运动，进而可以通过离合器轴承致动离合器。又例如，在德国专利申请文件de 10 2013 201 660 a1中公开了一种包括杠杆式执行机构的离合器装置，其中还设置有针对摩擦衬片在运行时逐渐磨损而设计的补偿调节机构。
4.对于包括常开式离合器和杠杆执行机构组成的离合器装置而言，必须确保在杠杆执行机构的电机发生故障、尤其电源故障时，离合器必须能够自动地打开。另外，当离合器的摩擦盘上是摩擦衬片磨损时和/或在驱动设备、例如发动机的转速达到较高水平时，接合离合器所需的接合力会相较于未磨损和/或低转速的情况降低。在这种情况下，若杠杆执行机构发生故障，则其施加的作用力可能在需要离合器保持断开的情况下已经超过了接合离合器所需的接合力、尤其在摩擦衬片磨损时和/或在驱动设备达到较高水平时所需的接合力，由此会致动离合器进行接合或者使得离合器保持在接合状态。此时，离合器无法依照安全标准实现其自动断开的功能，这增加了交通行驶的安全隐患。


技术实现要素：

5.因此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种离合器装置，尤其包括常开式离合器的离合器装置，其中，离合器可以可靠地自行断开，进而保障行驶安全。
6.根据本发明的一方面，上述技术问题可以通过一种用于离合器的膜片弹簧解决，该膜片弹簧呈环形盘状并且包括圆环形的边缘区段和多个沿圆周方向分布的指部，其中，指部从边缘区段基本朝向径向内侧延伸，其中，指部的自由端部位于不同的径向平面内。
7.在此，在将膜片弹簧安装于离合器后，膜片弹簧的中轴线与离合器的旋转轴线相互重合。因此，在本文范围内，除非另有说明，否则术语“轴向”、“径向”和“圆周方向”均参考膜片弹簧的中轴线、即参考离合器的旋转轴线。具体地，“轴向”为上述中轴线的方向或平行于上述中轴线的方向。“径向”为垂直于上述中轴线并且与上述中轴线相交的方向。“圆周方向”为围绕上述中轴线的方向。“径向平面”为垂直于上述中轴线的平面。在此，“位于不同的
径向平面内”代表着具有不同的轴向位置；而“位于相同的径向平面内”代表着具有相同的轴向位置。
8.膜片弹簧整体上构造为具有中心孔的圆盘。在这种情况下，各个指部通过围绕中心孔分布的多个径向长槽相互分隔。在此，“指部从边缘区段基本朝向径向内侧延伸”尤其说明各个指部可以具有至少一个弯曲部，使得指部的自由端部或者说指尖可以在自由状态下、即未张紧的状态下处于不同的径向平面内、即可以相对边缘区段具有不同的轴向距离。
9.膜片弹簧的边缘区段在此构成碟簧区段。在本文范围内，不额外限定边缘区段的构造。有利地，边缘区段可以呈截圆锥形。有利地，边缘区段可以呈环形的平板状。
10.在一种优选的实施方式中，位于相同径向平面内的指部以膜片弹簧的圆心中心对称地布置。换言之，所属端部以相同轴向距离偏离边缘区段的指部中心对称地布置。由此一方面可以有利于膜片弹簧的旋转均匀性，另一方面也有利于平衡地承载执行机构施加的轴向力。
11.在一种有利的实施方式中，指部由第一指部和第二指部组成，其中，第一指部位于同一径向平面内，第二指部位于不同于该同一径向平面的另一径向平面内。在这种情况下，指部仅包括两种指部、即第一指部和第二指部，第一指部相对边缘区段的轴向距离不同于第二指部相对边缘区段的轴向距离。仅有两种指部的方案尤其有利于简化离合器内部的弹簧系统的力学运算，进而节省设计成本。
12.特别有利地，第一指部和第二指部至少成组地在圆周方向上交替分布。由此可以改善膜片弹簧的旋转均匀性，并且有利于平衡地承载执行机构施加的轴向力。
13.可选地，在分隔各个指部的径向长槽的底部设置有沿轴向贯穿膜片弹簧的孔，以便于膜片弹簧的装配、尤其可以沿轴向运动或者变形的装配。
14.根据本发明的另一方面，上述技术问题还可以通过一种离合器盖组件解决。离合器盖组件包括离合器盖、压板以及如上所述的膜片弹簧。
15.离合器盖优选地构造为旋转对称的板壳冲压件，其至少部分包围离合器中的构件。离合器盖可以由机动车的驱动设备驱动。驱动设备在此可以是内燃机和/或电机。例如，离合器盖可以和由内燃机驱动的质量飞轮连接。又例如，离合器盖可以与由电机驱动的构件连接。
16.在此，离合器盖与压板可以借助尤其沿周向分布的传动片相互连接，从而压板可以与离合器盖围绕共同的旋转轴线、即离合器的旋转轴线共同地旋转。有利地，传动片可以设计为板簧。由于传动片具有在轴向上的弹性，尤其在常开式摩擦离合器中，传动片还提供使得压板远离摩擦盘的板簧弹力。
17.在此，膜片弹簧布置在离合器盖和压板之间。有利地，膜片弹簧可以轴向运动或者变形地、例如借助螺栓地安装在离合器盖上。在这种情况下，膜片弹簧可以作为杠杆弹簧作用于离合器盖和压板之间。具体地，膜片弹簧尤其借助其边缘区段直接或间接地支撑在离合器盖上并且由此形成杠杆支点。在此，“间接地支撑”可以理解为膜片弹簧支撑在固定于离合器盖的构件上。同时，膜片弹簧可以借助例如其指部的中间区段支撑在压板上。通过这种杠杆系统，膜片弹簧可以将在膜片弹簧的指尖处受到的致动力传递到压板上，从而压板可以相对离合器盖轴向移动。
18.在一种可选的实施方式中，离合器盖组件还包括负载补偿调节机构。优选地，负载
补偿调节机构可以实施为传感弹簧。在此，传感弹簧被张紧在膜片弹簧和离合器盖之间，由此可以进行针对例如摩擦衬片磨损的负载补偿调节。
19.根据本发明的另一方面，上述技术问题还可以通过一种离合器解决。该离合器包括上述的离合器盖组件。
20.离合器尤其构造为摩擦离合器。离合器至少还包括配对板和摩擦盘。在此，摩擦盘沿轴向布置在配对板和压板之间。摩擦盘的至少一个轴向侧面设有摩擦衬片。优选地，离合器盖可以与配对板抗旋转地连接、尤其固定连接。
21.有利地，离合器构造为常开式离合器。在这种情况下，膜片弹簧的各个指部构成所谓的接合指。当膜片弹簧将其在指尖处受到的致动力传递到压板时，可以促使压板沿轴向移动，从而可以压紧在压板和配对板之间的摩擦盘，由此接合离合器。当摩擦离合器接合时，扭矩可以从压板和配对板传递至摩擦盘，或从摩擦盘传递至压板和配对板。
22.根据本发明的另一方面，上述技术问题还可以通过一种离合器装置解决。离合器装置包括至少一个如上所述的离合器和用于该离合器的执行机构。
23.尤其用于常开式离合器的执行机构包括接合元件，执行机构可以借助接合元件将作用力、尤其轴向作用力施加到离合器的膜片弹簧的指尖处。
24.优选地，接合元件可以构造为接合轴承。在此，接合轴承可以通过其轴向端面作用于膜片弹簧的不同的指部的自由端部、例如同时作用于第一指部和第二指部的自由端部。
25.有利地，执行机构构造为由电机驱动的杠杆式执行机构。
26.借助根据本发明设计的膜片弹簧，由离合器提供的总弹簧力可以始终足以抵抗执行机构在安装于离合器装置中后在未驱动执行机构来致动离合器、尤其未致动常开式离合器进行接合时或者执行机构发生故障时所提供的作用力。具体地，总弹簧力在此尤其由离合器的弹簧系统提供。总弹簧力尤其包括膜片弹簧的弹力、传动片的弹力以及可选的负载补偿调节机构的弹力、例如传感弹簧的弹力。执行机构、例如由电机驱动的杠杆式执行机构在其极限工况、例如产生故障时的工况可以施加极限作用力。执行机构的作用力例如可以通过离合器轴承、例如接合轴承尤其沿轴向作用于膜片弹簧的指部的自由端部。在这种情况下，由于膜片弹簧的指部的不同设置，提高了膜片弹簧的弹簧力并由此提高了总弹簧力，因而适当地提高了在摩擦衬片磨损时和/或在驱动设备达到较高转速水平时所需的致动力、例如接合力。因此，在要求离合器断开时，即使执行机构发生故障，执行机构施加的极限作用力也不足以抵抗总弹簧力并进而推动或保持压板压紧在摩擦盘处。因此离合器可以实现自动断开，由此保证了行驶的安全性。在这种情况下，摩擦弹簧的、尤其在不同指部方面的各种参数有利地依据执行机构的极限情况设计。
附图说明
27.下面结合附图来示意性地阐述本发明的优选实施方式。附图为：
28.图1示出了根据一种优选实施方式的膜片弹簧的示意性的立体图，
29.图2示出了根据图1的膜片弹簧的示意性的局部剖视图，以及
30.图3示出了具有根据图1的膜片弹簧的离合器的示意性轴向剖视图。
具体实施方式
31.图1示出了根据一种优选实施方式的膜片弹簧1的示意性的立体图。膜片弹簧1可以用于摩擦离合器。如图1所示，膜片弹簧1呈环形盘状并且包括圆环形的边缘区段13和多个沿圆周方向分布的指部11、12，其中，指部11、12从边缘区段曲折地朝向径向内侧延伸。
32.图2示出了膜片弹簧1的示意性的局部剖视图。如图1和图2所示，根据本实施方式的指部仅包括第一指部11和第二指部12。第一指部11和第二指部12的自由端部分别位于两个不同的径向平面内。具体地，第一指部11相对边缘区段13的轴向距离h1小于第二指部12相对边缘区段13的轴向距离h2。第一指部11和第二指部12以膜片弹簧1的圆心中心对称地布置。在此，第二指部12例如以两个为一组，共以三组均匀分布在膜片弹簧1的圆周方向上。
33.图3示出了具有上述膜片弹簧1的离合器的示意性轴向剖视图。离合器在此构造为摩擦离合器。摩擦离合器例如用于在车辆中将由内燃机输出的扭矩可控地传递至变速器。摩擦离合器在此设计为常开式的摩擦离合器。摩擦离合器具有沿相同旋转轴线依次布置的配对板4、摩擦盘5和离合器盖组件，其中，摩擦盘5的轴向两侧分别设置有摩擦衬片。离合器盖组件包括离合器盖2、压板3以及根据本实施方式的膜片弹簧1
34.离合器盖2与配对板4在径向外端通过螺栓连接。离合器盖2呈钟罩形，由此离合器盖2与配对板4共同构成用于容纳摩擦盘5和压板3的空间。配对板4可以和与内燃机曲轴连接的减振器相连，以将内燃机的扭矩经减振地传递到摩擦离合器中。离合器盖2借助沿周向分布的传动片与压板3连接。传动片通过相应的一个纵向端部固定在压板3上并且通过相应的另一个纵向端部借助螺栓连接到离合器盖2上。由此压板3、配对板4与离合器盖2可以围绕共同的旋转轴线共同地旋转。传动片在此优选地设计为板簧。传动片还提供使得压板3远离摩擦盘5的板簧弹力。
35.膜片弹簧1在此通过定心螺栓可沿轴向相对运动地安装在离合器盖2上。膜片弹簧1在此用作杠杆弹簧，其类似杠杆地作用在离合器盖2和压板3之间。具体地，膜片弹簧1以边缘区段13借助调节环6间接地支撑在离合器盖2上，该支撑点由此形成杠杆支点。同时，膜片弹簧1以其中间部段支撑在压板3上。通过这种杠杆系统，膜片弹簧1可以将在膜片弹簧1的指尖处受到的致动力传递到压板3上，从而压板3可以相对离合器盖2轴向移动，进而可以压紧在压板3和配对板4之间的摩擦盘5，由此接合离合器。当摩擦离合器接合时，扭矩可以从压板3和配对板4传递至摩擦盘5，或从摩擦盘5传递至压板3和配对板4。
36.在本实施方式中，离合器还包括用作负载补偿调节机构的传感弹簧7。在此，传感弹簧7被张紧在膜片弹簧1和离合器盖2之间，由此可以进行针对例如摩擦衬片磨损的负载补偿调节。
37.根据本实施方式的离合器可以通过电机驱动的杠杆式执行机构致动。执行机构可以借助接合轴承将轴向作用力施加到离合器的膜片弹簧1的第一指部11和第二指部12的自由端部、即指尖处。借助根据本实施方式的膜片弹簧1，包括膜片弹簧1的弹力、传动片的弹力以及传感弹簧7的弹力的总弹簧力可以始终足以抵抗杠杆式执行机构在安装于离合器装置中后在未驱动执行机构来致动离合器时或者执行机构发生故障时所提供的作用力。因此离合器可以实现自动断开，由此保证了行驶的安全性。
38.虽然在上述的实施方式中，膜片弹簧1仅包括第一指部11和第二指部12，但是在其他实施方式中，本领域技术人员根据实际的需要，也可以设置除了第一指部11和第二指部
12之外的其他指部，在此不作赘述。
39.虽然在上述说明中示例性地描述了可能的实施例，但是应该理解到，仍然通过所有已知的和此外技术人员容易想到的技术特征和实施方式的组合存在大量实施例的变化。此外还应该理解到，示例性的实施方式仅仅作为一个例子，这种实施例绝不以任何形式限制本发明的保护范围、应用和构造。通过前述说明更多地是向技术人员提供一种用于转化至少一个示例性实施方式的技术指导，其中，只要不脱离权利要求书的保护范围，便可以进行各种改变，尤其是关于所述部件的功能和结构方面的改变。
40.附图标记列表
[0041]1ꢀꢀꢀꢀꢀ
膜片弹簧
[0042]
11
ꢀꢀꢀꢀ
指部；第一指部
[0043]
12
ꢀꢀꢀꢀ
指部；第二指部
[0044]
13
ꢀꢀꢀꢀ
边缘区段
[0045]2ꢀꢀꢀꢀꢀ
离合器盖
[0046]3ꢀꢀꢀꢀꢀ
压板
[0047]4ꢀꢀꢀꢀꢀ
配对板
[0048]5ꢀꢀꢀꢀꢀ
摩擦盘
[0049]6ꢀꢀꢀꢀꢀ
调节环
[0050]7ꢀꢀꢀꢀꢀ
传感弹簧