DE2543693A1

DE2543693A1 - Membranfeder fuer membranfeder- kupplungen von kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2543693A1
Application number: DE19752543693
Authority: DE
Inventors: Kouji Kajitani
Original assignee: Daikin Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Exedy Corp
Priority date: 1974-10-02
Filing date: 1975-09-30
Publication date: 1976-04-08
Also published as: GB1496180A; FR2286976B1; CA1024460A; JPS5141157A; IT1047581B; FR2286976A1; DE2543693B2; US3977504A

Description

j Kabushiki Kaisha Daikin Seisakusho

! 250, Ί-chome, Kida-Motomiya, j Neyagawa-shi, 0saka/3APAN

L 10.665/L/ost

Membranfeder fur Membranfeder-Kupplungen von Kraftfahrzeugen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Membranfeder für Membran-

feder-Kupplungen in Kraftfahrzeugen.

: Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Feder zur

Verfügung zu stellen, die ein verhältnismäßig frühes Nachlassen

ί bzw. eine verhältnismäßig frühzeitige Verminderung der Feder-

! kraft verhindert.

ί Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus der nachstehenden Beschreibung eines in dun Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles und dem Patentanspruch.

Es zeigt: Fig. 1

Fig. 2

einen Vertikalschnitt durch eine Kupplung im eingerückten Zustand, welche mit einer erfindungsgemäßen Membranfeder ausgerüstet istj

eine Teil-Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Mambranfeder, betrachtet von der rechten Seite der Fig. 1,

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Fig. 3 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Spannungsverminderung und dem Bleastungszyklus verdeutlicht, die anhand eines Dauertests erhalten wurde»

Fig. 4 einen teilweise vergrößerten Ausschnitt der Membranfeder nach Fig. 1.

Die in Fig. 1 im Schnitt und im eingerückten Zustand gezeigte in Kraftfahrzeugen verwendete Kupplung ist mit einer Membranfeder 1 ausgestattet. Diese besteht aus einem kreisförmigen Ring 16, der als Feder der Membranfeder 1 wirkt und um einen Betrag HL abgebogen ist, und zwar im Verhältnis zur freien Höhe H, um einen kreisförmigen Belag 4 einer Kupplungsscheibe mittels einer Druckplatte 2 gegen ein Schwungrad 5 zu pressen, so daß Motorkraft vom Schwungrad 5 über die Kupplungsscheibe 3 auf eine Abtriebswelle 6 übertragbar ist.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich,ist die Membranfsder 1 mit einer Vielzahl von radial nach innen gerichteten Schwingfaderlappen versahen. Zwischen je zwei einander benachbarten Lappen 7 ist eine öffung (Zapfenloch) 8, zusammengesetzte trapezförmige Flächen bildend vorgesehen, an die sich ein mittlerer Bereich einer konvexen. Seitenfläche 1a CFig. 1) anschließt. Die freien Enden dieser Seitenfläche 1a der Schwingfederlappen 7 sind einem Ausrücklager 9 zugewandt, wobei ein bestimmter Zwischenraum dazwischen vorgesehen ist, weil dia Kupplung eingerückt ist. Dar äußere Umfangsbereich einer konkaven Saitenfläche 1b das Ringes 16, dar als Fader wirkt, ist gagan einen Vorsprung dar Druckplatte 2 gepreßt. Zwischen zwei Drahtringön 10 und 11, die von Bolzen 12 gehalten sind, walcha an einer Kupplungeabdeckung 13 fastgelegt sind, befindet eich die Membranfeder Die Kypplungsabdackung 13 ist mit Kopfschrauben 14 an der Schwung scheibe befestigt.

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! Um die Kupplung auszurücken, wird das Ausrücklager 9 in Fig. 1

j nach links verschoben, indem ein Kupplungspedal niedergedrückt

! wird, um Druck auf die Enden der Schwingfederlappen 7 auszu-

[ üben. Daraufhin wirken die Schwingfederlappen 7 als Hjbel,

; udn zwar mit Auflagsrpunkten auf dem Drahtring 1Oj die Membran-

! feder 1 wird rückwärts gebogen und eine Belastung P, die auf
Ι ι

die Druckplatte 2 in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung

ausgeübt wurde, wird aufgehoben» dadurch wird gleichzeitig die j Druckplatte 2 vom Belag 4 durch die Wirkung eines Bügels 15 ^! getrennt und der Belag 4 ebenfalls vom Schwungrad 5 gelöst. ; Auf diese Weise werden Motorwelle und Abtriebswelle voneinander
getrennt.

Wenn die auf das Ausrücklager 9 aufgebrachte, nach links gerichtete Kraft wieder aufgehoben wird, bewegen sich die einzelnen Teile nach rückwärts in ihre ursprünglichen Stellungen zurück , wie dies in Fig. 1 verdeutlicht ist und die Membranfeder
1 formt sich zurück, um auf diese Weise wieder eine Belastung
auf die Druckplatte 2 in der durch den Pfeil veranschaulichten j Richtung (nach links) auszuüben.

Wie schon erwähnt, wird der Ring 16 der Membranfeder 1 bei In- ; betriebnahme um den Betrag, z.B. H₁ der Höhe H abgebogen, so ' daß eine DehnungsspanM^;>ng auf der konkaven rückwärtigen Oberfläche 1b des als Feder wirkenden Ringes 18 sowie eine Druckkraft auf der konvexen Oberfläche 1a aufgebaut wird. In aus- j gerücktem Zustand erhöhen sich beide Kräfte - sowohl die ; Dehnungsspannung als auch die Druckkraft. Darüberhinaus wird ; eine Druckkraft auf der konkaven rückwärtigen Oberfläche 1b der ^: Schwingfederlappen 7 aufgebaut und eine Dehnungsspannung wird
auf die konvexe Oberfläche 1a ausgeübt, wenn die Kupplung aus- j gerückt wird. j

Da die Mer.ibranfeder aufgrund einet* Erhöhung der Dehnungsspannung

auf der äußeren Oberfläche des Federmatariala zu Bruch gehen !

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kann, wurden bisher sowohl die vordere Fläche 1a als auch die
rückwärtige Oberfläcne 1b der Membranfeder "schußgehämmert"
(shot peening work). Wenn eine Oberfläche "schuBgehämmert"
wird, dann bleibt auf derselben eine Druckkraft bestehen, die
den gleichen Zustand vermittelt, wie eine Vorspannung, so daß j die Dehnungsspannung auf der konkaven rückwärtigen Oberfläche
1b des ringförmigen Federteils 16 vermindert wird, welcher
bei der Inbetriebnahme mit äner Zugspannung versehen wird, wodurch wirksame Ergebnisse zur Vermeidung eines Bruches der
Feder zur Verfugung gestellt werden.

Bei bekannten Membranfedern wird jedoch vermittels der
"Schußfämmerung" auch eine "restliche" (verbleibende) Druckkraft vorher auf die Oberfläche 1a aufgebracht, was unvermeid-

licherweise von dem Nachteil begleitet wird, daß die auf die

ι Oberfläche 1a des ringförmigen Federteils 16 ausgeübte Druck- j kraft im wesentlichen erhöht wird, um - wenn in Betrieb - j eine stärkere Spannungsverminderung derselben zu verursachen. j Erfindungsgemäß bedeutet diese Spannungsverminderung eine Ver- ;· min-erung der Federkraft P, die auf die Druckplatte 2 durch die j Membranfeder 1 in der durch Pfeil gekennzeichneten Richtung aus-i geübt wird. Dies kann numerisch ausgedrückt werden durch den I "Kraftverminderungsbetrag", wie er in Fig. 3 veranschaulicht ist;

i Der Kraftverminderungsbetrag ist ein Verhältnis von Ρ-ΡΘ zu P,

wenn die Federkraft P auf P' reduziert wird.

In Fig. 3 ist die Kurve A das Ergebnis eines Dauertests

(stroking endurance test), bei welchem wiederholt eine Last j

auf eine bekannte Membranfeder aufgebracht wird, welche i

"schußgehämmert" ist, und zwar sowohl auf ihrer vorderen als !

auch auf ihrer rückwärtigen Oberfläche. Der Kraftverminderungs- j

betrag erhöht sich verhältnismäßig stark, zusammen mit einer ·

Steigerung der Male dBr Belastungsanwendung. Das heißt, nach j

einem Teat von 10 maliger Belastungswiaderholung verringert i

sich die Kraft um ungefähr Q,5%. ■ '

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Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß die auf der vorderen
Oberfläche des Ringes 16 verbleibende Beanspruchung eine besondere Rolle spielt bei der Erhöhung der Verminderung, wenn
die "Schußhämmerung" durchgeführt wird, und zwar sowohl auf
der vorderen als auch auf dsr rückwärtigen Oberfläche der
j Membranfeder, wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß die
! schuBgehämmerte Schicht nur auf der konkaven rückwärtigen Seite
! 1b der gesamten Oberfläche oder des Umfanges des Ringes 16 vorg_e sehen wird.

Fig. 4 zeigt die auf der konkaven rückwärtigen Oberfläche 1b
vorgesehene schußgehämmerte Schicht 18, durch welche die rest- \ liehe Druckkraft darauf aufgebracht wird. 19 ist die verbleiben-;

de Schicht auf der anderen Seite 1a, die durch eine Schuß- j hämmerung nicht beeinflußt wird, so daß keine verbleibende ; Beanspruchung auf der konkaven vorderen Oberfläche 1a besteht. j

Auf diese Weise verbleibt die restliche Beanspruchung auf der j schußgehämmerten Schicht 18 der konkaven rückwärtigen Ober- j fläche 1b, so daß eine Zugspannung, die auf die konkave rück- | wärtige Oberfläche 1b wirkt, bei Inbetriebnahme - so gering wie ; möglich gehalten werden kann, wodurch eine verhältnismäßig {

ι lange Lebensdauer der Membranfeder erzielbar ist. Darüberhinaus \ \ besteht, da auf der Oberfläche 1a, die bei Inbetriebsetzung i : mit einer Druckkraft versehen wird, keine Schußhämmerung (shot > pesning work) durchgeführt wird, keine Gefahr, daß die Druck- I • kraft übermäßig ansteigt und somit kann ein "Nachgeben" er- ^!

j heblich verringert werden.

In Fig. 3 gibt die Kurve B ein charakteristisches Merkmal der

erfindungsgemäBen Membranfeder an. Wie aus diesem TsstBrgebnis
ersichtlich, vermindert sich im Vergleich zu A der Kraftverminderungsbetrag auf ungefähr zwöl Drittel* bei einem Wiederholungiatyklua voh 1U^Q.

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πι. ir./ IcSSt-; Uipi-lfnj

r.'i>jr»i r. !i.-

München 81. Cusimasuaftt

Dies bedeutet eina sehr große Leistungsverbesserung auf dem technischen Gebiet der Kupplungen.

Ein Beispiel eines Herstellungsverfahrens einer erfindungsgemäßen Membranfeder wird nachstehend erläutert:

(1) Stanzen eines Schlitzes d aus einer Stahlplatte (Fig. 2),

(2) Stanzen der Außen- sowie Innendurchmesser e und f

(3) Schleifen

(4) Stanzen des verkleinerten Innendurchmessers g

(6) Wärmebehandlung (Abschrecken und Härten bzw. Vergüten)

(7) Korrektur der konischen Form

(8) Shot Peening (Schußhämmern)

Einwirken nur auf die konkave rückwärtige Oberfläche 1bj

(9) Wärmebehandlung,

HärtBn (Vergüten), wobei die Membranfeder in einem belasteten Zustand gehalten wird, und zwar unter Verwendung einer Einspannvorrichtung.

Die vorbeschriebene Wärmebehandlung nach Punkt 9 wird insbesondere dann angewandt, wenn die Kupplung unter erschwerten Bedingungen eingesetzt wirdi die auf diese Weise einem abschließenden Verfahren unterzogene Membranfeder wird durch die Kurve C in Fig. 3 dargestellt.

Es kann somit nicht nur die Lebensdauer des Ringes 16, was sin Brechen derselben betrifft, verbessert werden, sondern auch das Nachgabenwollen der Feder kann sehr stark verringert werden. Weiterhin ist der Vorteil gegeben, daß diB Anzahl von Arbeitsstunden für das Schußhämmern verringert werden kann auf die Hälftö> im Verlgeich zum Stande der Technik.

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Claims

ANSPRUCH

Membranfeder für Membranfeder-Kupplungen in Kraftfahrzeugen, bestehend aus einem als Feder wirkenden, kreisförmigen Ring (1B), von dem aus sich eine Vielzahl von Schwingfederlappen (7) in radialer Richtung, mit dem Ring einstückig, nach innen erstrecken, um als Ausrückhebel zu wirken, mit je einem Zapfenlock (8) zwischen zwei benachbarten Schwingfederlappen (7), wobei der sich radial nach irmnen erstreckende Rand des Ringes C16) zwischen Drahtringen (10,11) eingesetzt und von diesen getragen ist, die zwischen einer Kupplungsabdeckung (13) und dem Kopf eines Zapfens (12) vorgesehen sind, der an der KuppLungsabdeckung (13) festgelegt ist, und dessen (16) außen liegende,mit einer Druckplatte (2) in Kontakt bringbare Fläche (1b) als schußgehämmBrte Schicht (18) ausgebildet ist, während die von ihr abgewandte Fläche (1a) eine solche nicht aufweist.

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