DE3542492A1

DE3542492A1 - DIAPHRAGM SPRING FOR DRAWN DIAPHRAGM SPRING COUPLING

Info

Publication number: DE3542492A1
Application number: DE19853542492
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr Ing Lutz
Original assignee: Sachs Systemtechnik GmbH
Current assignee: ZF Sachs AG
Priority date: 1985-11-30
Filing date: 1985-11-30
Publication date: 1987-06-04
Also published as: GB8628636D0; GB2184199B; FR2590950B1; GB2184199A; FR2590950A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Membranfeder für eine gezoge ne Membranfeder-Kupplung, bestehend aus einem äußeren Befesti gungsbereich, mit welchem die Membranfeder fest an einem Bauteil wie z. B. einem Schwungrad befestigt ist, aus einem daran an schließenden Federbereich und sich nach radial innen fortsetzen den Federzungen zum Angriff eines Ausrücksystems.The invention relates to a diaphragm spring for a drawn ne diaphragm spring coupling, consisting of an outer fastening range with which the diaphragm spring firmly on a component such as B. is attached to a flywheel closing spring area and continue radially inwards the spring tongues to attack a release system.

Eine Membranfeder der obengenannten Ausführung ist beispielsweise aus der DE-OS 30 17 563 bekannt.A diaphragm spring of the above type is for example known from DE-OS 30 17 563.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Membranfedern der ge nannten Bauart hinsichtlich ihrer Lebensdauer zu optimieren.It is an object of the present invention, diaphragm springs of ge optimize the named design with regard to its service life.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Hauptanspruches gelöst. - Durch Anordnung einer Querschnittsver ringerung an der Membranfeder in einem umlaufenden Bereich radial außerhalb des Federbereiches auf der der Angriffsseite des Aus rücksystems abgewandten Seite wird erreicht, daß auf dieser von Zugspannungen belasteten Seite der Membranfeder die ungewünschten Auswirkungen von Kerbspannungen stark reduziert werden können. Desweiteren hat sich gezeigt, daß durch Verringerung des Quer schnittes im Bereich außerhalb des Federbereiches ein wesentlich geringeres Einspannmoment erzeugt wird, womit die in die Feder eingeleiteten inneren Spannungen erheblich herabgesetzt werden können. This object is achieved by the characteristics of Main claim solved. - By arranging a cross-sectional ver Radiation on the diaphragm spring in a circumferential area outside the spring area on the attack side of the off back system side is achieved that on this of Tension stresses the undesired side of the diaphragm spring Effects of notch stresses can be greatly reduced. Furthermore, it has been shown that by reducing the cross cut in the area outside the spring area a significant less clamping torque is generated, which in the spring initiated internal stresses can be significantly reduced can.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten sind in den Un teransprüchen festgelegt.Further advantageous design options are in the Un defined claims.

Die Erfindung wird anschließend an Hand verschiedener Ausfüh rungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:The invention is then based on various Ausfüh Rungsbeispiele explained in more detail. The individual shows:

Fig. 1 die obere Hälfte eines Längsschnittes durch eine Kupplung mit einer Membranfeder, die radial außerhalb ihres Feder bereiches eine Querschnittsverringerung aufweist; Figure 1 shows the upper half of a longitudinal section through a coupling with a diaphragm spring which has a cross-sectional reduction radially outside its spring area.

Fig. 2 die vergrößerte Darstellung des Außenbereiches einer Mem branfeder mit einer Querschnittsverringerung, die eine ge ringe Radialerstreckung aufweist; Fig. 2 is an enlarged view of the outer region of a membrane spring with a cross-sectional reduction that has a ge radial extension;

Fig. 3 die Teilansicht einer Membranfeder gem. Fig. 1; Fig. 3 is a partial view of a diaphragm according to. Fig. 1;

Fig. 4 die Teilansicht einer Membranfeder mit abgeänderter Außen kontur; Fig. 4 is a partial view of a diaphragm spring with a modified outer contour;

Fig. 5 die obere Hälfte eines Längsschnittes durch eine topfför mig ausgeführte Membranfeder; Fig. 5 shows the upper half of a longitudinal section through a membrane spring designed pot-shaped;

Fig. 6 eine gemessene Federkraftlinie. Fig. 6 is a measured spring force line.

Fig. 1 zeigt den Längsschnitt durch die obere Hälfte einer gezo genen Membranfeder-Kupplung in Prinzipdarstellung. Das Schwung rad 4 ist an einer nicht dargestellten Kurbelwelle einer Brenn kraftmaschine befestigt und dreht sich um die Drehachse 2+. Das Schwungrad 4 ist topfförmig ausgeführt und trägt an seiner der Brennkraftmaschine abgewandten Seite eine im wesentlichen eben ausgeführte Membranfeder 1. Die Membranfeder 1 ist in Richtung auf das Schwungrad 4 zu vorgespannt und belastet mit dieser Vor spannung eine Anpreßplatte 5, die in nicht näher dargestellter Weise drehfest, aber axial verlagerbar mit dem Schwungrad 4 ver bunden ist. Zwischen Anpreßplatte 5 und Schwungrad 4 ist eine Kupplungsscheibe 6 eingespannt. Die Membranfeder 1 weist - wie beispielsweise auch aus Fig. 3 ersichtlich - nach radial innen verlaufende Federzungen 8 auf, die sich vom Federbereich 9 aus erstrecken. Nach radial außen schließt sich an den Federbereich 9 ein Befestigungsbereich 10 an, der mit mehreren am Umfang verteil ten Befestigungsöffnungen 16 versehen ist, welche zum Anordnen von Befestigungsschrauben 7 vorgesehen sind. Zum Lösen der Kupp lungsscheibe 6 wird von der Innenseite her entsprechend dem Pfeil F über ein nicht dargestelltes Ausrücksystem eine Kraft auf die Enden der Federzungen aufgebracht, so daß die Membranfeder 1 sich konisch wölbt und die Anpreßplatte 5 in axialer Richtung frei gibt. Fig. 1 shows the longitudinal section through the upper half of a gezo gene diaphragm spring clutch in a schematic diagram. The flywheel 4 is attached to a crankshaft, not shown, of an internal combustion engine and rotates about the axis of rotation 2 +. The flywheel 4 is pot-shaped and carries a substantially flat diaphragm spring 1 on its side facing away from the internal combustion engine. The diaphragm spring 1 is biased in the direction of the flywheel 4 and loaded with this voltage before a pressure plate 5 , which is non-rotatably, but axially displaceable with the flywheel 4 a related party. A clutch disc 6 is clamped between the pressure plate 5 and the flywheel 4 . The diaphragm spring 1 - as can also be seen, for example, from FIG. 3 - has spring tongues 8 which extend radially inwards and extend from the spring region 9 . To the outside radially adjoins the spring region 9, a fastening region 10 which is provided with a plurality of fastening openings 16 distributed on the circumference, which are provided for arranging fastening screws 7 . To release the hitch be disc 6 is applied from the inside according to the arrow F via a release system, not shown, a force on the ends of the spring tongues, so that the diaphragm spring 1 bulges conically and the pressure plate 5 releases in the axial direction.

Der Befestigungsbereich 10 der Membranfeder 1 ist im Bereich ra dial außerhalb des Federbereiches 9 von der Materialstärke her deutlich dünner als die übrigen Bereiche der Membranfeder 1 ausge führt. Dabei ist die Innenseite der Membranfeder 1 ohne Änderun gen der Oberflächenstruktur im wesentlichen nach radial außen eben verlaufend, während die Außenseite um das Maß der Quer schnittsverringerung zurückversetzt ist. Der Übergangsbereich ist ausgerundet. Diese Ausbildung der Querschnittsverringerung ist deshalb vorteilhaft, weil auf der Innenseite, welche mit Druck spannungen belastet ist, der Querschnitt ohne Unterbrechung wei tergeführt wird und auf der Außenseite, die mit Zugspannungen be lastet ist, eine Querschnittsverringerung in Richtung auf die neutrale Faser vorgenommen wurde, so daß die Membranfeder 1 im Bereich der Druckspannungen höher belastet wird, wobei in diesem Bereich geringere Kerbspannungen auftreten.The fastening area 10 of the diaphragm spring 1 is in the area ra dial outside the spring area 9 of the material thickness significantly thinner than the other areas of the diaphragm spring 1 leads out. Here, the inside of the diaphragm spring 1 without changes in the surface structure is substantially radially outward, while the outside is set back by the amount of the cross-sectional reduction. The transition area is rounded. This design of the cross-sectional reduction is advantageous because on the inside, which is loaded with compressive stresses, the cross-section is continued without interruption and on the outside, which is loaded with tensile stresses, a cross-sectional reduction in the direction of the neutral fiber has been carried out. so that the diaphragm spring 1 is subjected to higher loads in the area of the compressive stresses, lower notch stresses occurring in this area.

Eine weitere Maßnahme zur gleichmäßigeren Einleitung der Momente in die Membranfeder ist das Anordnen von Entlastungsöffnungen im Bereich zwischen Federbereich 9 und Befestigungsbereich 10. Hier bei ist insbesondere auf Fig. 3 zu verweisen. Fig. 3 zeigt die Ansicht der Membranfeder 1 von der Außenseite her. Ausgehend vom Federbereich 9, erstrecken sich nach radial innen die Federzun gen 8 und nach radial außen der Befestigungsbereich 10. Im Befe stigungsbereich 10 sind mehrere Befestigungsöffnungen 16 am Um fang verteilt vorgesehen, desgleichen beispielsweise drei am Um fang verteilte Zentrieröffnungen 22. Die Membranfeder 1 ist im Anschluß an die radial äußere Begrenzung des Federbereiches 9 mit einer Querschnittsverringerung versehen, die beispielsweise durch Materialabtragung von der Vorderseite her oder schon bei der Warm- oder Kaltverformung durchgeführt wurde. Diese Querschnitts verringerung erstreckt sich bis zum Außendurchmesser 12 der Mem branfeder 1. Weiterhin sind in diesem Befestigungsbereich 10 ra dial außerhalb des Federbereiches 9 und radial innerhalb der Be festigungsöffnungen 16 Entlastungsöffnungen 13 bzw. 14 vorgese hen. Die Entlastungsöffnungen 13 befinden sich radial innerhalb des Bereiches der Befestigungsöffnungen 16 und sind umfangsmäßig größer als die Entlastungsöffnungen 14 ausgeführt. Diese Entla stungsöffnungen sorgen für eine gleichmäßigere Momenteneinleitung in die Membranfeder und zum Abbau von Belastungsspitzen.A further measure for the more even introduction of the moments into the diaphragm spring is the arrangement of relief openings in the area between the spring area 9 and the fastening area 10 . Here in particular reference is made to FIG. 3. Fig. 3 shows the view of the diaphragm spring 1 from the outside. Starting from the spring area 9 , the spring tongues 8 extend radially inward and the fastening area 10 extends radially outward. In the fastening area 10 , a plurality of fastening openings 16 are provided distributed around the circumference, and likewise, for example, three centering openings 22 distributed around the circumference. The diaphragm spring 1 is connected to the radially outer boundary of the spring region 9 with a reduction in cross section, which was carried out, for example, by material removal from the front or already during hot or cold working. This cross-sectional reduction extends up to the outer diameter 12 of the membrane spring 1 . Furthermore, in this mounting area 10 ra dial outside the spring area 9 and radially inside the loading openings 16 relief openings 13 and 14 hen hen vorgese. The relief openings 13 are located radially within the area of the fastening openings 16 and are designed to be larger in circumference than the relief openings 14 . These relief openings ensure a more even introduction of torque into the diaphragm spring and for the reduction of load peaks.

Fig. 2 zeigt den radial äußeren Bereich einer Membranfeder 1 in vergrößerter Darstellung. Bei dieser Ausführung ist zum Unter schied zur Membranfeder gemäß den Fig. 1 und 3 die Quer schnittsverringerung in einem radial begrenzten Bereich vorgese hen, der sich zwischen dem radial äußeren Ende des Federberei ches 9 und dem radial inneren Ende des Befestigungsbereiches 10 in Umfangsrichtung erstreckt. In diesem Bereich der Querschnitts verringerung sind ebenfalls Entlastungsöffnungen 13 - beispiels weise gem. Fig. 3 - vorgesehen. Fig. 2 shows the radially outer region of a diaphragm spring 1 in an enlarged view. In this embodiment, the difference from the diaphragm spring according to FIGS. 1 and 3, the cross-sectional reduction in a radially confined area vorgese hen extending between the radially outer end of the spring preparation ches 9 and the radially inner end of the attachment portion 10 in the circumferential direction. In this area of the cross-section reduction are also relief openings 13 - example according to. Fig. 3 - provided.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit einer Mem branfeder 2 dargestellt. Im Unterschied zur Membranfeder 1 gem. Fig. 3 ist hier der Befestigungsbereich in Umfangsrichtung nicht geschlossen ausgeführt, sondern die Anlenkung an das Schwungrad erfolgt durch Lappen 11, die jeweils mit einer Befestigungsöff nung 16 und mit einer Entlastungsöffnung 15, die zentrisch radial innerhalb der Befestigungsöffnung 16 angeordnet ist und sich um fangsmäßig über einen großen Teil der Erstreckung des Lappens 11 ausdehnt, versehen sind. Dabei sind die umfangsmäßigen Endberei che jeder Entlastungsöffnung 15 teilweise noch um die Befesti gungsöffnung 16 herumgezogen. Weiterhin sind beispielsweise drei am Umfang verteilte Zentrierlappen 21 vorgesehen, welche jeweils eine Zentrieröffnung 22 aufweisen.In Fig. 4 another embodiment of a Mem branfeder 2 is shown. In contrast to the diaphragm spring 1 acc. Fig. 3 is the fastening area in the circumferential direction is not closed, but the linkage to the flywheel is carried out by tabs 11 , each with a fastening opening 16 and with a relief opening 15 , which is arranged radially centrally within the fastening opening 16 and in terms of circumference extends over a large part of the extension of the flap 11 , are provided. The circumferential Endberei surface of each relief opening 15 are still partially drawn around the fastening opening 16 . Furthermore, three centering tabs 21 distributed around the circumference are provided, each of which has a centering opening 22 .

Durch Anordnung möglichst vieler am Umfang verteilter Befesti gungspunkte in Form der Lappen 11 und durch entsprechende Ausbil dung der Entlastungsöffnungen 15 wird eine äußerst gleichmäßige Einleitung der Momente in die Membranfeder 2 erreicht. Durch Ver ringerung des Materialquerschnittes radial außerhalb des Federbe reiches 9 auf der mit Zugspannungen belasteten Vorderseite wird eine wesentliche Verbesserung der Lebensdauer erzielt. By arranging as many distribution points around the circumference of fastening points in the form of the tabs 11 and by appropriate training of the relief openings 15 , an extremely uniform introduction of the moments into the diaphragm spring 2 is achieved. By reducing the material cross-section radially outside the Federbe area 9 on the front side loaded with tensile stresses, a significant improvement in life is achieved.

Fig. 5 zeigt die Ausführungsform einer Membranfeder 3, die insbe sondere mit einem eben ausgeführten Schwungrad Verwendung findet und durch ihre Topfform die Anpreßplatte und die Kupplungsscheibe umgreift. Zu diesem Zwecke weist die Membranfeder 3 einen im we sentlichen zylindrischen Bereich 18 auf, der die Verbindung zwi schen Befestigungsbereich 10 und Federbereich 9 herstellt. Nach radial innen ist der Federbereich 9 in üblicher Weise mit Feder zungen 8 versehen. Zwischen dem radial äußeren Ende des Federbe reiches 9 und dem im wesentlichen zylindrischen Bereich 18 ist ein bogenförmiger Übergangsbereich 17 vorgesehen, welcher die Querschnittsverringerung aufweist. Im bogenförmigen Übergangsbe reich 17 ist das Material der Membranfeder 3 von der Außenseite her schwächer ausgeführt und an den Übergangsbereichen ausgerun det. Gleichzeitig sind in diesem Bereich Entlastungsöffnungen 19 vorgesehen. Diese Entlastungsöffnungen 19 können sich auch bis in den zylindrischen Bereich 18 erstrecken. Aus dem zylindrischen Bereich 18 erstreckt sich in radialer Richtung der Befestigungs bereich 10 mit seinen Befestigungsöffnungen 16 und dem Außendurch messer 12. Die Funktion dieser Membranfeder 3 sowie die positiven Auswirkungen der Querschnittsverringerung im bogenförmigen Über gangsbereich 17 entsprechen den bisherigen Ausführungen. Fig. 5 shows the embodiment of a diaphragm spring 3 , which is used in particular with a specially designed flywheel and engages through its pressure plate and the pressure plate and the clutch disc. For this purpose, the diaphragm spring 3 has an essentially cylindrical region 18 which establishes the connection between the fastening region 10 and the spring region 9 . To the radially inside the spring region 9 is provided in the usual manner with spring tongues 8 . Between the radially outer end of the Federbe area 9 and the substantially cylindrical region 18 , an arcuate transition region 17 is provided, which has the reduction in cross section. In the arcuate transition region 17 , the material of the diaphragm spring 3 is made weaker from the outside and is located at the transition regions. At the same time, relief openings 19 are provided in this area. These relief openings 19 can also extend into the cylindrical region 18 . From the cylindrical region 18 extends in the radial direction of the fastening region 10 with its fastening openings 16 and the outer diameter 12th The function of this diaphragm spring 3 and the positive effects of the reduction in cross section in the arcuate transition region 17 correspond to the previous statements.

Durch die oben beschriebene Ausführung von Membranfedern der ge zogenen Bauart wird nicht nur eine deutliche Lebensdauererhöhung erzielt, sondern es wird ebenso eine für übliche Membranfedern ungewohnte Federkennlinie erreicht. Die Federkennlinie der darge stellten und beschriebenen Membranfedern ist entsprechend Fig. 6 im wesentlichen horizontal verlaufend und weist eine äußerst ge ringe Hysteresis auf. Die horizontal verlaufende Federkennlinie hat gegenüber den üblichen Federkennlinien von Membranfedern den großen Vorteil, über den gesamten Ausrückweg und den Verschleißweg einer Kupplung gleichbleibende Betätigungskräfte aufzuweisen.Due to the above-described design of diaphragm springs of the drawn type, not only is a significant increase in the service life achieved, but also a spring characteristic curve which is unusual for conventional diaphragm springs is achieved. The spring characteristic of the Darge presented and described diaphragm springs is essentially horizontal according to FIG. 6 and has an extremely low ring hysteresis. The horizontal spring characteristic has the great advantage over the usual spring characteristics of diaphragm springs that the actuation forces remain the same over the entire disengagement travel and the wear travel of a clutch.

Claims

1. diaphragm spring for a drawn diaphragm spring coupling, consisting best of an outer fastening area with which the diaphragm spring is firmly attached to a component such as. B. is attached to a flywheel, from an adjoining spring area and radially inward spring tongues for attacking a release system, characterized in that the diaphragm spring ( 1 , 2 , 3 ) in a circumferential area radially outside the spring area ( 9 ) Cross-sectional reduction, on the attack side of the release system (arrow F) facing away.

2. Diaphragm spring according to claim 1, characterized in that the cross-sectional reduction extends in the radial direction from the outer end of the spring region ( 9 ) to the outer diameter ( 12 ) of the diaphragm spring ( 1 ).

3. Diaphragm spring according to claim 2, characterized in that relief openings ( 13 , 14 , 15 ) are provided in the region radially outside the spring region ( 9 ) and radially within the fastening region ( 10 ).

4. Membrane spring according to claim 3, characterized in that the relief openings ( 13 , 14 ) are preferably provided radially within fastening openings ( 16 ).

5. Membrane spring according to claim 4, characterized in that the fastening area ( 10 ) consists of a plurality of circumferentially distributed, radially over the spring area ( 9 ) projecting tabs ( 11 ) be, each of which has a relief opening ( 15 ), the circumference more than 50% of the extent of the flaps ( 11 ).

6. Diaphragm spring according to claim 5, characterized in that the relief opening ( 15 ) on both sides of the fastening opening ( 16 ) is partially pulled around.

7. diaphragm spring according to claim 1, which is pot-shaped, characterized in that in the arcuate transition area ( 17 ) from the spring region ( 9 ) in the substantially zy-cylindrical region ( 18 ) the cross-sectional reduction is vorgese hen.

8. Diaphragm spring according to claim 7, characterized in that relief openings ( 19 ) are provided in the region radially outside the spring region ( 9 ) and radially within the fastening region ( 10 ).

9. Diaphragm spring according to claim 8, characterized in that the relief openings ( 19 ) are preferably arranged in the arcuate transition area ( 17 ).