DE3428001A1

DE3428001A1 - Kreisringfoermiges, federndes, tellerfederartiges bauteil

Info

Publication number: DE3428001A1
Application number: DE19843428001
Authority: DE
Inventors: Johann 7580 Bühl Jäckel
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Priority date: 1984-07-28
Filing date: 1984-07-28
Publication date: 1986-01-30
Also published as: JPS6141029A; FR2568337A1

Description

LuK Lamellen und

Kupplungsbau GmbH

Industriestraße 3 PT/Ro/mai

7580 Bühl 0492

27.07.1984

Kreisringförmiges, federndes, tellerfederartiges Bauteil

Die Erfindung bezieht sich auf ein kreisringförmiges, federndes, in seiner Konizität veränderbares, tellerfederartiges Bauteil als Betätigungselement, v/ie insbesondere für eine Reibungskupplung.

Solche tellerfederartige Bauteile können derart ausgelegt werden, daß sie die zur Übertragung des gewünschten Momentes erforderliche Schließkraft der Reibungskupplung aufbringen, sie eignen sich aber auch in besonders vorteilhafter Weise als Hebel elemente zur Übertragung von Schließkräften auf Kupplungen, wie sie beispielsweise in

TO automatischen Getrieben verwendet werden. Bei derartigen Kupplungen wird in vielen Fällen die Schließkraft der Kupplung durch einen , zum Beispiel hydraulisch betätigten Kolben aufgebracht und mittels einer Hebel Übersetzung vergrößert. Hierfür sind zum Beispiel durch die DE-OS 3 024 196 ringscheibenförmige Hebel elemente vorgeschlagen worden, die über den Umfang gleichmäßig verteilte Stäbe umfassen, welche durch ein elastisches, gummi artiges Material zusammengehalten werden. Solche ringscheibenförmige Hebel elemente sind jedoch sehr aufwendig in der Herstellung und daher teuer, da sie aus mehreren Bestandteilen sowie verschiedenen Werkstoffen zusammengesetzt sind.

Diese DEOS schlägt weiterhin vor, das ringscheibenförmige Hebelelement aus Draht herzustellen, der zu einer mäanderförmig gebogenen Drahtringscheibe verformt wird. Bei einer solchen Ausführungsform sind jedoch große Probleme bezüglich der Maßhaltigkeit, das heißt der Toleranzeinhaltung, vorhanden, da die Drahtringscheibe aus einem Federstahl draht gebogen werden muß, welcher nach dem Abbiegen eine große Rückfederung aufweist, die in der Großserienfertigung schwierig zu beherrschen ist.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein kreisringförmiges, federndes, in seiner Konizität veränderbares, tellerfederartiges Bauteil zu schaffen, das sich in besonders einfacher, rationeller und preiswerter Weise herstellen läßt, das sich weiterhin zur Betätigung von in automatischen Getrieben von Kraftfahrzeugen eingebauten Reibungskupplungen, wie zum Beispiel Lamellenkupplungen, besonders eignet sowie eine hohe Lebensdauer besitzt und einen besseren Gesamtwirkungsgrad der Reibungskupplung ermöglicht.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einem kreisringförmigen, federnden, in seiner Konizität veränderbaren, teilerfederartigen Bauteil der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß der kreisringförmige Bereich durch einander abwechselnd folgende, zumindest annähernd radial verlaufende Schlaufen und zumindest annähernd radial verlaufende hebelartige Abschnitte, die untereinander zusammenhängen , gebildet ist. Ein solches Bauteil kann in vorteilhafter Weise als geschlossene, kreisringförmige Einheit aus Bandmaterial herausgestanzt werden. Zweckmäßig kann es dabei sein, wenn einer

Schlaufe jeweils ein Hebel folgt, wobei es dabei vorteilhaft sein kann, wenn die Hebel und die Schlaufen sich zumindest annähernd über den gleichen radialen Bereich erstrecken. Für manche Anwendungsfälle kann es dabei angebracht sein, wenn die Schlaufen ihre Schlinge radial außen haben und radial innen mit den hebelartigen Abschnitten verbunden sind. Für andere Anwendungsfälle kann es jedoch auch zweckmäßig sein, wenn die Schlaufen ihre Schlinge radial innen haben und radial außen in die hebel artigen Abschnitten übergehen. Für bestimmte Anwendungsfälle kann es aber auch vorteilhaft sein, wenn die radiale Erstreckung der Schlaufen geringer ist als die der Hebel, das heißt, daß bei radial innen in die Hebel übergehenden Schlaufen die äußeren Bereiche der Schlaufen gegenüber den äußeren Bereichen der Hebel zurückversetzt sind. Die Schlaufen und/oder Hebel können dabei in vorteilhafter Weise in Bezug auf eine durch die Mitte des kreisringförmigen Bauteiles verlaufende Gerade symmetrisch ausgebildet sein.

Der Vorteil eines erfindungsgemäßen Betätigungselementes besteht darin, daß die Funktionen der elastischen bzw. federnden Nachgiebigkeit und der axialen Übertragbarkeit einer Kraft durch Verteilung auf verschiedene Bereiche des Betätigungselementes voneinander getrennt sind. Somit können die die Betätigungskraft übertragenden Hebel und die diese Hebel zusammenhaltenden, federnden Schlaufen in Bezug auf die ihnen zugedachten Funktion optimal ausgelegt werden. Dies ist von besonderem Vorteil bei Verwendung eines solchen kreisringförmigen Bauteils für die Betätigung von in automatischen Getriebe von Kraftfahrzeugen vorhandenen Reibungskupplungen, wie Lamellenkupplungen, die zur Übertragung eines Dreh-

momentes durch einen hydraulischen oder pneumatischen Betätigungskolben, der am kreisringförmigen Bauteil angreift, geschlossen werden, da die Hebelarme des kreisringsförmigen Bauteiles derart ausgeschaltet werden können, daß sie sich mit einem radial äußeren Bereich an einem mit dem Getriebegehäuse axial festen Teil abstützen, an ihrem radial inneren Bereich durch den Betätigungskolben beaufschlagt werden und weiterhin mit einem dazwischenliegenden Bereich eine axial verschiebbare Kupplungsdruckplatte bzw. einen Druckring beaufschlagen. Bei dem erfindungsgemäßen kreisringförmigen Bauteil können also die Kräfte unmittelbar durch die Hebelarme auf die Druckplatte bzw. den Druckring der Kupplung übertragen werden. Somit kann durch eine entsprechend steife Ausgestaltung der Hebelarme ein Betätigungsverlust infolge Durchbiegung dieser Hebelarme und eine Verschlechterung des Wirkungsgrades einer mit einem solchen kreisringförmigen Bauteil ausgerüsteten Reibungskupplung vermieden werden.

Zweckmäßig kann es weiterhin sein, wenn die die Hebelarme verbindenden Schlaufen derart aufgestellt und dimensioniert sind, daß sie die Rückstellung des Betätigungskolbens während der Öffnung der Reibungskupplung durch Drucksenkung des Betätigungsmediums sicherstellen können. Da die zur Rückstellung des Betätigungskolben erforderliche Kraft gegenüber der zur Erzeugung des von der Kupplung zu übertragenden Drehmomentes notwendigen Kraft verhältnismäßig klein ist, kann das erfindungsgemäße kreisringförmige, federnde Bauteil spannungstechnisch optimal ausgelegt und daher dessen Lebensdauer wesentlich erhöht werden. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann es dabei besonders vor-

teil haft sein, wenn - zumindest in entspanntem Zustand der Tellerfeder bzw. des kreisringförmigen, tellerfederartigen Bauteils die hebel artigen Abschnitte und die Schlaufen - über den Umfang betrachtet - auf unterschiedlichem Höhenniveau liegen. Dies kann zum Beispiel dadurch erzielt werden, daß den Schlaufen und den Hebeln ein unterschiedlicher Aufstellwinkel, das heißt eine verschieden verlaufende Konizität gegeben wird. Durch diese Maßnahme kann sichergestellt werden, daß die Schiingenbereiehe der Schlaufen nicht an den Kupplungsabstützbereichen für die Hebel auflagern, wodurch die Schlaufen sich frei verformen können und in diesen keine zusätzlichen Spannungen entstehen.

Um die Hebel besonders steif auszugestalten und somit den Wirkungsgrad eines erfindungsgemäßen Betätigungselementes noch weiter zu vergrößern, kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die Hebel bzw. die hebelartigen Bereiche eine in ihre Längserstreckung verlaufende Sicke besitzen, wobei es dabei angebracht sein kann, wenn eine derartige Sicke wenigstens annähernd in radialer Richtung verläuft.

Ein kreisringförmiges, federndes, in seiner Konizität veränderbares tellerfederartiges Bauteil gemäß der Erfindung kann, wie bereits erwähnt, in besonders vorteilhafter Weise bei einer Kupplung Verwendung finden. Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn die radial äußeren Bereiche der Hebel an einem Gehäuse zwischen zwei Abwälzauflagen schwenkbar gelagert sind, radial innere Bereiche der Hebel durch ein Betätigungselement, wie insbesondere einen Betätigungskolben beaufschlagbar sind und die Hebel mit einem

dazwischenliegenden Bereich die Druckplatte der Kupplung beaufschlagen, wobei in vorteilhafter Weise die Schlaufen gegenüber den Bereichen der Hebel, welche die Druckplatte der Kupplung beaufschlagen, axial zurückversetzt sind, so daß sie auch während der Änderung der Konizität des elastischen Bauteils praktisch nie an der Druckplatte zur Anlage kommen.

Bei einer Kupplung mit einem erfindungsgemäßen teilerfederartigen Bauteil kann es weiterhin angebracht sein, wenn die radial äußeren Bereiche der Hebel an einem Gehäuse zwischen zwei Abwälzauflagen schwenkbar gehaltert sind, wobei die Schlaufen in vorteilhafter Weise in allen Phasen der sich verändernden Konizität möglichst berührungslos bleiben mit anderen Bauteilen, insbesondere den Abwälzauflagen, das heißt, daß die Schlaufen sich kraftmäßig nicht an den Abwälzauflagen abstützen, also an der Hebelfunktion nicht beteiligt sind. Dadurch wird sichergestellt, daß die Schlaufen sich frei verformen können bzw. während der Änderung der Konizität des teilerfederartigen Bauteils auftretende Verformung der Schlaufen wird nicht beeinträchtigt, wodurch keine zusätzlichen Spannungen in die Schlaufen eingleitet werden. _r

Um eine Berührung der Schlaufen mit den Abwälzauflagen zu vermeiden, kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die Dicke der Bereiche der

Schlaufen, welche sich zwischen den Abwälzauflagen erstrecken, geringer ist als der Abstand zwischen diesen Abwälzauflagen, und wenn das

kreisringförmige, federnde, in seiner Konizität veränderbare tellerfederartige Bauteil derart ausgebildet ist, daß die Schlaufen zwischen den Abwälzauflagen eine Zwischenposition einnehmen, das heißt, daß zwischen den Schlaufen und den Abwälzauflagen ein, wenn auch nur geringer Abstand vorhanden ist.

Anhand der Figuren 1 und 2 sei die Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt:

Figur 1 ein teilweise dargestelltes, erfindungsgemäßes, kreisringförmiges Bauteil in Ansicht,

Figur 2 einen Schnitt gemäß der Linie II der Figur 1 in vergrößertem Maßstab

Das in den Figuren dargestellte, kreisringförmige, federnde, in seiner Konizität veränderbare, tellerfederartige Bauteil 1 besitzt Hebel 2 sowie diese zusammenhaltende Schlaufen 3. Wie aus Figur 1 zu entnehmen ist, sind die Hebel 2 und die Schlaufen in Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet, so daß eine Schlaufe jeweils zwischen zwei Hebeln 2 angeordnet ist und umgekehrt. Die Schlaufen 3 weisen zwei Schenkel 3a, 3b auf, die im wesentlichen radial verlaufen und deren radial äußere Enden durch eine Schlinge 3c miteinander verbunden sind. Die Schenkel 3a, 3b der Schlaufen 3 sind an ihren radial inneren Enden mit den ihnen jeweils benachbarten Hebeln 2 über einen bogenförmigen bzw. gekrümmten Bereich 4a, 4b verbunden. Die Schlaufen 3 sind derart ausgebildet, daß zwischen deren Schenkeln 3a, 3b jeweils ein Schlitz 5 vorhanden ist, der radial innen in eine zentrale Ausnehmung 6 und radial außen in eine durch die Schlingen 3c gebildete Ausnehmung bzw. Erweiterung mündet. Zwischen den einzelnen Hebeln 2 und den Schlaufen 3 sind

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ebenfalls Schlitze 8,9 vorhanden, deren Form durch die äußere Kontur des tellerfederartigen Bauteils bzw. der Kontur der Hebel und der Schlaufen definiert ist. Wie aus Figur 1 weiterhin zu entnehmen ist, besitzen die Hebel 2 einen radial äußeren, im wesentlichen rechteckförmigen Abschnitt 2a und einen radial weiter innen liegenden Abschnitt 2b, der sich keil artig nach innen hin verschmälert und der über die bogenförmigen Bereiche 4a, 4b mit den Schlaufen 3 verbunden ist.

Um die Hebel Z in ihrer Längs- bzw. radialen Erstreckung zu versteifen, sind Sicken 10 eingeprägt, wobei diese nur über einen Teilbereich der radialen Erstreckung der Hebel 2 verlaufen. Die Sicken 10 enden radial innerhalb der äußeren Kontur der Hebel 2.

Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, weisen die Hebel 2 und die Schlaufen 3 einen - in Achsrichtung betrachtet - unterschiedlichen Niveauverlauf auf bzw. die Hebel 2 und die Schlaufen 3 liegen - über den Umfang betrachtet - auf unterschiedlichem axialen Höhenniveau. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel verlaufen die Schlaufen 3 gegenüber einer zur Achse 11 senkrechten Ebene flacher als die Hebel 2. Das bedeutet, daß der Aufstellwinkel der Schlaufen 3 kleiner ist als der Aufstellwinkel der Hebel 2.

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In Figur 2 ist weiterhin angedeutet, wie das Bauteil 1 zur Betätigung einer Reibungskupplung wirkt. Radial außen stützt es sich über die Hebel 2 an einem Gehäuse 12 schwenkbar ab ' und ist durch einen radial innen an den Hebeln 2 angreifenden Betätigungskolben 13 um den Durchmesser 12a verstülpbar. Dabei beaufschlagen die Hebel 2 mit einem radial dazwischenliegenden Bereich 14 eine Kupplungsdruckplatte 15.

Die Schlaufen 3 sind gegenüber den Bereichen 14 der Hebel 2, die die Druckplatte 15 beaufschlagen, axial zurückversetzt, so daß sie auch während der Änderung der Konizität des elastischen Bauteils 1, das heißt beim Verstülpen dieses Bauteils 1 nicht an der Kupplungsdruckplatte 15 zur Anlage kommen und somit sich frei verformen können. Die schwenkbare Lagerung des elastischen Bauteils am Gehäuse 12 erfolgt, indem die äußeren Endbereiche der Hebel 2 zwischen zwei Abwälzauflagen 16, 17, die mit dem Gehäuse 12 fest sind, axial festgelegt werden. Der Abstand zwischen den Abwälzauflagen 16, 17 ist größer als die Dicke der Schlaufen 3, so daß diese nicht zwischen den Abwälzauflagen verspannt sind, sondern lediglich mit einer solchen Abwälzauflage in Berührung kommen können. Normalerweise ist das elastische Bauteil jedoch derart ausgebildet, daß die Schlaufen 3 stets, das bedeutet auch während der Änderung der Konizität des Bauteils, eine Zwischenstellung zwischen den beiden Abwälzauflagen 16 , 17 einnehmen, wodurch sichergestellt werden kann, daß

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die Schlaufen mit keiner der Abwälzauflagen in Berührung kommen. Dies ist ebenfalls vorteilhaft für das federnde Bauteil, da die während der Änderung der Konizität des Bauteils 1 auftretende Verformung der Schlaufen 3 nicht beeinträchtigt wird und somit keine zusätzlichen Spannungen in diese federnde Schlaufen eingeleitet werden.

Zur Erreichung dieses Zweckes kann das tellerfederartige Bauteil 1 aber auch derart ausgebildet sein, daß die Schlaufen 3 radial vor den Auflagen 16, 17 enden, das heißt kürzer sind als die Hebel

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Claims

LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH Industriestraße 3 PT/Ro/mai Postfach 13 60 Bühl/Baden 27.07.1984 Patentansprüche

1. Kreisförmiges, federndes, in seiner Konizität veränderbares, tellerfederartiges Bauteil als Betätigungselement, wie insbesondere für eine Reibungskupplung, dadurch gekennzeichnet, daß der kreisringförmige Bereich durch einander abwechselnd folgende, zumindest annähernd radial verlaufende Schlaufen (3) und zumindest annähernd radial verlaufende hebelartige Abschnitte (2), die untereinander zusammenhängen, gebildet ist.

2. Kreisförmiges, federndes, in seiner Konizität veränderbares, tellerfederartiges Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer Schlaufe (3) jeweils ein Hebel (2) folgt.

3. Kreisförmiges, federndes, in seiner Konizität veränderbares, tellerfederartiges Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlaufen (3) ihre Schlinge (3c) radial außen haben und radial innen (bei 4a, 4b) mit den hebel artigen Abschnitten (2) verbunden sind.

4. Kreisförmiges j federndes, in seiner Konizität veränderbares, tellerfederartiges Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schlaufen ihre Schlingen radial innen haben und radial außen in die hebel artigen Abschnitte übergehen.

5. Kreisförmiges, federndes, in seiner Konizität veränderbares, tellerfederartiges Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis ,4, dadurch gekennzeichnet, daß - zumindest in entspanntem

Zustand des Bauteils (1) - die hebelartigen Abschnitte (2)
und die Schlaufen (3) - über den Umfang betrachtet - auf
unterschiedlichem Höhenniveau liegen.

6. Kreisförmiges, federndes, in seiner Konizität veränderbares, tellerfederartiges Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die hebelartigen Bereiche (2) eine in ihre Längsrichtung verlaufende Sicke (10) besitzen.

7. Kreisförmiges, federndes, in seiner Konizität veränderbares, tellerfederartiges Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die hebel artigen Abschnitte (2) zumindest eine in wenigstens annähernd radialer Richtung
verlaufende Sicke (10) besitzen.

8. Kreisförmiges, federndes, in seiner Konizität veränderbares, tellerfederartiges Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Erstreckung der Schlaufen (3) geringer ist als die der Hebel (2)

9. Kreisförmiges, federndes, in seiner Konizität veränderbares, teilerfederartiges Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Bereiche der Schlaufen (3c) gegenüber den äußeren Bereichen (2a) der Hebel radial zurückversetzt sind.

10. Reibungskupplung mit einem kreisringförmigen, federnden, in seiner Konizität veränderbaren teilerfederartigen Bauteil, nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die radial äußeren Bereiche der Hebel an einem Gehäuse zwischen zwei Abwälzauflagen schwenkbar gelagert sind, radial innere Bereiche der Hebel durch ein Betätigungselement, wie insbesondere einen Betätigungskolben beaufschlagbar sind und die Hebel mit einem dazwischenliegenden Bereich die Druckplatte der Kupplung beaufschlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlaufen (3) gegenüber den Bereichen (H) der Hebel (2), welche die Druckplatte (15) der Kupplung beaufschlagen, axial zurückversetzt sind, so daß sie auch während der Änderung der Konizität des elastischen Bauteils nicht an der Druckplatte zur Anlage kommen.

11. Reibungskupplung mit einem kreisförmigen, federnden, in seiner Konizität veränderbaren teilerfederartigen Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die radial äußeren Bereiche der Hebel an einem Gehäuse zwischen zwei Abwälzauflagen schwenkbar gehaltert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlaufen (3) in allen Phasen der sich verändernden Konizität möglichst berührungslos bleiben mit anderen Bauteilen, insbesondere den Abwälzauflagen.

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12. Reibungskupplung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Bereiche der Schlaufen (3), welche sich zwischen den Abwälzauflagen (16, 17) erstrecken, geringer ist als der Abstand zwischen diesen Abwälzauflagen und das kreisringförmige, federnde, in seiner Konizität veränderbare teilerfederartige Bauteil (1) derart ausgebildet ist, daß die Schlaufen zwischen den Abwälzauflagen eine Zwischenposition einnehmen.