DE102014216346B4 - Disk spring for a friction clutch and process for their manufacture - Google Patents
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Abstract
Tellerfeder (1) für eine Reibungskupplung mit einem um einen Mittelpunkt umlaufenden, ringförmigen Grundkörper (5) und sich an diesen über den Umfang verteilt anschließenden, nach radial innen erweiterten, jeweils durch Schlitze (7) voneinander getrennten Tellerfederzungen (6), wobei an den Tellerfederzungen (6) über zumindest einen Teil ihrer Länge entlang der Schlitze (7) aus dem Material der Tellerfederzungen (6) gebildete Anprägungen (8) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang auf Lücke stehende, radial äußere Sicken (3) in Umfangsrichtung zwischen den Schlitzen (7) und radial außerhalb der radial inneren Anprägungen (8) der Tellerfederzungen (6) angeordnet sind.Disk spring (1) for a friction clutch with an annular base body (5) running around a center point and adjoining this, distributed over the circumference, radially inwardly expanded, each separated from one another by slots (7), with the Disc spring tongues (6) are provided over at least part of their length along the slots (7) made of the material of the disc spring tongues (6), characterized in that radially outer beads (3) in Circumferential direction between the slots (7) and radially outside of the radially inner embossments (8) of the plate spring tongues (6) are arranged.
Description
Die Erfindung betrifft eine Tellerfeder für eine Reibungskupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zu deren Herstellung mit einem um einen Mittelpunkt umlaufenden, ringförmigen Grundkörper und sich an diesen über den Umfang verteilt anschließenden, nach radial innen erweiterten, jeweils durch Schlitze getrennte Tellerfederzungen.The invention relates to a disc spring for a friction clutch according to the preamble of claim 1 and a method for its production with an annular base body surrounding a center point and adjoining this, distributed over the circumference, radially inwardly expanded, each separated by slits.
Tellerfedern dienen in Reibungskupplungen der Vorspannung der Anpressplatte gegenüber einer Gegendruckplatte, wobei zwischen diesen Reibbeläge einer Kupplungsscheibe angeordnet. Die Vorspannkraft der Tellerfeder bewirkt dabei einen Reibschluss zwischen Gegendruckplatte und Kupplungsscheibe, so dass über die Reibungskupplung ein unter anderem von der Vorspannkraft abhängiges maximales Kupplungsmoment übertragen wird. Um die Reibungskupplung zu öffnen, wird eine axial wirksame Ausrückkraft auf die Zungenspitzen der Tellerfederzungen ausgeübt, so dass die Vorspannung gegenüber der Anpressplatte aufgehoben wird und dadurch die Reibungskupplung geöffnet wird. Dabei steigt die Betätigungskraft mit der der Vorspannkraft wie Anpresskraft. Um ein Durchbiegen der Tellerfederzungen zu vermindern, sind beispielsweise in der
Eine Tellerfeder, die auf den Oberbegriff des Patentanspruchs 1 lesbar ist, ist aus der
Aufgabe der Erfindung ist die vorteilhafte Weiterbildung einer Tellerfeder, deren Tellerfederzungen weitere vorteilhafte Versteifungen aufweisen. Desweiteren ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer derart verbesserten Tellerfeder vorzuschlagen.The object of the invention is the advantageous development of a plate spring, the plate spring tongues of which have further advantageous stiffeners. Another object of the invention is to propose a method for producing such an improved disc spring.
Die Aufgaben werden durch den Gegenstand des Anspruchs 1 und die Merkmale des Verfahrens gemäß Anspruch 7 gelöst. Die von diesen abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 und des Verfahrens des Anspruchs 7 wieder.The objects are achieved by the subject matter of claim 1 and the features of the method according to
Die vorgeschlagene Tellerfeder ist für eine Reibungskupplung, insbesondere eine zwangsweise geöffnete Reibungskupplung vorgesehen. Zur Ausbildung einer axialen Vorspannung der Anpressplatte einer Reibungskupplung gegenüber einem Kupplungsdeckel ist ein um einen Mittelpunkt umlaufender, ringförmiger Grundkörper wie Kraftrand vorgesehen. An den Grundkörper schließen sich über den Umfang verteilte, nach radial innen erweiterte Tellerfederzungen mit Zungenspitzen an, an denen ein Betätigungssystem, beispielsweise ein Betätigungslager eines solchen axial angreift. Die Tellerfeder ist bevorzugt aus einer Blechronde mittels eines Stanz- und Umformverfahrens hergestellt, wobei die Tellerfederzungen durch Stanzen von Schlitzen hergestellt und voneinander getrennt sind.The proposed disk spring is intended for a friction clutch, in particular a forcibly disengaged friction clutch. In order to create an axial preload of the pressure plate of a friction clutch with respect to a clutch cover, an annular base body, such as a force edge, which runs around a center point is provided. To the base body, distributed over the circumference, radially inwardly widened cup spring tongues with tongue tips, on which an actuating system, for example an actuating bearing of such an actuating system, axially engages. The plate spring is preferably made from a sheet metal blank by means of a stamping and forming process, the plate spring tongues being produced by punching slots and being separated from one another.
Über zumindest einen Teil der Länge der Tellerfederzungen sind entlang der Schlitze aus dem Material der Tellerfederzungen gebildete Anprägungen vorgesehen. Die Anprägungen verleihen den Tellerfederzungen eine höhere radiale Steifigkeit, ohne weitere Bauteile, beispielsweise Versteifungsstreben und dergleichen vorzusehen und ohne den Herstellungsprozess in hohem Maße zu komplizieren. Durch die erhöhte Steifigkeit können bei geringer Durchbiegung der Tellerfederzungen hohe Ausrückkräfte übertragen werden und eine verbesserte Zuordnung des Betätigungswegs der Betätigungsvorrichtung zu dem übertragenen Kupplungsmoment der Reibungskupplung kann erfolgen.Embossings formed from the material of the plate spring tongues are provided along the slots over at least part of the length of the plate spring tongues. The embossments give the plate spring tongues a higher radial rigidity without providing further components, for example reinforcing struts and the like, and without complicating the manufacturing process to a high degree. Due to the increased rigidity, high release forces can be transmitted with little deflection of the diaphragm spring tongues and an improved assignment of the actuation travel of the actuation device to the transmitted clutch torque of the friction clutch can take place.
Es versteht sich, dass von dem erfinderischen Gedanken auch eine Reibungskupplung mit der vorgeschlagenen Tellerfeder umfasst ist. Eine derartige als Einfach- oder Doppelkupplung ausgebildete Reibungskupplung umfasst eine Gegendruckplatte mit zumindest einer Reibfläche an einer Seite und einer oder beiden Seiten drehfest und axial verlagerbar zugeordnete Anpressplatten sowie dazwischen liegende Reibbelägen einer Kupplungsscheibe. Hierbei wird die Tellerfeder von einem Betätigungssystem an den Zungenspitzen axial verlagert. Die Tellerfeder stützt sich an einem Kupplungsdeckel wie Kupplungsgehäuse ab und spannt die Anpressplatte unter Zwischenlegung der Reibbeläge zur Ausbildung eines Reibschlusses mit den Reibbelägen abhängig von einer Betätigungskraft des Betätigungssystems vor. Hierbei kann die Betätigungskraft an den Zungenspitzen zug- oder druckbelastet erfolgen. Die Reibungskupplung kann als zwangsweise geschlossene oder zwangsweise geöffnete Reibungskupplung ausgebildet sein.It goes without saying that the inventive concept also includes a friction clutch with the proposed disc spring. Such a friction clutch, designed as a single or double clutch, comprises a counter pressure plate with at least one friction surface on one side and one or both sides, associated pressure plates in a rotationally fixed and axially displaceable manner, as well as friction linings of a clutch disc in between. Here, the disc spring is axially displaced by an actuation system at the tongue tips. The plate spring is supported on a clutch cover such as a clutch housing and preloads the pressure plate with the interposition of the friction linings to form a frictional connection with the friction linings depending on an actuation force of the actuation system. The actuating force at the tongue tips can be subjected to tension or pressure. The friction clutch can be designed as a forcibly closed or forcibly opened friction clutch.
Die Tellerfeder weist ein um eine Drehachse angeordnetes Mittelloch auf, durch das eine Abtriebswelle der Reibungskupplung wie Getriebeeingangswelle geführt sein kann. Die Tellerfederzungen sind bevorzugt in eine axiale Richtung aufgestellt, um beispielsweise die Hebelverhältnisse der Tellerfeder zu verbessern. Es hat sich hierbei als vorteilhaft gezeigt, wenn die Anprägungen in die andere axiale Richtung ausgebildet sind. Beispielsweise kann eine derartige Tellerfeder in eine Reibungskupplung derart eingebaut sein, dass die Tellerfederzungen von der Gegendruckplatte abgewandt aufgestellt sind. Hierbei sind die Anprägungen der Tellerfederzungen jeweils der Gegendruckplatte zugewandt. Alternativ können die Anprägungen auch in Richtung der Aufstellung der Tellerfederzungen vorgesehen sein.The plate spring has a center hole arranged around an axis of rotation through which an output shaft of the friction clutch, such as the transmission input shaft, can be guided. The plate spring tongues are preferably set up in an axial direction in order, for example, to improve the lever ratios of the plate spring. It has been shown to be advantageous if the embossments are formed in the other axial direction. For example, such a disk spring can be installed in a friction clutch in such a way that the disk spring tongues are set up facing away from the counter pressure plate. Here the embossings of the diaphragm spring tongues face the counter pressure plate. Alternatively, the embossments can also be provided in the direction of the installation of the plate spring tongues.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Tellerfeder können die Anprägungen zwischen einem Übergang der Tellerfederzungen in den Grundkörper und endseitigen Zungenspitzen der Tellerfederzungen erstreckt sein. Dies bedeutet, dass die Zungenspitzen und direkte Übergänge der Tellerfederzungen in den Grundkörper von den Anprägungen ausgespart sind und ein vorgegebener Abstand zwischen Anprägungen und Zungenspitzen und/oder Übergängen eingehalten ist. Insbesondere gegenüber den Zungenspitzen kann ein vorgegebener Abstand besonders vorteilhaft sein, um eine plane Anlagefläche für das Betätigungssystem vorzusehen.In an advantageous embodiment of the disk spring, the embossed areas can extend between a transition of the disk spring tongues into the base body and the tongue tips of the disk spring tongues at the end. This means that the tongue tips and direct transitions of the plate spring tongues into the base body are recessed by the embossments and a predetermined distance between embossments and tongue tips and / or transitions is maintained. In particular with respect to the tongue tips, a predetermined distance can be particularly advantageous in order to provide a flat contact surface for the actuation system.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorgeschlagenen Tellerfeder sind die Schlitze an ihrem Übergang in den Grundkörper in Umfangsrichtung erweitert, beispielsweise oval, Rechteckform mit gerundeten Ecken, Schlüssellochform oder dergleichen ausgebildet. Zwischen diesen Erweiterungen können über den Umfang abwechselnd Sicken zur Verstärkung der Tellerfeder auf im Wesentlichen der radialen Höhe der Erweiterung angeprägt sein. Es hat sich hierbei als vorteilhaft erwiesen, wenn die vorgeschlagenen Anprägungen radial innerhalb der Erweiterungen und gegebenenfalls der Sicken vorgesehen sind.In an advantageous embodiment of the proposed disc spring, the slots are widened in the circumferential direction at their transition into the base body, for example oval, rectangular shape with rounded corners, keyhole shape or the like. Between these extensions, beads to reinforce the plate spring can be alternately embossed over the circumference at essentially the radial height of the extension. It has proven to be advantageous here if the proposed embossments are provided radially inside the widenings and, if necessary, the beads.
Die Anprägungen können an den Tellerfederzungen jeweils derart ausgebildet sein, dass der Querschnitt der Tellerfederzungen im Bereich der Anprägungen wannenförmig, U-förmig oder in ähnlicher Weise ausgebildet ist.The embossments can each be designed on the plate spring tongues in such a way that the cross section of the disk spring tongues in the area of the embossments is trough-shaped, U-shaped or in a similar manner.
Das Verfahren zur Herstellung der vorgeschlagenen Tellerfeder erfolgt mittels eines Stanz- und Umformverfahrens gemäß zumindest folgender Verfahrensschritte: aus einer Blechronde wird ein Mitteloch gestanzt, die Blechronde wird kegelförmig aufgeweitet, radial zwischen dem Mittelloch und einem Grundkörper werden über den Umfang verteilt Sicken angeprägt, zur Darstellung der Tellerfederzungen und Ausbildung der Anprägungen werden radial durch die Sicken Schlitze gestanzt. Auf diese Weise können Anprägungen ohne nachträgliche Prägeschritte an den Tellerfederzungen vorgesehen werden, so dass ohne weitere Bauteile und ohne umfangreiche Werkzeugänderungen und mit geringem Aufwand Anprägungen an den Tellerfederzungen bereitgestellt werden können.The process for producing the proposed disc spring is carried out by means of a stamping and forming process according to at least the following process steps: a center hole is punched from a sheet metal blank, the sheet metal blank is widened in a conical shape, beads are embossed radially between the center hole and a base body distributed over the circumference, for illustration the plate spring tongues and the formation of the embossments are punched radially through the beads slots. In this way, embossings can be provided on the disc spring tongues without subsequent embossing steps, so that embossings on the disc spring tongues can be provided without additional components and without extensive tool changes and with little effort.
Gemäß einer vorteilhaften Durchführung des Verfahrens werden auf zwei Durchmessern über den Umfang auf Lücke stehende erste und zweite Sicken angeprägt, wobei erste, radial äußere Sicken in Umfangsrichtung zwischen den Schlitzen angeordnet werden und aus den radial inneren, zweiten Sicken nach Einbringung der Schlitze die Anprägungen der Tellerfederzungen gebildet werden. Die ersten Sicken sind dabei flächenmäßig größer ausgebildet als die zweiten Sicken. Die Schlitze zwischen den ersten Sicken werden in Umfangsrichtung in bevorzugter Weise erweitert, um beispielsweise Spannungsrisse zwischen Tellerfederzungen und Grundkörper zu vermeiden.According to an advantageous implementation of the method, first and second beads standing on gaps are embossed on two diameters over the circumference, first, radially outer beads being arranged in the circumferential direction between the slots and the embossings of the radially inner, second beads after the slots have been introduced Disk spring tongues are formed. The first beads are designed to be larger in area than the second beads. The slots between the first beads are preferably widened in the circumferential direction in order, for example, to avoid stress cracks between the plate spring tongues and the base body.
Die Erfindung wird anhand des in den
-
1 die Hälfte einer Blechronde in Ansicht, -
2 die Blechronde der1 mit angeprägten Sicken, -
3 die fertiggestellte Tellerfeder in Ansicht und -
4 einen Schnitt durch zwei Tellerfederzungen entlang der SchnittlinieA-A der3 .
-
1 half of a sheet metal blank in view, -
2 the round sheet metal of the1 with embossed beads, -
3 the finished disc spring in view and -
4th a section through two plate spring tongues along the cutting lineAA of the3 .
Die
In dem in
Die
Die
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- TellerfederDisc spring
- 22
- MittellochCenter hole
- 33
- SickeBead
- 44th
- SickeBead
- 55
- GrundkörperBase body
- 66th
- TellerfederzungeDisc spring tongue
- 77th
- Schlitzslot
- 88th
- AnprägungEmbossing
- 99
- Erweiterungextension
- 1010
- BlechrondeSheet metal blank
- 1111
- UmformteilFormed part
- 1212
- ZungenspitzeTip of tongue
- A-AA-A
- SchnittlinieCutting line
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