DE3632884C2 - Gezogene Membranfederkupplung mit Schnappverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Membranfederkupplung der ge­ zogenen Bauart mit einer Schnappverbindung zwischen dem umlaufen­ den Lagerring des Ausrückers und einem an den Federzungenenden der Membranfeder angeordneten Bauteil, wobei beide Teile der Schnappverbindung mit einem konischen Sitz für einen Drahtring mit runden Querschnitt, der offen ausgeführt und im Bereich sei­ ner Öffnung an beiden Enden axial und radial abgekröpft ist und sich beim Zusammenfügen der Schnappverbindung am Bauteil gegen die Einschiebekraft beim Vergrößern des Durchmessers durch Auf­ laufen auf den Konus des konischen Lagerringes axial abstützt, ausgestattet sind (DE 35 37 788 A1).

Membranfederkupplungen der obengenannten Bauart sind bereits seit längerem in Betrieb. Dabei weist das Bauteil an den Federzungen­ enden Öffnungen auf, in welche ein Drahtring einerseits mit Schleifen und andererseits mit seinen freien Enden umfangsmäßig eingreift. Dabei hat es sich als unvorteilhaft herausgestellt, daß der Drahtring zur axialen Abstützung und Verdrehsicherung mit Schleifen, welche eine Unterbrechung der Kreisringform darstellen und die Dauerhaltbarkeit des Drahtringes negativ beeinflussen können, versehen ist.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Schnappver­ bindung einer Membranfederkupplung der obengenannten Bauart da­ hingehend zu verbessern, daß unter Beibehaltung der einfachen Montage und Demontage der Drahtring eine möglichst einfache, gleichmäßig belastete Gestalt erhält.

Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichen des Hauptanspruches ge­ löst. - Durch Anordnung eines Stützringes mit L-förmigem Quer­ schnitt im Bauteil, welcher sowohl die axiale Abstützung des Draht­ ringes als auch dessen Zentrierung vor dem Montagevorgang über­ nimmt, ist es möglich, einen Drahtring von sehr einfacher Gestalt und damit von hoher Festigkeit verwenden zu können.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungsmöglich­ keiten des Stützringes festgelegt. - So weist der Stützring drei am Umfang verteilte Haltelaschen auf, welche einerseits die axi­ ale Kraftabstützung für den Drahtring darstellen und andererseits mit Federlappen versehen sind, welche den Drahtring vor dem Zu­ sammenbau zentrieren. Die Haltelasche im Bereich der abgekröpften Enden des Drahtringes weist eine besondere Gestalt auf und ist mit zwei im Abstand voneinander angeordneten Federlappen verse­ hen.

Anschließend wird an Hand eines Ausführungsbeispieles die Erfin­ dung näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 die prinzipielle Anordnung einer gezogenen Membranfeder­ kupplung mit Schnappverbindung im Längsschnitt;

Fig. 2 und 3 das Bauteil und den Stützring in Ansicht und Längs­ schnitt in vergrößerter Darstellung;

Fig. 4 bis 6 Teilschnitte durch das Bauteil, den Stützring, den Drahtring und den umlaufenden Wälzlagerring mit Darstel­ lung des Montagevorganges;

Fig. 7 die vergrößerte Ansicht des Stützringes;

Fig. 8 bis 11 Ansichten bzw. Teilschnitte in vergrößerter Dar­ stellung gem. Fig. 7.

Fig. 1 zeigt den Längsschnitt durch die Druckplatte 1 einer gezo­ genen Membranfederkupplung zusammen mit dem Ausrücker 6 vor dem Zusammenbau von Motor und Getriebe. Die Druckplatte 1 besteht aus dem Kupplungsgehäuse 3 und der Anpreßplatte 2 sowie der Membran­ feder 4 mit ihren Federzungen 5. Im radial inneren Endbereich der Federzungen 5 ist an diesen ein Bauteil 11 befestigt, welches als Blechformteil ausgebildet ist. Es weist mehrere Nasen 10 auf, die die Zwischenräume zwischen den einzelnen Federzungen 5 durchdrin­ gen und nach radial innen abgewinkelt sind. Zwischen diesen Na­ sen 10 und den Federzungen 5 ist ein Ring 12 angeordnet, der das Bauteil 11 fest mit den Federzungen 5 verbindet. Im Bauteil 11 ist ein Drahtring 9 angeordnet, der offen ausgeführt ist und zwei Enden 16 aufweist, die erst axial und dann radial abgekröpft sind. Der umlaufende Wälzlagerring 7 des Ausrückers 6 ist in Rich­ tung auf die Druckplatte 1 verlängert ausgeführt und weist in seinem Endbereich einen Konus 13 auf. Der Konus 13 endet im Be­ reich seines größeren Durchmessers in einem konkaven Sitz 14 für den Drahtring 9. Das Bauteil 11 weist einen konischen Sitz 15 für den Drahtring 9 auf. Die Ausrückkraft eines nicht dargestellten Ausrücksystemes wirkt entsprechend Pfeil P auf den nicht umlaufenden Außenring 8 des Ausrückers 6 ein. Zur Montage von Motor und Getriebe wird die am Motor angeschraubte Druckplat­ te 1 und der mit dem Getriebe verbundene Ausrücker 6 in Achsrich­ tung aufeinander zubewegt, so daß der Konus 13 des Lagerringes 7 in das Bauteil 11 und in den Drahtring 9 eingeschoben wird. Der Drahtring 9 stützt sich dabei am Bauteil 11 in axialer Richtung ab. Durch seine offene Ausführung kann er sich während des Ein­ schubvorganges im Durchmesser auf dem Konus aufweiten und wandert somit bis zum konkaven Sitz 14, wobei er sich hierbei wieder elastisch im Durchmesser verkleinert. In diesem Zustand kann eine Ausrückkraft in Richtung des Pfeiles P vom Ausrücker 6 über den konkaven Sitz 14 auf den Drahtring 9 und von diesem über den konischen Sitz 15 im Bauteil 11 auf die Federzungen 5 der Mem­ branfeder 4 übertragen werden. Zum Lösen dieser Schnappverbindung werden die Enden 16 des Drahtringes 9 gespreizt und durch diese Durchmesservergrößerung kann der Ausrücker 6 aus dem Bauteil 11 herausgezogen werden.

Wie nachfolgend an Hand der übrigen Darstellungen näher erläutert wird, stützt sich der Drahtring 9 beim Montagevorgang von Druck­ platte 1 und Ausrücker 6 an einem Stützring 17 ab, dessen Ausbil­ dung und Anordnung im Bauteil 11 aus den Fig. 2 und 3 hervor­ geht. Fig. 2 zeigt die Ansicht des Bauteiles 11 mit eingebautem Stützring 17 von der Seite des Ausrückers her. Fig. 3 zeigt den Schnitt E-F gem. Fig. 2. Der Stützring 17 weist einen L-förmigen Querschnitt auf, wie noch später an Hand der nachfolgenden Figu­ ren näher zu erläutern ist. Der nach radial innen weisende Schen­ kel des Stützringes 17 dient als axiale Abstützung für den in dieser Figur nicht dargestellten Drahtring 9 während des Zusam­ menbaues der Schnappverbindung. Der andere Schenkel ist an einer zylindrischen Innenwand 20 des Bauteiles 11 in radialer Richtung geführt. Von dieser zylindrischen Innenwand 20 ausgehend, sind am Umfang im Bauteil 11 drei Aussparungen 25 bzw. 26 vorgesehen, welche in radialer Richtung bis zum Durchmesser der zylindrischen Innenwand 20 reichen. Der Durchmesser beträgt hierbei D. In diesen Aussparungen 25 und 26 verläuft jeweils eine Haltelasche 21 bzw. 22, die vom Stützring 17 ausgehen und mit diesem einteilig ausge­ führt sind. Diese Haltelaschen 21 bzw. 22 sind an der dem Aus­ rücker 6 zugewandten Stirnfläche des Bauteiles 11 nach radial au­ ßen abgewinkelt und übertragen somit die axiale Haltekraft für den Drahtring 9 während des Zusammenbaues. Die Haltelaschen 21 bzw. 22 sind dann noch ein zweites Mal in Achsrichtung umgewin­ kelt, um auch in radialer Richtung gegenüber dem Bauteil 11 ge­ führt zu sein. Aus dem Material der Haltelaschen 21 und 22 sind Federlappen 23 bzw. 24 ausgestanzt, welche nach radial innen vor­ gespannt sind, um den Drahtring 9 in einer zentrischen Lage zu fixieren. Das Bauteil 11 weist im Bereich der nach radial außen abgewinkelten Haltelaschen 21 bzw. 22 Flächen 27 bzw. 28 auf, die unterschiedlich stark zurückversetzt sind. Die Flächen 27 für die Haltelaschen 21 sind nur geringfügig zurückversetzt, während die Fläche 28 für die Haltelasche 22 in stärkerem Maße axial zu­ rückversetzt ist und auch eine größere umfangsmäßige Erstreckung aufweist. Dies dient im vorliegenden Falle dazu, die Enden 16 des Drahtringes 9 nach radial außen aus dem Bauteil 11 herauszufüh­ ren und über diese Enden 16 eine Verdrehsicherung gegenüber dem Bauteil 11 durch die umfangsmäßige Begrenzung 29 der Fläche 18 durchzuführen.

Die Einbausituation und der Zusammenbau von Druckplatte und Aus­ rücker wird in den Fig. 4 bis 6 dargestellt, welche jeweils einen Teilschnitt durch das Bauteil 11 und den Lagerring 7 wieder­ geben. Fig. 4 zeigt den Beginn des Zusammenbaues, indem der Aus­ rücker 6 mit dem Lagerring 7 in Richtung des Pfeiles E auf das Bauteil 11 zu bewegt wird. Der Drahtring 9 ist durch die Feder­ lappen 23 des Stützringes 17 in einer zentrischen Stellung fe­ dernd gehalten. Durch weiteres Einführen des Lagerringes 7 setzt sich der Drahtring 9 auf den Konus 13 auf und wird zusammen mit diesem in Richtung des Pfeiles E bis zum Schenkel 19 des Stütz­ ringes 17 mitgenommen. Durch die Abstützung des Drahtringes 9 am Schenkel 19 des Stützringes 17 wird der Drahtring 9 gezwungen, seinen Durchmesser auf dem Konus 13 zu vergrößern. Der größte Durchmesser des Drahtringes 9 wird gem. Fig. 5 erreicht, wenn dieser am Ende des Konus 13 angelangt ist. In dieser Stellung weist der Innendurchmesser des Drahtringes 9 einen Durchmesser d auf, der dem größten Durchmesser des Konus 13 entspricht. Der in Fig. 5 eingezeichnete Durchmesser D muß entsprechend größer aus­ geführt sein, und zwar um das doppelte Maß des Querschnittes des Drahtringes 9 und der Materialstärke des Schenkels 18 des Stütz­ ringes 17. Damit kann der Lagerring 7 weiter - entsprechend dem Pfeil E - in das Bauteil 11 eingeschoben werden, bis der Draht­ ring 9 infolge seiner Eigenspannung auf den konkaven Sitz 14 einschwenken kann, der im Anschluß an den Konus 13 angeordnet ist. Durch Zurückziehen des Ausrückers 6 in Richtung des Pfeiles Z gem. Fig. 6 kommt der Drahtring 9 zwischen dem konkaven Sitz 14 auf dem Lagerring 7 und dem konischen Sitz 15 im Bauteil 11 in seine ausrückkraftübertragende Position. Dabei ist festzuhalten, daß der Drahtring 9 durch Eigenspannung gem. Fig. 4 in unbelaste­ tem Zustand einen Durchmesser einnimmt, der im wesentlichen dem­ jenigen Durchmesser entspricht, den er in seiner kraftübertragen­ den Position gem. Fig. 6 einzunehmen hat, d. h., daß beim Einfüh­ ren des Drahtringes 9 in das Bauteil 11 dieser beispielsweise über seine Enden 16 im Durchmesser verkleinert werden muß, um den Bereich des Bauteiles 11 mit dem konischen Sitz 15 überwinden zu können.

In den Fig. 4 bis 6 ist ferner dargestellt, wie der Stützring 17 über die Haltelaschen 21 in den Aussparungen 25 des Bautei­ les 11 und über die nach radial außen zweimal umgewinkelten Rand­ teile 33 gehalten ist. Die Haltelaschen 21 liegen dabei an den zurückversetzten Flächen 27 des Bauteiles 11 an.

Fig. 7 zeigt nochmals den Stützring 17 in vergrößerter Darstel­ lung. Er weist einen umlaufenden Schenkel 18 auf, der zylindrisch zur gemeinsamen Drehachse der Druckplatte verläuft. Einstückig mit diesem ist der Schenkel 19 ausgebildet, der nach radial innen weist. Wie in Verbindung mit den Fig. 8 bis 11 zu erkennen ist, sind am Schenkel 18 - am Umfang gleichmäßig verteilt - drei Haltelaschen angeordnet. Zwei dieser Haltelaschen 21 sind bereits aus den Fig. 4 bis 6 bekannt. Sie verlaufen entspr. Fig. 11 als Schnitt A-B in Fortsetzung des Schenkels 18, um dann nach radial außen um etwa neunzig Grad abzuknicken. In diesem Abknick­ bereich enden die Haltelaschen 21 in drei verschiedenen Teilen, und zwar in einem umfangsmäßig größeren Mittelteil 32 und zwei umfangsmäßig kleineren Randteilen 33. Die Randteile 33 sind auch länger ausgeführt, so daß sie entsprechend den Fig. 4 bis 6 ein zweites Mal um etwa neunzig Grad abgewinkelt die Material­ stärke des Bauteiles 11 vollkommen umgreifen können. Das Mittel­ teil 32 lehnt sich lediglich an der Fläche 27 des Bauteiles 11 an. Aus seinem umfangsmäßig größeren Bereich ist ein Federlappen 23 ausgestanzt, der in Richtung auf den Schenkel 19 weist und nach radial innen ausgestellt ist.

Die dritte Haltelasche 22 unterscheidet sich deutlich von den beiden Haltelaschen 21. Sie ist im Bereich der umfangsmäßig und axial größer ausgeführten Fläche 28 des Bauteiles 11 angeordnet. Wie insbesondere aus den Fig. 8 und 9 ersichtlich, ist die Hal­ telasche mit zwei Federlappen 24 einteilig ausgeführt, die sich jeweils in Umfangsrichtung der Haltelasche 22 befinden. Durch ei­ nen Freistanzschnitt 31 sind die Federlappen 24 derart ausgebil­ det, daß sie ebenfalls in Richtung auf den Schenkel 19 zu federnd ausgebildet sind. Sie weisen voneinander einen Abstand auf, der größer als der Abstand der beiden Enden 16 des Drahtringes 9 ist. Damit ist gewährleistet, daß der Drahtring 9 auch im Bereich sei­ ner Enden 16 exakt über die Federlappen 24 geführt werden kann. Die Haltelasche 22 geht in ein Endteil 34 über, welches nach ra­ dial außen verläuft und im Prinzip so angeordnet ist, wie es das Randteil 33 der Haltelaschen 21 gemäß den Fig. 4 bis 6 ist.

Wie weiterhin insbesondere aus den Fig. 7 bis 10 ersichtlich, reichen die Freistanzschnitte 31 der Federlappen 24 durch das Material des Schenkels 18 bis unmittelbar an den Schenkel 19 heran. Um die Formsteifigkeit des Stützringes 17 in diesem Be­ reich zu erhalten, ist daher vorgesehen, aus dem Schenkel 19 Lap­ pen 30 um neunzig Grad auszustellen, welche in Richtung des Pfei­ les E gem. Fig. 5 vom Schenkel 19 wegweisen. Diese Lappen 30 wei­ sen eine umfangsmäßige Erstreckung auf, die größer als die um­ fangsmäßige Erstreckung der Freistanzschnitte 31 ist. Dadurch ist an dieser Stelle die axiale Belastungsmöglichkeit des Stützrin­ ges 17 erhalten.

Der in den Fig. 2 bis 11 beschriebene Stützring wird einteilig aus einem federnden Blechmaterial hergestellt und ermöglicht die axiale Abstützung und die radiale Zentrierung eine sehr einfache Gestalt des Drahtringes. Dieser Drahtring ist dadurch in der La­ ge, sowohl eine hohe Belastung aufzunehmen als auch über die En­ den 16 leicht aus seiner Verankerung gelöst zu werden, um die Schnappverbindung wieder zu öffnen.

Claims (8)

1. Membranfederkupplung der gezogenen Bauart mit einer Schnapp­ verbindung zwischen dem umlaufenden Lagerring des Ausrückers und einem an den Federzungenenden der Membranfeder angeordne­ ten Bauteil, wobei beide Teile der Schnappverbindung mit einem konischen Sitz für einen Drahtring mit rundem Querschnitt, der offen ausgeführt und im Bereich seiner Öffnung an beiden Enden axial und radial abgekröpft ist und sich beim Zusammenfügen der Schnappverbindung am Bauteil gegen die Einschubkraft beim Vergrößern des Durchmessers durch Auflaufen auf den Konus des konischen Lagerringes axial abstützt, ausgestattet sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Bauteil (11) ein Stützring (17) mit L-förmigem Querschnitt zumindest in Einschubrichtung (E) fixiert angeordnet ist, und zwar im Abstand vom konischen Sitz (15) in Einschubrichtung hinter diesem, der eine Schenkel (18) an einer zylindrischen Innenwand (20) des Bauteiles (11) geführt ist, deren Durchmesser (D) etwa um die doppelte Materialstärke des Drahtringes (9) und des Schenkels (18) größer als der größte Durchmesser (d) des Konus (13) des Lagerringes (7) ist, der andere Schenkel (19) nach radial in­ nen weist - als axialer Anschlag für den Drahtring (9) beim Zusammenfügen -, mehrere am Umfang verteilte Haltelaschen (21, 22) vom einen Schenkel (18) ausgehend in Richtung auf den Aus­ rücker (6) zu in einer entsprechenden Aussparung (25, 26) im Bauteil (11) verlaufen und dessen Stirnfläche nach radial außen hin umgreifen und mit diesen Haltelaschen (21, 22) zusammen­ hängend Federlappen (23, 24) vorgesehen sind, die nach radial innen federnd ausgebildet sind und vor dem Zusammenfügen den Drahtring (9) in einer zentrischen Position halten.

2. Membranfederkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche des Bauteiles (11) im Bereich der Haltela­ schen (21, 22) axial zurückgesetzte Flächen (27, 28) aufweist.

3. Membranfederkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der zurückgesetzten Flächen (28) sowie die entsprechende Aussparung (26) im Bauteil (11) umfangsmäßig größer ausgeführt ist - zur Anordnung der beiden abgekröpften freien Enden (16) des Drahtringes (9).

4. Membranfederkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eine zurückgesetzte Fläche (28) um ein größeres Maß axial zurückgesetzt ist als die übrigen zurückgesetzten Flächen (27) und die umfangsmäßige Begrenzung (29) als Verdrehanschlag für die Federenden (16) ausgebildet ist.

5. Membranfederkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit der in der weiter zurückgesetzten Fläche (28) angeordneten Haltelasche (22) zwei Federlappen (24) einteilig ausgeführt sind, die sich von der Haltelasche (22) ausgehend umfangsmäßig entgegengesetzt erstrecken und etwa im Abstand der Aussparung (26) eine Neunzig-Grad-Wendung ausführen und in Richtung auf den anderen Schenkel (19) zu und bis unmittelbar an diesen heranreichen.

6. Membranfederkupplung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Bereich der Freistanzschnitte (31) für die zwei Federlappen (24) am anderen Schenkel (19) des Stützringes (17) Lappen (30) um neunzig Grad vom Ausrücker (6) wegweisend abge­ winkelt sind.

7. Membranfederkupplung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß vorzugsweise drei Haltelaschen (21, 22) um jeweils ca. 120° versetzt vorgesehen sind, von denen zwei (21) gleich ausgeführt sind und aus diesen jeweils ein Federlappen (23) freigestanzt ist, der im Bereich des Überganges von der axial verlaufenden Haltelasche (21) in den Bereich der radialen Abwinkelung seinen Wurzelbereich aufweist und mit seinem freien Ende bis zum anderen Schenkel (19) reicht.

8. Membranfederkupplung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die beiden gleich ausgeführten Haltelaschen (21) vom Bereich der radialen Abwinkelung aus dreigeteilt sind mit einem breiteren Mittelteil (32) und zwei schmäleren Randteilen (33), welche zur radialen Fixierung in einer zweiten Abwinkelung das Material des Bauteiles (11) U-förmig umgreifen.