JPH0783241A - 摩擦クラッチ - Google Patents

摩擦クラッチ

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JPH0783241A
JPH0783241A JP3175710A JP17571091A JPH0783241A JP H0783241 A JPH0783241 A JP H0783241A JP 3175710 A JP3175710 A JP 3175710A JP 17571091 A JP17571091 A JP 17571091A JP H0783241 A JPH0783241 A JP H0783241A
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JP
Japan
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piston
friction clutch
cylinder
indicator
annular piston
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JP3175710A
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English (en)
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Elsner Ernst
エルスナー エルンスト
Junginger Karl
ユンギンガー カルル
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JM Voith GmbH
Original Assignee
JM Voith GmbH
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 外側部材と内側部材を有する摩擦クラッチに
おいて、内部空間内で環状ピストンが到達した終端位置
を、簡単かつ確実な方法で確認する。 【構成】 外側部材４と内側部材５の間に、円錐形状の
内周面を有する内部空間６を形成し、この内部空間６内
に、円錐形状の軸線方向に移動可能な環状ピストン７を
設ける。この環状ピストン７は、圧力媒体により、軸線
方向に移動して、摩擦クラッチ１と軸２との間に、半径
方向の応力及び摩擦結合を生じさせる。環状ピストン７
の軸線方向の位置を特定するために、送信シリンダ12が
用いられ、送信シリンダ12は、摩擦クラッチ１の外表面
近傍の受信シリンダ16と、非圧縮性媒体を介して連結さ
れている。受信シリンダ16の受信ピストン17は、インジ
ケータ20を備えており、インジケータ20の位置は、外側
に位置するセンサー21によって感知される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２つの同軸状の部材、
例えばハブと軸を回転不可かつ解離可能に結合するため
の摩擦クラッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のクラッチは、欧州特許第017830
0号明細書(米国特許第4616948号明細書)により公知であ
る。この公知のクラッチは、外側部材と内側部材を有し
ており、両部材は、軸線方向に沿って円錐条の密封され
た環状空間を取り囲んでいる。この環状空間内には、円
錐形状の環状ピストンが軸線方向に沿って移動可能に配
置されている。環状ピストンの移動は、環状ピストン両
端面の一方に圧力媒体を供給することによって行われ
る。こうして、半径方向の応力が例えば軸に対して及ぼ
され、トルクが、摩擦結合により伝達される。
【０００３】公知のクラッチの外側部材は、他方の構成
部材であるハブ内に組み込まれることも、また例えばカ
ルダン軸に端面側で固定される独立の構成要素として構
成することもできる。
【０００４】摩擦結合に寄与する各表面の接触具合は、
正確に規定されなければならない。この場合、摩擦結合
に寄与する各表面、特に軸表面の十分なトルク伝達能力
は、環状ピストンが軸線方向に移動する間に、円錐形状
の壁部と共動して、十分な半径方向応力を生ぜしめた場
合にのみ実現される。
【０００５】その間の環状ピストンの行程または環状空
間内の環状ピストンの位置は、外側から確認することが
できない。
【０００６】確かに、環状ピストンの予め計算された行
程により、相応の半径方向応力を生ぜしめるために、例
えば環状空間内へ供給する圧力を設定することは、１つ
の方法として可能である。
【０００７】しかし、この方法は、摩擦クラッチ内部の
摩擦状態、とりわけ環状ピストンと円錐形状の壁部間の
摩擦状態を正確に把握できないこと、さらには、製造公
差が生ずるため、余りにも不正確であり、したがって、
摩擦クラッチの伝達可能なトルクの設定に関しては信頼
できない。
【０００８】そのため、環状ピストンが環状空間内で全
行程を動いた時に、最大の半径応力、ひいては伝達可能
な最大のトルクが達成されるように、摩擦クラッチは設
計されている。この場合、環状ピストンを移動させるた
めの最大の操作圧力が、常に一方の圧力室内に供給され
ることになる。
【０００９】供給された圧力媒体量を測定することによ
って、環状空間内のピストンの運動または位置を推定す
ることも、理論的には可能である。
【００１０】しかし、ねじ接続部の漏れ、圧力媒体の測
定手段の公差、並びに関係する構成部材の高圧力による
(測定値に誤差を与える)弾性変形のために、この測定方
法にも信頼性がない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、内部
空間内で環状ピストンが到達した終端位置を簡単かつ確
実な方法で確認できるように、冒頭に記載した形式の摩
擦クラッチを改良することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この課題は、外側部材
(４)は、可動的に案内された少なくとも1つのインジケ
ータ(20)を有しており、外側部材(４)内の同インジケー
タの位置は変更可能であり、環状ピストン(７)が一方の
圧力室(９)(10)内の終端位置に達した時に、インジケー
タ(20)が外側の終端位置に達するように、環状ピストン
(７)はインジケータ(20)と連結されていることによって
解決される。
【００１３】本発明によれば、クラッチの外側部材内
に、インジケータが移動可能に設けられており、このイ
ンジケータは、内部に位置する環状ピストンと間接的に
連結されていて、環状ピストンが終端位置に達した時
に、インジケータも、同様に終端位置に達するようにな
っている。インジケータのこの終端位置は、外側部材の
外部に配置されたセンサーによって確認可能である。
【００１４】環状ピストンとインジケータは、少なくと
もピストン行程の終端領域において連動する。この連動
は、環状空間内の環状ピストンの位置情報に相当し、こ
の位置情報は、組立てに際して点検され確認される。こ
れは、場合によっては困難であり、また制限された構造
空間のために、時として不可能でもある内部空間または
一方の圧力室内での、例えば探針を用いた機械的測定を
必要としない。
【００１５】請求項２以下には、本発明の有利な構成が
記載されている。
【００１６】請求項２によれば、環状ピストンの端面側
の各圧力室には、インジケータ及びセンサーを含む１つ
の測定装置が関係付けられている。
【００１７】請求項３、４によれば、環状ピストンとイ
ンジケータ間の連動連結は、ピストン−シリンダ装置を
介して、即ち環状ピストンに向けられた相応の送信ピス
トンを有する送信シリンダを介して行われる。この送信
シリンダは、非圧縮性媒体で満たされた通路を介して、
受信ピストンを有する受信シリンダと接続している。こ
の場合、インジケータは受信シリンダのピストンに統合
されており、送信ピストンは、環状ピストンによって直
接付勢される。こうして、インジケータと環状ピストン
の間に、流体リンクの形式の剛性の接続が形成される。
【００１８】請求項５〜７によれば、インジケータは、
センサーにより感知可能な材料から成り、これには、特
に磁性材料が適している。受信シリンダは、軸線を半径
方向に向けた状態で、外側部材に配設されている。イン
ジケータは、受信ピストンの半径方向の最も外側の領域
に配置され、外側部材の外周近傍における最も外側の終
端位置まで導出されるようになっている。受信シリンダ
内部のインジケータの半径方向の位置に非接触的に感応
するセンサーが、外側部材の周面領域に固定的に、つま
り連動回転することなく配置されている。このセンサー
は、近接感応スイッチとして構成されている。
【００１９】請求項８によれば、クラッチの外側部材に
おけるインジケータまたは受信シリンダの近傍には、セ
ンサーが、インジケータの位置だけを確実に表示するよ
うに、センサーに対して中立的な区域が設けられてい
る。このセンサーに対して中立的な区域は、インジケー
タを有する受信ピストンのための非磁性材料の固定板と
して構成することができる。受信シリンダの作用方向
は、必ずしも半径方向である必要はなく、例えば軸線方
向であってもよい。
【００２０】請求項９、１０によれば、圧力室近傍の送
信シリンダには、軸線方向の作用方向が与えられてい
る。これによって、環状ピストンの軸線方向の行程を直
接把握することができる。この場合、環状ピストンがそ
の終端位置に向かって十分に接近すると、ただちに送信
ピストンは、環状ピストンと延出されたタペットを介し
て連結する。環状ピストンが終端位置に達したとき、タ
ペットは圧力室の端面内に完全に押し込まれており、イ
ンジケータを有する受信ピストンも、同様に終端位置に
達してセンサーにより検知されることになる。
【００２１】請求項１１〜１３によれば、送信シリンダ
は、受信シリンダよりも大きな直径を有している。この
場合、１〜８程度の面積比が可能である。この面積比
は、送信ピストンと受信ピストン間の行程変換比に等し
い。約１〜３mm、有利には１〜1.5mmの行程が、送信ピ
ストンに与えられている。これにより、インジケータを
有する受信ピストンは、約10mmの行程を移動する。この
ような行程変換比によって、環状ピストンの行程運動が
敏感に検出され、それにより、高感度の終端位置測定が
行われる。圧力室の領域内の内部空間内に突き出ている
タペットは、環状ピストンがその終端位置に、最後の１
〜３mmのところまで接近した時に、初めて環状ピストン
と接触することになる。
【００２２】請求項１４、１５によれば、タペットは、
圧力室内に生じる高圧力に対して、シールによって密封
されており、送信ピストン及び受信ピストンは、外部領
域に対して密封されている。タペットのシールと送信ピ
ストンとの間に、外部に通じる解放室を設けることがで
きる。ピストン・シリンダ装置が、後の動作のために再
び初期位置に戻るように、送信シリンダ又は受信シリン
ダの少なくとも一方に、対応するピストンに対する戻し
ばねが設けられている。
【００２３】
【実施例】次に本発明を、実施例を示す図面に基づい
て、より詳細に説明する。
【００２４】図１には、摩擦クラッチ(１)の縦断面が示
されている。同摩擦クラッチは、軸(２)とカルダン軸の
フランジ(３)とを結合するものである。この摩擦クラッ
チ(１)は、外側部材(４)を有する独立構成体である。こ
の外側部材(４)は、内側部材(５)と液密的に結合され、
かつ内側に円錐状の周面を有している。
【００２５】外側部材(４)と内側部材(５)の間に、液密
的な内部空間(６)が取り囲まれており、この内部空間内
には、円錐状の外周面を有する環状ピストン(７)が設け
られている。この円錐状の外周面は、壁部(８)の円錐面
と一致している。
【００２６】軸線方向に移動可能な環状ピストン(７)の
両端面には、圧力室(９)(10)が形成されており、各圧力
室には、通路(11)を介して、外部から交互に圧力媒体を
供給することができる。これによって、環状ピストン
を、両終端位置の一方へ移動させることができる。
【００２７】図には、摩擦クラッチがはずされて、軸
(２)が解放されている状態の環状ピストン(７)の終端位
置が示されている。
【００２８】圧力室(９)に、通路(11)を経て圧力媒体を
供給すると、環状ピストン(７)は、非加圧状態の圧力室
(10)に向かって移動し、外側部材(４)と内側部材(５)の
間に、半径方向応力を発生させ、軸(２)とフランジ(３)
の間に摩擦結合によるトルク伝達が生じる。
【００２９】両圧力室(９)、(10)の各端面側には、それ
ぞれ１つの送信シリンダ(12)が位置しており、同送信シ
リンダの軸線は、クラッチの回転軸線と平行である。
【００３０】送信シリンダ(12)の内部には、各圧力室ま
たは、環状ピストンの端面を指向するタペット(14)を有
する送信ピストン(13)が位置している。
【００３１】この実施例の場合、一方の送信シリンダ(1
2)、即ち圧力室(10)に関係付けられた送信シリンダ(1
2)、即ち圧力室(10)に関係付けられた送信シリンダは、
外側部材(４)に配設され、圧力室(９)に関係付けられた
送信シリンダは、内側部材(５)に配設されている。
【００３２】外側部材(４)または内側部材(５)の対応す
る送信シリンダ(12)には、半径方向に軸線を持つピスト
ン(17)を有する受信シリンダ(16)が関係付けられてい
る。外側部材(４)または内側部材(５)に配設された送信
シリンダ(12)または受信シリンダ(16)は、非圧縮性媒体
で満たされた接続通路(15)を介して、互いに接続されて
いる。
【００３３】各受信シリンダ(16)のピストン(17)には、
半径方向外側において、摩擦クラッチの外周面を向くイ
ンジケータ(20)が配置されている。このインジケータ
は、センサーにより、感知可能な材料、例えば磁性材料
からなっている。送信シリンダ(12)及び受信シリンダ(1
6)のピストン(13)、(17)の後方には、戻しばね(18)が配
置されている。
【００３４】ピストン(17)及び受信シリンダ(16)の戻し
ばね(18)は、固定板(19)によってクラッチの外周面に固
定されている。この固定板(19)は、センサーに対して中
立的な材料からなっている。受信シリンダ(16)の近傍に
センサー(21)が存在する。クラッチの外側に非回転的に
固定されているこのセンサー(21)は、近接感応スイッチ
として構成されている。これによって、近接感応スイッ
チは、クラッチの表面から僅かに離れて、非接触的に、
インジケータ(20)との間隔を感知することができる。
【００３５】図示の実施例において、解除位置にある環
状ピストン(７)は、圧力室(９)に関係付けられた送信シ
リンダ(12)内のピストン(13)のタペット(14)を内側へ完
全に押し込んでいる。ピストン(13)は、通路(15)を介し
て、内部の圧力媒体を受信シリンダ(16)内に押し込んで
いるために、ピストン(17)は、それに取り付けられたイ
ンジケータ(20)と共に半径方向外側へ動かされる。これ
によって、インジケータ(20)は、センサー(21)に感知可
能な程度に接近し、同センサーは、環状ピストン(７)が
終端位置に到達したことを指示することができる。
【００３６】これに対して、高圧媒体が通路(11)を介し
て圧力室(９)に供給され、圧力室(10)が解放されると、
環状ピストン(７)は左方の位置へ移動させられる。この
左方位置において、外側部材(４)と内側部材(５)の間に
半径方向応力が発生して、軸(２)の表面に摩擦結合が形
成される。
【００３７】解放された圧力室(10)内の左の終端位置に
到達する直前に、送信シリンダ(12)内の送信ピストン(1
3)のタペット(14)は押し込まれる。その結果、再び同様
に、受信シリンダ(16)のピストン(17)が、別のインジケ
ータ(20)と共に半径方向外側へ押し出され、圧力室(９)
内の環状ピストン(７)の位置検出と同様に、別のセンサ
ー(21)によって位置検出が行われる。
【００３８】タペット(14)は、圧力室内にほんの数mmだ
け突出していて、環状ピストン(７)の行程の終端範囲の
みを検知するものであれば十分である。送信シリンダ(1
2)のピストン(13)と、受信シリンダ(16)のピストン(17)
との間で、行程を変換することは有利である。そのた
め、ピストン(13)の有効面積は、受信シリンダ(16)内の
ピストン(17)の有効面積の少くとも５倍以上になってい
る。約１から８の面積比有効である。
【００３９】これは、一方では、環状ピストン(７)の小
さな働きも感知し、かつ他方では、受信シリンダ(16)内
のピストン(17)の十分に長い行程が実現され、それによ
り、インジケータ(20)の半径方向の位置、または環状ピ
ストン(７)の軸線方向の位置が、センサー(21)によって
確実に検出されるという利点を有する。
【００４０】受信シリンダ(16)の固定板(19)を、センサ
ーに対して中立的な材料で構成すると、センサーが、イ
ンジケータ(20)の接近のみを確実に感知するという利点
が生ずる。
【００４１】操作中は、環状ピストン(７)の行程、つま
り一方向又は他方向の行程運動に対して、その都度１つ
のセンサーだけが必要である。したがって、インジケー
タ(20)を感知するための同一のセンサーを、圧力室(９)
又は圧力室(10)に対して使用することができる。遠隔操
作の場合には、簡単にするために、１つの保持手段(図
示せず)によって、クラッチに一緒に装着された２つの
センサー(21)を使用することが必要になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】摩擦クラッチの縦断面図である。
【符号の説明】
(１)摩擦クラッチ (２)軸 (３)フランジ (４)外側部材 (５)内側部材 (６)内部空間 (７)環状ピストン (８)円錐形状の壁部 (９)(10)圧力室 (11)通路 (12)送信シリンダ (13)送信ピストン (14)タペット (15)通路 (16)受信シリンダ (17)受信ピストン (18)ばね (19)固定板 (20)インジケータ (21)センサー
フロントページの続き (72)発明者 カルル ユンギンガー ドイツ国 デー7922 ヘルブレッヒティン ゲン ミットレーレシュトラーセ ６

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ２つの同軸状の部材、例えばハブと軸と
    を、回転不可かつ解離不能に結合するための摩擦クラッ
    チであって、 ａ） ハブ側の外側部材と軸側の内側部材とが、軸線方
    向に沿って円錐状に形成され、かつ外部に対して密封さ
    れた環状空間を取り囲んでおり、 ｂ） この環状空間内には、円錐状の環状ピストンが存
    在し、同環状ピストンの外周面は、環状空間の外周面と
    密封的に接触し、また同環状ピストンは、環状空間内で
    軸線方向に移動可能であって、環状ピストンの端面側で
    は、環状空間と共に圧力室を形成しており、 ｃ) 各圧力室には、圧力媒体を供給するための通路が
    連通しており、同圧力媒体は、高圧力源から一方の圧力
    室に供給されるようになっている摩擦クラッチにおい
    て、 ｄ） 外側部材(４)は、可動的に案内された少なくとも
    １つのインジケータ(20)を有しており、外側部材(４)内
    の同インジケータの位置は変更可能であり、 ｅ） 環状ピストン(７)が一方の圧力室(９)(10)内の終
    端位置に達した時に、インジケータ(20)が外側の終端位
    置に達するように、環状ピストン(７)はインジケータ(2
    0)と連結されており、 ｆ） 外側部材(４)の外部には、センサー(21)が位置し
    ており、このセンサーは、環状ピストン(７)が終端位置
    に達して、インジケータ(20)も同じように終端位置に達
    した時に、同インジケータの位置変化に応答しうるもの
    であることを特徴とする摩擦クラッチ。
  2. 【請求項２】 各圧力室(９)(10)には、１つのインジケ
    ータ(20)並びに１つのセンサー(21)が関係付けられてい
    る、請求項１記載の摩擦クラッチ。
  3. 【請求項３】 環状ピストン(７)とインジケータ(20)の
    間には、ピストン・シリンダー装置が配設されており、
    このピストン・シリンダー装置は、環状ピストン(７)に
    向けられたピストン(13)を有する送信シリンダ(12)と、
    ピストン(17)を有する受信シリンダ(16)を備えており、
    各シリンダは、接続通路(15)を介して連通するととも
    に、非圧縮性流体で満たされている、請求項１又は２記
    載の摩擦クラッチ。
  4. 【請求項４】 インジケータ(20)は、受信シリンダ(16)
    のピストン(17)と統合されている請求項１ないし３のい
    ずれかに記載の摩擦クラッチ。
  5. 【請求項５】 ピストン(17)におけるインジケータ(20)
    は、センサーにより感知可能な材料、有利には磁性材料
    からなっている、請求項１ないし４のいずれかに記載の
    摩擦クラッチ。
  6. 【請求項６】 受信シリンダ(16)は、半方向の軸線をも
    って外側部材(４)に配設されており、インジケータ(20)
    は、受信シリンダ(16)のピストン(17)に、外側部材(４)
    の外周面に向けて配置されており、かつピストン(17)の
    半径方向において最も外側の位置が、一方の圧力室(９)
    (10)における環状ピストン(７)の終端位置に相当してい
    る、請求項１ないし５のいずれかに記載の摩擦クラッ
    チ。
  7. 【請求項７】 センサー(21)は、外側部材(４)の外周近
    傍に連動回転することなく、固定的かつ非接触的に配置
    されており、かつ近接感応スイッチとして、インジケー
    タ(20)の位置に感応するように構成されている、請求項
    １ないし６のいずれかに記載の摩擦クラッチ。
  8. 【請求項８】 外側部材(４)の外周面における受信シリ
    ンダ(16)の回りの領域は、センサーに対して中立的な材
    料であり、かつ固定板(19)として構成されている、請求
    項１ないし７のいずれかに記載の摩擦クラッチ。
  9. 【請求項９】 送信シリンダ(12)は、その作用方向を軸
    線方向に沿わせて、圧力室(９)(10)の端面側に配置され
    ており、かつ送信シリンダ(12)のピストン(13)にタペッ
    ト(14)が取り付けられており、同タペットをもって、ピ
    ストン(13)は、環状ピストン(７)の行程の終端領域内
    で、軸線方向に沿って移動可能である、請求項１ないし
    ８のいずれか１項記載の摩擦クラッチ。
  10. 【請求項１０】 タペット(14)は、圧力室(９)(10)内の
    環状ピストン(７)が、終端位置にある時に、圧力室(９)
    (10)の端面内に完全に押し込まれており、かつ受信シリ
    ンダ(16)のピストン(17)のインジケータ(20)は、センサ
    ー(21)の手前の最も外側の終端位置に達している、請求
    項１ないし９のいずれかに記載の摩擦クラッチ。
  11. 【請求項１１】 送信シリンダ(12)は、受信シリンダ(1
    6)よりも大きな直径を有している、請求項１ないし１０
    のいずれかに記載の摩擦クラッチ。
  12. 【請求項１２】 送信シリンダ(12)のピストン(13)の有
    効面積は、受信シリンダ(16)のピストン(17)の有効面積
    の約８倍の大きさである、請求項１ないし１１のいずれ
    かに記載の摩擦クラッチ。
  13. 【請求項１３】 送信シリンダ(12)のピストン(13)の行
    程は、1〜３mm、有利には１〜1.5mmの範囲内にある、請
    求項１ないし１２のいずれかに記載の摩擦クラッチ。
  14. 【請求項１４】 送信シリンダ(12)の内部空間は、圧力
    室(９)(10)内に生じる高圧力に対して密封されている、
    請求項１ないし１３のいずれかに記載の摩擦クラッチ。
  15. 【請求項１５】 送信シリンダ(12)又は受信シリンダ(1
    6)の両ピストン(13)(17)の少なくとも1つが、戻しばね
    を有している、請求項１ないし１４のいずれかに記載の
    摩擦クラッチ。
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