Фрикционное сцепление

Заявляемая полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к фрикционным сцеплениям, и предназначена преимущественно для использования в цепи привода автомобиля. Поставленная задача решается путем значительного снижения нагрузки выключения, от максимальной за этот ход, в конце хода выключения, создания в нажимном диске нагрузки зажатия, за счет нажимной пружины диафрагменного конического типа, т.е. тарельчатой нажимной пружины, путем изменения нагрузки за счет изменения величины конусности пружины и ее толщины, определяемой в зависимости от высоты нажимного диска. Конструкция полезной модели содержит кожух 1, нажимной диск 2, тарельчатую нажимную пружину 3, пружинящие отводящие средства в виде листовых пружин 4, лепестки 5 нажимной пружины 3, шлицы 6 нажимной пружины 3, внутреннюю часть 7 конуса нажимной пружины 3, опорный участок 8 нажимного диска 2, пружинящие лепестки 9 ведомого диска, накладки 10 ведомого диска.

Заявляемая полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к фрикционным сцеплениям, и предназначена преимущественно для использования в цепи привода автомобиля.

Известно фрикционное сцепление, содержащее кожух, нажимной диск, регулировочное устройство, тарельчатую пружину и пружинные средства, которые предусмотрены на тарельчатой пружине. Нажимной диск соединен с кожухом жестко относительно вращения, но с возможностью ограниченного перемещения в осевом направлении, тарельчатая пружина аксиально в направлении

опорных зон кожуха находится под действием удерживающего усилия, создаваемого пружинными средствами, но посредством регулировочного устройства может смещаться относительно кожуха. (см. описание изобретения к патенту РФ №2143619, ПМК F 16 D 13/75, "Фрикционное сцепление", публ. 27.12.1999, приор. 19.07.95 г.).

Недостатком аналога является сложность сборки и большая стоимость изготовления конструкции, наличие сложных конструктивных элементов и большое их количество.

Известно фрикционное сцепление, содержащее установленный без возможности вращения относительно кожуха, однако с возможностью ограниченного осевого смещения нажимной диск, причем между кожухом и нажимным диском расположена, по меньшей мере, одна тарельчатая пружина для нагружения нажимного диска в осевом направлении от кожуха, и регулирующее устройство для обеспечения, по меньшей мере, приблизительно постоянного натяжного состояния тарельчатой пружины в течении срока службы установленного в цепи привода фрикционного сцепления, фрикционное сцепление содержит пружинящие отводящие средства, которые при выключении фрикционного сцепления обеспечивают аксиальное смещение нажимного диска относительно

кожуха в соответствии с путем выключения нажимного диска и прогрессивное распределение нагрузки, по меньшей мере, на этом пути выключения (см. пат. РФ №2223424, МПК F 16 D 13/71, 13/75, приоритет от 02.12.1998 г., публ.10.02.2004 г. "Фрикционное сцепление").

Недостатком данного прототипа является его низкая надежность, обусловленная сложностью конструкции, использования дорогих технологий при изготовлении деталей и их элементов.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание фрикционного сцепления, в котором нажимной диск обладает характеристикой, позволяющей передать больший крутящий момент двигателя и, в то же время при управлении сцеплением, обеспечить уменьшение нагрузки в конце хода выключения.

Поставленная задача решается путем значительного снижения нагрузки выключения, от максимальной за этот ход, в конце хода выключения, создания в нажимном диске нагрузки зажатия, за счет нажимной пружины диафрагменного конического типа, т.е. тарельчатой нажимной пружины, путем изменения нагрузки за счет изменения величины конусности пружины и ее толщины, определяемой в зависимости от высоты нажимного диска.

Сущность данной полезной модели заключается в том, что фрикционное сцепление для использования в цепи привода, содержащее установленный без возможности вращения относительно кожуха, однако с возможностью ограниченного осевого смещения нажимной диск, причем между кожухом и нажимным диском расположена, по меньшей мере, одна тарельчатая нажимная пружина для нагружения, посредством опорного участка, нажимного диска в осевом направлении от кожуха, пружинящие отводящие средства, которые при выключении фрикционного сцепления обеспечивают аксиальное смещение нажимного диска относительно кожуха в соответствии с путем выключения нажимного диска и прогрессивное распределение нагрузки, по меньшей мере, на этом пути выключения, согласно полезной

модели, диафрагма нажимной пружины имеет конусность, которая с учетом размера высоты нажимного диска обеспечивает достаточное усилие зажима ведомого диска, при этом тарельчатая нажимная пружина имеет заданный угол конуса диафрагмы в пределах 12⁰50-13⁰15 и ее заданную толщину в пределах 2.30-2.36 мм, где тарельчатая нажимная пружина, установлена с дегрессивной характеристикой в состоянии положения пружины с остаточной деформацией до плоского состояния в пределах 0,35-0,50 мм, определенной размером высоты нажимного диска в пределах 18.2-18.9 мм, при этом пластинчатые средства нажимной пружины выполнены в виде лепестков, обеспечивающих выключение перемещением свободных концов, в наружной зоне пластинчатых средств лепестки размещены радиально, имеют постоянное занижение в сторону свободных концов, лепестки и образованные между лепестками шлицы расположены равномерно по окружности тарельчатой нажимной пружины.

По меньшей мере, на осевом пути смещения нажимного диска относительно кожуха, происходящего в течении срока службы фрикционного сцепления, результирующее усилие, воздействия наружного диаметра диафрагмы нажимной пружины на нажимной диск с учетом наложения усилий пружинящих отводящих средств в виде листовых пружин является на начальном этапе прогрессивным, а на конечном дегрессивным.

По меньшей мере на осевом пути смещения нажимного диска относительно кожуха, проходящего в направлении выключения, результирующее усилие, воздействующее на свободные концы лепестков, за счет наложения усилий пружинящих отводящих средств в виде листовых пружин, усилия упругих лепестков ведомого диска и усилия диафрагмы нажимной пружины является дегрессивным.

На фиг.1 представлен нажимной диск сцепления в сборе согласно полезной модели в разрезе; на фиг.2 - нажимной диск по фиг.1, на фиг.3 - нажимная пружина; на фиг.4 - тарельчатая нажимная пружина по фиг.1; на фиг.5 - нажимной диск; на фиг.6 -

график нагрузки зажима ведомого диска; на фиг.7 - график нагрузки выключения.

Конструкция полезной модели содержит кожух 1, нажимной диск 2, тарельчатую нажимную пружину 3, пружинящие отводящие средства в виде листовых пружин 4, лепестки 5 нажимной пружины 3, шлицы 6 нажимной пружины 3, внутреннюю часть 7 конуса нажимной пружины 3, опорный участок 8 нажимного диска 2, пружинящие лепестки 9 ведомого диска, накладки 10 ведомого диска.

Фрикционное сцепление на фиг.1 содержит кожух 1, нажимной диск 2, соединенный с ним без возможности вращения, однако с возможностью ограниченного осевого смещения, аксиально между нажимным диском 2 и кожухом 1 расположена с предварительным натяжением нажимная тарельчатая пружина 3, которая установлена нижней частью конуса 7 на кольцеобразных опорах кожуха 1 с одновременной возможностью поворота вокруг них, с опорой наружным диаметром пружины 3 на опорный участок 8 нажимного диска 2, нагружает нажимной диск 2 в направлении накладок 10 ведомого диска, нажимной диск 2 соединен без возможности вращения с кожухом 1 посредством пружинящих отводящих средств в виде листовых пружин 4, расположенных в направлении периферии или по касательной.

В изображенном примере выполнения на фиг.2, тарельчатая нажимная пружина 3 имеет конусность диафрагмы в пределах

12⁰50-13⁰15, установлена с дегрессивной характеристикой в состоянии положения с остаточной деформацией до плоского состояния в пределах 0,35-0,50 мм, определенной размером высоты Н нажимного диска 2 в пределах 18.2-18.9 мм, а толщина S тарельчатой пружины 3 определена в пределах 2.30-2.36 мм, тарельчатая нажимная пружина 3 обеспечивает усилие зажима, а при выключении сцепления уменьшает нагрузку выключения на всем диапазоне хода выключения, при этом пластинчатые средства выключения на фиг.4 выполнены в виде лепестков 5, расположены

радиально в зоне внутренней части 7 конуса нажимной пружины 3 и имеют постоянное занижение в сторону свободных концов, лепестки 5 и образованные между лепестками 5 шлицы 6 расположены равномерно по окружности нажимной тарельчатой пружины 3, наружный диаметр диафрагмы нажимной тарельчатой пружины 3 оказывает воздействие на нажимной диск 2 на опорном участке 8 с учетом разгрузки от наложения усилий пружинящих отводящих средств в виде листовых пружин 4 см. фиг.2, происходящее в течении срока службы фрикционного сцепления, на осевом пути смещения нажимного диска 2 относительно кожуха 1, за счет износа накладок 10 ведомого диска, результирующее усилие при этом является прогрессивным на начальном этапе этого смещения и дегрессивным на конечном этапе смещения, в выключенном состоянии фрикционного сцепления свободные концы пластинчатых средств в виде лепестков 5 оказывают осевое усилие на наружный диаметр диафрагмы, противоположное направлению зажимного усилия пружины 3, проворачивая тем самым наружную часть диафрагмы нажимной пружины 3 относительно внутренней части 7 ее конуса в сторону, противоположно воздействию на опорный участок 8 нажимного диска 2, вследствии чего осевое воздействие пружинных отводящих средств в виде листовых пружин 4 перемещает нажимной диск 2 от накладок 10 ведомого диска, при этом равномерно расположенные между пластинчатыми средствами в виде лепестков 5 нажимной пружины 3, шлицы 6 обеспечивают одинаковое усилие каждого лепестка 5 нажимной пружины 3 на наружный диаметр диафрагмы нажимной пружины 3 при выключении.

На фиг.5 показан нажимной диск 2, где величину Н определяет высоту нажимного диска 2 в заданных пределах, при этом опорный участок 8 нажимного диска 2 воздействует на наружный диаметр нажимной пружины 3, обеспечивая ее остаточную деформацию в заданных пределах, что создает необходимое усилие зажима.

На фиг.6 показан график нагрузки зажима ведомого диска кривой 11 "усилие зажима - деформация" пружины 3 и результирующая характеристика, при этом на оси абсцисс указана деформация пружинных отводящих средств 4, а на оси ординат нанесено усилие, характеристика 12 " усилие деформация" пружинных отводящих средств 4 и их результирующая характеристика 13, точка 14 представляет результирующее усилие зажима и определения деформацией пружины 3 в зависимости от высоты Н нажимного диска 2, деформация пружины 3 от точки 14 до точки 15 представляет величину износа накладок 10 ведомого диска с изменением прогрессивного усилия зажима на начальном этапе износа на дегрессивное усилие зажима на конечном этапе износа, при выключении сцепления наружный диаметр пружины 3 поворачивается, увеличивая деформацию пружины 3 точки 14 до точки 16, деформация пружины 3 от точки 14 до точки 16 при выключении является величиной постоянной на всем пути деформации от износа накладок 10 от точки 14 до точки 15, расстояние от точки 16 до точки 17 представляет запас деформированного состояния пружинящих отводящих средств 4, необходимого для обеспечения минимального усилия отвода нажимного диска 2 от накладок 10 ведомого диска при выключении.

На диаграмме по фиг.7 изображен график 18 "усилие - деформация" нагрузки на свободных концах пластинчатых средств в виде лепестков 5 при выключении сцепления, график 19 "усилие-деформация" пружинящих отводящих средств 4, график 20 "усилие-деформация" пружинных лепестков 9 ведомого диска, график 21 усилия выключения, согласно графика 18 с учетом его разгрузки от противодействия усилия, согласно графика 19 деформации пружинящих отводящих средств 4, график 22 результирующее усилие выключения, согласно графика 18 с учетом его разгрузки от противодействия усилий, согласно графиков 19 и 20 соответственно пружинящих отводящих средств 4 и пружинных лепестков 9 ведомого диска, точка 23 характеризует максимальное усилие на свободных концах лепестков 5 при

выключении сцепления, по мере дальнейшего выключения, определяемого перемещением свободных концов лепестков 5 на участке от точки 23 до точки 24, усилие согласно графика 22 является результирующим от воздействия усилий по графикам 18, 19, 20, от точки 24 до точки 25, определяющей конец хода выключения усилие согласно графика 22, характеристика усилия является результирующими от воздействия усилий по графикам 18 и 19.

Изготавливаться заявляемое фрикционное сцепление может одним из известных способов, а именно путем приклепки к кожуху заклепками пружинящих отводящих средств, к противоположному концу которых аналогичным образом приклепывается нажимной диск, нажимная пружина размещается между нажимным диском и кожухом на специальных опорных участках и фиксируется от радиального поворота на кожухе специальными язычками последнего.

Применение данного фрикционного сцепления в нажимном диске, которого применена нажимная пружина с большей конусностью диафрагмы и меньшей толщиной пружины с сохранением остальных геометрических параметров, позволяет обеспечить необходимое усилие зажима, требуемое падение нагрузки при выключении.

Достигаемый технический результат заключается в обеспечении упрощения конструкции, оптимизации функциональных параметров, уменьшении нагрузки в конце хода выключения при управлении сцеплением и обеспечении требуемой зажимной нагрузки в нажимном диске при работе.

1. Фрикционное сцепление для использования в цепи привода, содержащее установленный без возможности вращения относительно кожуха, однако с возможностью ограниченного осевого смещения нажимной диск, причем между кожухом и нажимным диском расположена, по меньшей мере, одна тарельчатая нажимная пружина для нагружения, посредством опорного участка, нажимного диска в осевом направлении от кожуха, пружинящие отводящие средства, которые при выключении фрикционного сцепления обеспечивают аксиальное смещение нажимного диска относительно кожуха в соответствии с путем выключения нажимного диска и прогрессивное распределение нагрузки, по меньшей мере, на этом пути выключения, отличающееся тем, что диафрагма нажимной пружины имеет конусность, которая с учетом размера высоты нажимного диска обеспечивает достаточное усилие зажима ведомого диска, при этом тарельчатая нажимная пружина имеет заданный угол конуса диафрагмы в пределах 12°50-13°15 и ее заданную толщину в пределах 2,30-2,36 мм, где тарельчатая нажимная пружина, установлена с дегрессивной характеристикой в состоянии положения пружины с остаточной деформацией до плоского состояния в пределах 0,35-0,50 мм, определенной размером высоты нажимного диска в пределах 18,2-18,9 мм, при этом пластинчатые средства нажимной пружины выполнены в виде лепестков, обеспечивающих выключение перемещением свободных концов, в наружной зоне пластинчатых средств лепестки размещены радиально, имеют постоянное занижение в сторону свободных концов, лепестки и образованные между лепестками шлицы расположены равномерно по окружности тарельчатой нажимной пружины.

2. Сцепление по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, на осевом пути смещения нажимного диска относительно кожуха, происходящего в течении срока службы фрикционного сцепления, результирующее усилие, воздействия наружного диаметра диафрагмы нажимной пружины на нажимной диск с учетом наложения усилий пружинящих отводящих средств в виде листовых пружин является на начальном этапе прогрессивным, а на конечном дегрессивным.

3. Сцепление по пп.1 и 2, отличающееся тем, что по меньшей мере на осевом пути смещения нажимного диска относительно кожуха, проходящего в направлении выключения, результирующее усилие, воздействующее на свободные концы лепестков, за счет наложения усилий пружинящих отводящих средств в виде листовых пружин, усилия упругих лепестков ведомого диска и усилия диафрагмы нажимной пружины является дегрессивным.