DE10143822A1

DE10143822A1 - Membranfeder für einen Kupplungsmechanismus

Info

Publication number: DE10143822A1
Application number: DE2001143822
Authority: DE
Inventors: Laurent Dequesnes
Original assignee: Valeo SE
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 2000-09-11
Filing date: 2001-09-06
Publication date: 2002-07-04
Anticipated expiration: 2021-09-07
Also published as: FR2813932A1; DE10143822B4; FR2813932B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Membranfeder (70) für den Kupplungsmechanismus eines Kraftfahrzeugs, wobei die Membranfeder einen eine Tellerfeder bildenden radial äußeren Teil (72) und einen radial inneren Teil (74) aufweist, der in eine Mehrzahl von radialen Fingern unterteilt ist, deren freie Enden eine mittige Öffnung (71) umgeben, und wobei der radial innere Teil (74) zusätzliche Durchgangsöffnungen (73) für den Durchgang von Teilen aufweist und wobei sie außerdem Mittel (80) für eine mechanische Verbindung der Finger untereinander umfaßt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Membranfeder für einen Kupplungsmechanismus, insbesondere für den Kupplungs mechanismus eines Kraftfahrzeugs, wobei die Membran feder einen eine Tellerfeder bildenden radial äußeren Teil und einen radial inneren Teil aufweist, der in eine Mehrzahl von radialen Fingern unterteilt ist, deren freie Enden eine mittige Öffnung umgeben.

Im allgemeinen umfaßt ein Membranfeder-Kupplungs mechanismus insbesondere wenigstens eine Kupplungs scheibe, die mit Reibbelägen bestückt ist, die durch eine Membranfeder zwischen einer Druckplatte und einer (auch als Schwungrad bezeichneten) Gegenanpreß platte eingespannt werden können. Die Membranfeder ist im allgemeinen kippbar an einem Deckel gelagert, der an der Gegenanpreßplatte befestigt ist, während die Druckplatte drehfest mit dem Deckel verbunden, aber axial geradlinig beweglich im Verhältnis zu diesem Deckel gelagert ist. Der (in Form einer Tellerfeder ausgeführte) radial äußere Teil der Membranfeder kommt an der Druckplatte zur Anlage, während der radial innere Teil (radiale Finger) mit einem Betätigungsorgan, etwa mit einem Ausrücklager, zusammenwirkt, das beispielsweise über eine Gabel axial geradlinig beweglich gelagert ist.

Auf diesem Gebiet sind insbesondere Membranfedern für Kupplungen bekannt, deren Finger durch einen dünnen freien Bereich getrennt sind. Dieser freie Bereich, dient dazu, die Federwirkung der Tellerfeder aus schließlich auf den Umfangskranz zu begrenzen, wobei die Finger nur eine Hebelwirkung aufweisen.

Nach der gelenkigen Anbringung dieser Membranfeder am Deckel kann sich jedoch das Problem ergeben, daß man Zugang zu dahinter liegenden Bereichen haben muß, beispielsweise um (insbesondere anhand von Schrauben) ein Element des Kupplungsmechanismus oder eine durch das Schwungrad und die Kupplung gebildete Baueinheit im Falle ihres vorherigen Zusammenbaus ein- oder auszubauen. Das Problem ergibt sich ebenso im Falle einer Kupplung mit einem vormontierten Zweimassen- Dämpfungsschwungrad.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine konstruktiv einfache, preiswert herzustellende und leicht handhabbare Membranfeder der eingangs genann ten Art zu schaffen, die dieses Problem beseitigt und die einen Kupplungsmechanismus oder eine mit einer Kupplung gebildete Baueinheit ermöglicht, die leicht zu montieren ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Membranfeder nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Lösung ist es, daß der radial innere Teil der Membranfeder zusätz liche Öffnungen für den Durchgang von Teilen aufweist und daß die Membranfeder außerdem Mittel für eine mechanische Verbindung der Finger untereinander umfaßt.

Ein wesentlicher Vorteil liegt dabei darin, daß die zusätzlichen Öffnungen als Durchgangsöffnung beispielsweise für eine Schraube oder ein Werkzeug für den Ein- oder Ausbau eines Zubehörteils des Kupplungsmechanismus dienen können.

Es ist somit insbesondere möglich, daß man, um eine den Kupplungsmechanismus umfassende Baueinheit an der Kurbelwelle anhand von Schrauben zu befestigen, ein Werkzeug (und die Schrauben, sofern sie nicht vormontiert ist) durch die Öffnungen der Membranfeder hindurchführen kann.

Damit diese Montage möglich ist, sind natürlich außerdem Öffnungen in der Kupplungsscheibe und in der zweiten Schwungmasse gegenüber den Öffnungen der Membranfeder vorgesehen.

Erfindungsgemäß ist ein Mittel zur Versteifung der Membranfeder und zur Verbindung der Finger unter einander angeordnet. Durch Ausübung einer axialen Kraft auf die normalen Finger ist es daher stets möglich, dank des Versteifungsmittels einen Druck auf die verkürzten Finger auszuüben. Dadurch wird deshalb eine gute Verteilung der Andrückkraft und deren un eingeschränkte Nutzung ohne jeden Verlust ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Membranfeder ist somit nicht nur leicht zu montieren, sondern sie ist bei einfacher Konstruktion auch preiswert herzustellen.

Aufgrund der zusätzlichen Öffnungen ist die Membranfeder im übrigen leichter und erfordert weniger Werkstoff ohne Effizienzverlust (aufrechter haltene Steifigkeit), was im Kraftfahrzeugbereich von großer Bedeutung ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn einige der Finger eine kürzere Länge haben als andere, um die besagten Durchgangsöffnungen zu bilden, die somit am Umfang der mittigen Öffnung jenseits des freien Endes der besagten verkürzten Finger angeordnet sind.

Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn das Ende jedes verkürzten Fingers im Verhältnis zu den anderen Fingern geneigt ist, so daß sich die Enden der verkürzten Finger und der normalen Finger nicht in den gleichen Ebenen befinden.

Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn das Mittel zur mechanischen Verbindung der Finger die Form eines Rings annimmt, der parallel zu der besagten Membranfeder zwischen den verkürzten Fingern und den anderen Fingern in etwa in Höhe des freien Endes der verkürzten Finger angeordnet ist. Durch Ausübung einer axialen Kraft auf die normalen Finger ist es daher stets möglich, dank des Rings einen Druck auf die verkürzten Finger auszuüben. Dadurch wird deshalb eine gute Verteilung der Andrückkraft und deren uneingeschränkte Nutzung ohne jeden Verlust ermöglicht.

Die Position des Rings und daher auch der Membran feder ist vorteilhafterweise auf die Funktionsweise der Kupplung abgestimmt, je nachdem, ob die Betätigung der Membranfeder in gedrückter oder gezogener Form erfolgt.

Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn an der Stelle des Rings die verkürzten Finger Mittel zur axialen Sicherung und zur Zentrierung des Rings aufweisen.

Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn der Ring zwischen den verkürzten Fingern und den anderen Fingern eingeklemmt werden kann, nachdem die verkürzten Finger vor dem Einbau des besagten Rings unter Beanspruchung und elastisch axial verschoben worden sind.

Um den Einbau des Rings zu erleichtern, kann dieser vorteilhafterweise eine Werkstoffunterbrechung aufweisen.

Besonders vorteilhaft ist es aus Gründen im Zusammenhang mit einer Optimierung der Festigkeit sowie mit der Vergrößerung und Verteilung der durch die Membranfeder hindurchgehenden Öffnungen ferner, wenn jeder nicht verkürzte Finger, der neben einem verkürzten Finger liegt, seitlich, an der Stelle seines freien Endes, eine örtliche Verringerung seiner Breite aufweist, die einen erweiterten Durchgang definiert.

Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die nicht verkürzten Finger und die verkürzten Finger so verteilt sind, daß jeweils zwei nicht verkürzte Finger und dann ein verkürzter Finger aufeinander folgen. Je zwei nicht verkürzte Finger sind dabei durch einen verkürzten Finger von den nächsten beiden nicht verkürzten Fingern getrennt.

Außerdem betrifft die Erfindung auch einen Kupplungs mechanismus für Kraftfahrzeuge, der eine Membranfeder der voranstehend beschriebenen Art umfaßt.

Das Verständnis der Erfindung sowie anderer Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung wird durch die nachfolgende Beschreibung erleichtert, die als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen angeführt wird.

Darin zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine schematische Axialschnittansicht eines Kupplungsmechanismus für den Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, der mit der erfindungsgemäßen Membranfeder ausgerüstet ist;

Fig. 2 eine perspektivische Draufsicht der Membranfeder von Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Unteransicht der Membranfeder von Fig. 1,

Fig. 4 eine Schnittansicht eines Details dieser Membranfeder, und

Fig. 5 eine Variante zur Veranschaulichung eines Ausführungs- und Verwendungsbeispiels einer derartigen Membranfeder.

Im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 wird mit der Bezugsnummer 10 eine Antriebswelle bezeichnet, etwa eine Kurbelwelle, an deren Ende ein Schwungrad 20 befestigt ist, das die Gegenanpreßplatte eines Kupplungsmechanismus 15 bildet, der einen durch Schrauben 22 am Schwungrad 20 befestigten Deckel 30, eine drehfest mit dem Schwungrad 20 und mit dem Deckel 30 verbundene und im Verhältnis zu diesen axial geradlinig bewegliche Druckplatte 40 und eine Kupplungsscheibe 50 umfaßt, die an ihrem äußeren Umfang Reibbeläge 52 trägt, die dazu bestimmt sind, zwischen dem Schwungrad 20 und der Druckplatte 40 eingespannt zu werden, um ein Drehmoment von der Antriebswelle 10 an die Kupplungsscheibe 50 zu übertragen.

Die Kupplungsscheibe 50 ist durch einen Torsions dämpfer 54 mit einer Nabe 56 verbunden, die drehfest mit einer getriebenen Welle 60, etwa mit der Eingangswelle eines Getriebes, verbunden ist.

Die Druckplatte 40 wird in eingerückter Position (oder Position mit Einspannung der Reibbeläge 52 am Schwungrad 20) durch Einrückmittel beaufschlagt, die zwischen der Druckplatte 20 und dem Deckel 16 angeordnet sind und die in diesem Ausführungsbeispiel durch den in Form einer Tellerfeder ausgeführten radial äußeren Teil 72 (einen Umfangskranz) einer Membranfeder 70 gebildet werden, deren radial innerer Teil 74 in eine Mehrzahl von radialen Fingern unterteilt ist, die zur Achse xx' gerichtet sind und mit einem Ausrücklager 57 zusammenwirken, das über eine Ausrückgabel 59 geradlinig verschiebbar an einem Führungsrohr 58 gelagert ist.

Wie in den Fig. 2 und 3 zu erkennen ist, weist die Membranfeder 70 radiale Finger 76 mit einer kleineren Länge als andere Finger auf, die als "normal" be zeichnet werden und mit der Bezugsnummer 76 versehen sind. Das freie Ende 75 dieser verkürzten Finger 76 ist weiter von der Achse xx' (und von der mittigen Öffnung 71) entfernt als die normalen Finger 78, so daß ein Zwischenraum 73 definiert wird, der am Umfang der mittigen Öffnung 71 angeordnet ist und als Durchgangsöffnung beispielsweise für eine Schraube oder ein Werkzeug für den Ein- oder Ausbau eines Zubehörteils des Kupplungsmechanismus dienen kann.

Diese verkürzten Finger 76 haben außerdem ein Ende 75, das im Vergleich zu den anderen normalen Fingern 78 leicht angehoben ist, so daß sie sich nicht in der gleichen Gesamtebene wie diese befinden.

Jeder verkürzte Finger 76 ist hier beiderseits von zwei normalen Fingern 78 umgeben, um ausreichend freiliegende Flächen zu bieten, ohne die Steifigkeit der Membranfeder 70 zu verringern.

Im übrigen weist jeder Finger 78 mit normaler Länge, der sich neben einem verkürzten Finger 76 befindet, seitlich (rechts oder links) in Höhe seines freien Endes 75 eine Verringerung seiner Breite auf, so daß ein erweiterter Durchgang 77 geschaffen wird, der den durch die Verringerung der Länge der verkürzten Finger gebildeten Zwischenraum 73 ergänzt und dadurch den Durchgang einer Schraube oder eines Werkzeugs ermöglicht.

Außerdem ist ein Mittel 80 zur Versteifung der Membranfeder 70 und zur Verbindung der Finger untereinander parallel zu der besagten Membranfeder angeordnet. Es ist in Form eines Rings 82 ausgeführt, der zwischen den verkürzten Fingern 76 und den normalen Fingern 78 angeordnet ist. Das Ende 75 der verkürzten Finger ist vorzugsweise angehoben und weist einen umgebogenen Bereich 79 zur axialen Sicherung und Zentrierung dieses Rings auf.

Für den Einbau des Rings 82 ist vorgesehen, die ver kürzten Finger 76 axial abzuspreizen, den (gegebenen falls mit einem Schlitz 84 versehenen) Ring zwischen den verkürzten Fingern 76 und den normalen Fingern 78 einzusetzen und die verkürzten Finger elastisch zurückkommen zu lassen, so daß ihr umgebogener Teil 79 den Ring einklemmt und zentriert.

Wenn bei der Benutzung des Kupplungsmechanismus über das Ausrücklager 57 axial auf die normalen Finger 78 gedrückt wird, drücken diese ihrerseits auf den Ring 82 und daher auf die verkürzten Finger 76. Die ganze durch den Benutzer ausgeübte Kraft wird deshalb verlustfrei an die Membranfeder 70 übertragen.

Fig. 5 beschreibt eine Kupplung mit einem Zweimassen-Dämpfungsschwungrad, wobei die folgenden Teile zu erkennen sind:

- eine Antriebswelle 10, etwa eine Kurbelwelle,
- ein Schwungrad 20 mit einer anhand von Schrauben 47 an der Kurbelwelle befestigten ersten Schwungmasse 21 und einer im Verhältnis zur ersten Schwungmasse drehbeweglichen zweiten Schwungmasse 23,
- einen zwischen der ersten Schwungmasse und der zweiten Schwungmasse angeordneten Schwingungsdämpfer 25,
- einen anhand von Schrauben 22 fest mit der zweiten Schwungmasse 23 verbundenen Deckel 30,
- eine drehfest mit dem Schwungrad 20 und mit dem Deckel 30 verbundene und im Verhältnis zu diesen axial geradlinig bewegliche Druckplatte 40,
- eine Kupplungsscheibe 50, die an ihrem äußeren Umfang Reibbeläge 52 trägt, die dazu bestimmt sind, zwischen der zweiten Schwungmasse 23 und der Druckplatte 40 eingespannt zu werden, um ein Drehmoment von der Antriebswelle 10 an die Kupplungsscheibe zu übertragen, und
- eine Membranfeder 70, wie sie vorstehend beschrieben wurde.

Es ist festzustellen (siehe insbesondere den unteren Teil von Fig. 5), daß man, um die aus den beiden Schwungmassen 21 und 23, der Kupplungsscheibe 50 und dem Deckel 30 bestehende Baueinheit an der Kurbel welle anhand von Schrauben 27 zu befestigen, ein Werkzeug (und die Schraube, sofern sie nicht vor montiert ist) durch die Öffnungen 73 der Membranfeder 70 hindurchführen kann. Damit diese Montage möglich ist, sind natürlich außerdem Öffnungen in der Kupplungsscheibe 50 und in der zweiten Schwungmasse 23 gegenüber den Öffnungen der Membranfeder vorge sehen.

Die Position des Rings und daher auch der Membran feder muß auf die Funktionsweise der Kupplung abgestimmt sein, je nachdem, ob die Betätigung der Membranfeder in gedrückter oder gezogener Form erfolgt.

Die so mit ihren verkürzten Fingern bestückte Membranfeder ist im übrigen leichter und erfordert weniger Werkstoff ohne Effizienzverlust (aufrecht erhaltene Steifigkeit), was im Kraftfahrzeugbereich durchaus von Bedeutung ist.

Es ist aber natürlich davon auszugehen, daß diese Beispiele nur zur Veranschaulichung des Gegenstands der Erfindung angeführt werden, der durch sie in keiner Weise eingeschränkt wird.

Die abwechselnde Folge zwischen den verkürzten Fingern und den normalen Fingern kann, ebenso wie die Anzahl der verkürzten Finger, in Abhängigkeit vom Bedarf an zusätzlichem Raum auch anders ausfallen.

Die Form der verkürzten Finger kann ebenfalls unterschiedlich sein, wobei sie nach Maßgabe der Form und der Abmessungen des Verstärkungsrings mehr oder weniger angehoben sein können.

Claims

1. Membranfeder (70) für einen Kupplungsmechanismus, insbesondere für den Kupplungsmechanismus eines Kraftfahrzeugs, wobei die Membranfeder einen eine Tellerfeder bildenden radial äußeren Teil (72) und einen radial inneren Teil (74) aufweist, der in eine Mehrzahl von radialen Fingern unterteilt ist, deren freie Enden eine mittige Öffnung (71) umgeben,
dadurch gekennzeichnet,
daß der radial innere Teil (74) zusätzliche Durchgangsöffnungen (73) für den Durchgang von Teilen aufweist,
und daß sie außerdem Mittel (80) für eine mechanische Verbindung der Finger untereinander umfaßt.

2. Membranfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einige (76) der Finger eine kürzere Länge als andere (78) haben, um die Öffnungen (73) zu bilden, die dabei am Umfang der mittigen Öffnung (71) an den freien Enden der verkürzten Finger (76) angeordnet sind.

3. Membranfeder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (75) jedes verkürzten Fingers (76) im Verhältnis zu den anderen Fingern (78) geneigt ist, so daß sich die Enden (75) der verkürzten Finger (76) und der normalen Finger (78) in verschiedenen Ebenen befinden.

4. Membranfeder nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (80) zur mechanischen Verbindung der Finger die Form eines Rings (82) hat, der parallel zu der besagten Membranfeder (70) zwischen den verkürzten Fingern (76) und den anderen Fingern (78) in etwa im Bereich des freien Endes (75) der verkürzten Finger (76) angeordnet ist.

5. Membranfeder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Rings (82) die verkürzten Finger (76) Mittel zur axialen Sicherung und/oder zur Zentrierung des Rings (82) aufweisen.

6. Membranfeder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (82) zwischen den verkürzten Fingern (76) und den anderen Fingern (78) eingeklemmt ist, wobei die verkürzten Finger (78) bei dem Einbau des Rings (82) unter Beanspruchung axial elastisch verschoben worden sind.

7. Membranfeder nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (82) eine Werkstoffunterbrechung (84) aufweist.

8. Membranfeder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder nicht verkürzte Finger (78), der neben einem verkürzten Finger (76) liegt, seitlich im Bereich seines freien Endes (75) eine örtliche Verringerung seiner Breite aufweist, die einen erweiterten Durchgang (77) definiert.

9. Membranfeder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht verkürzten Finger (78) und die verkürzten Finger (76) so verteilt sind, daß abwechselnd je zwei nicht verkürzte Finger (78) auf einen verkürzten Finger (76) folgen.

10. Kupplungsmechanismus (15) für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Membranfeder (70) nach einem der vorangehenden Ansprüche umfaßt.

11. Mechanismus (15) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß er an einem Schwungrad (20) vormontiert ist und daß die in der Membranfeder (70) ausgebildeten Öffnungen (73) auf die Schrauben zur Befestigung dieses Schwungrads (20) an der Antriebswelle ausgerichtet sind.