DE3930531A1 - Einblocknabe, insbesondere fuer ein kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Einblocknaben mit Querflansch, die mit Ausstülpungen und am äußeren Kreisumfang mit Öffnungen versehen sind, von denen einige zur Aufnahme am Kreisumfang wirksamer elas­ tischer Mittel dienen, für einen Drehschwingungs­ dämpfer, insbesondere für eine Kraftfahrzeug- Kupplungsscheibe.

Eine Nabe dieser Art ist in den Dokumenten US-A-40 88 212 (DE-A- 27 38 860) beschrieben.

Dabei wird die Nabe mit den Ausstülpungen durch Tiefziehen aus einer Blechtafel hergestellt.

Die Ausstülpungen sind an der Innenperipherie des Flanschs zur Zentrierung als Bestandteil des Dreh­ schwingungsdämpfers angeordnet.

Der Hauptnachteil liegt in diesem Falle darin, daß der Nabenflansch in Höhe der Ausstülpungen eine geringere Dicke aufweist und daß seine Fasern an dieser Stelle abgeschert sind.

Die mechanische Festigkeit ist daher nicht so groß wie gewünscht.

Außerdem ist es nicht möglich, die Ausstülpungen an beliebiger Stelle anzubringen, da ihre Form von dem Tiefziehvorgang beeinflußt wird und von der Dicke des Flanschs abhängt.

Es ist ganz allgemein wünschenswert, die mechanische Festigkeit des Flanschs zu verbessern. Eine der Lösungen, wie sie im Dokument GB-A-8 12 001 beschrie­ ben ist, besteht in einer Verdickung der Innenperi­ pherie des Flanschs zu Lasten des Raums, der in Längsrichtung zwischen dem Flansch und den am Dreh­ schwingungsdämpfer vorhandenen Führungsscheiben zur Verfügung steht.

Eine andere Lösung, wie sie im Dokument US-A-41 90 142 beschrieben ist, besteht darin, die Einblocknabe zu halbieren, was zuweilen eine Vergrößerung der radi­ alen Abmessung des Drehschwingungsdämpfers erforder­ lich macht.

Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, diese Schwierigkeiten zu beseitigen und somit eine Ein­ blocknabe mit Ausstülpungen großer Festigkeit zu schaffen, wobei gleichzeitig weitere Vorteile er­ zielt werden.

Gemäß der Erfindung besteht die Einblocknabe aus einem gepreßten Element mit einem Flansch, der in Überdicke mit Ausstülpungen versehen ist, welche in Nähe der genannten Umfangsöffnungen des Flanschs Verstärkungen bilden.

Dank der Erfindung kann die Lebensdauer des Dämpfers sowie seine Robustheit verbessert werden, ohne die radiale Abmessung des Dämpfers zu vergrößern, indem in Höhe der Innenperipherie des Flanschs Raum frei­ bleibt.

Man wird verstehen, daß die Dicke des Flanschs nicht verringert ist und daß dieser außerhalb der Ausstül­ pungen eine gleichbleibende Dicke aufweisen kann, was sich günstig auf die Verminderung der Trägheits­ kräfte auswirkt, und daß in den schwachen Zonen Ver­ stärkungen angebracht sind.

Nach einem Merkmal der Erfindung wird die Einblock­ nabe nach einem Verfahren hergestellt, welches da­ durch gekennzeichnet ist, daß man von einem Metall­ block ausgeht, diesen in ein Untergesenk einlegt, welches in der Mitte mit einer Aufnahme für den ge­ nannten Block und auf der Oberseite seitlich mit wenigstens einer Vertiefung versehen ist, daß man dann mit Hilfe eines sich hin- und herbewegenden Stempels das Metall des Blocks unter Druck zum Fließen bringt, um die genannte Vertiefung auszufül­ len, so daß durch plastische Verformung die Nabe entsteht.

Man wird verstehen, daß die Metallfasern nicht ge­ brochen werden und daß das Metall beim Fließen die Vertiefungen des Gesenks ausfüllt, ohne eine Ver­ ringerung der Flanschdicke zu bedingen.

Außerdem ist die Härte des Flanschs größer als die des Ausgangsblocks, weil das Metall beim Fließen kaltverfestigt wird.

Darüber hinaus wird die Form der Ausstülpungen und ihre Lage von der Form der Vertiefungen bestimmt.

Man wird bemerken, daß der mittlere Teil der Nabe eine Überdicke für die Verbindung zum Flansch auf­ weisen kann.

Daneben bieten sich neue Möglichkeiten, nämlich die Ausführung von Verstärkungen in den schwachen Zonen, wo die Gefahr besteht, daß der Flansch beispiels­ weise unter Einwirkung des Moments bricht, wodurch es möglich wird, die Flanschdicke in Höhe der Auf­ nahmeöffnungen für die elastischen Mittel in der Weise zu vergrößern, daß die Verkrustung der elas­ tischen Mittel verringert wird. Das vorbeschriebene Verfahren gestattet die Verwendung einer großen An­ zahl von Werkstoffen zur Herstellung der Nabe, ohne zusätzliche Arbeitsgänge ausführen zu müssen.

Die nachstehende Beschreibung veranschaulicht die Erfindung in Verbindung mit einer Kraftfahrzeug- Kupplungscheibe unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die folgendes darstellen:

Fig. 1 ist ein Längsschnitt einer Kupplungsscheibe gemäß der Erfindung.

Fig. 2A und 2C sind schematische Ansichten der verschiedenen Phasen des Verfahrens.

Fig. 3 ist eine Ansicht gleich der aus Fig. 2C für die Herstellung von Fenster-Verstärkungen.

Fig. 4 enthält eine Vorderansicht der Einblocknabe mit verschiedenen Ausstülpungsformen.

Fig. 5 ist eine Ansicht ähnlich der aus Fig. 1 für eine Ausführungsvariante.

Fig. 6 ist eine vereinfachte Ansicht des Oberge­ senks mit Darstellung der betreffenden Bewegungen.

In Fig. 1 sieht man bei 10 die Einblocknabe gemäß der Erfindung und bei 12 den Querflansch oder den Nabenflansch, der an seiner Außenperipherie mit öffnungen versehen ist, die Fenster 25 A sowie Aus­ sparungen 19 gemäß der nachfolgenden Beschreibung enthalten.

Diese Nabe 10 ist dazu bestimmt, mit Hilfe der Rif­ felungen 11 an der Antriebswelle des Kraftfahrzeug­ getriebes angebracht zu werden, die zu diesem Zweck zur Herstellung einer drehbeweglichen Verbindung mit Rippen versehen ist.

Am Kreisumfang wirksame elastische Mittel 24 A bewir­ ken die Ankopplung der Nabe an einen Teil des Dämp­ fers mit zwei Führungsscheiben 13, die über Zwi­ schenstücke 18 fest miteinander verbunden sind, welche durch Aussparungen 19 des Flanschs 12 hin­ durchtreten.

Die Zwischenstücke 18 dienen auch zur Befestigung einer Scheibe 14, die Reibbeläge 15 trägt. Hier ist der Flansch 12 wesentlich dicker als die Scheiben 13.

Mit Hilfe der Beläge 15 können die Scheiben 13 dreh­ beweglich fest mit der Antriebswelle des Fahrzeugs verbunden werden, indem die Beläge 15 zwischen der Druckplatte und der Gegendruckplatte (nicht darge­ stellt) eingeklemmt werden.

Die Kupplungsscheibe enthält somit zwei im Verhält­ nis zueinander bewegliche, koaxiale Teile gegenüber den elastischen Mitteln 24 A, die hier aus Schrauben­ federn bestehen, welche teilweise spielfrei in den Fenstern 25 A des Flanschs 12 und teilweise, even­ tuell mit einem Spiel versehen, in den Fenstern 26 A der Scheiben 13 sitzen.

Die Fenster 26 A sind gegenüber den Fenstern 25 A an­ geordnet.

Gemäß der Erfindung besteht die Einblocknabe 10 aus einem gepreßten Element mit einem Flansch 12, der in Überdicke mit Ausstülpungen 27, 112, 113, 114 verse­ hen ist, welche in Nähe der peripheren Öffnungen 19, 25 A des genannten Flanschs 12 Verstärkungen bilden.

In Fig. 1 enthält der Flansch 12 außerdem Ausstül­ pungen 27, die sich in axialer Richtung erstrecken und Verstärkungen bilden, welche die Fenster 25 A um­ schließen und auf den Rand übergreifen, so daß die Dicke des Flanschs 12 an dieser Stelle vergrößert ist. Die Auflagefläche der Federn 24 A ist somit ver­ größert. Es wird sogar möglich, in die Feder 24 A eine weitere Feder einzusetzen.

Nach einem Merkmal der Erfindung ist das Verfahren zur Herstellung der Einblocknabe 10 mit dem Flansch 12 und den Ausstülpungen dadurch gekennzeichnet, daß man von einem Metallblock oder Rohling (Fig. 2A) ausgeht, diesen in ein Untergesenk 101 (Fig. 2B) einlegt, welches in der Mitte mit einer Aufnahme 102 und auf der Oberseite 103 mit wenigstens einer Ver­ tiefung 104, 105 versehen ist, daß man das Metall des Blocks 100 dann (Fig. 2C) unter Druck mit Hilfe eines sich hin- und herbewegenden Stempels (106) zum Fließen bringt, um die Vertiefung 104 auszufüllen, so daß durch plastische Verformung die Nabe 10 ent­ steht.

Das Teil 100 wird somit gepreßt und der Arbeitsgang ist dank der Materialverlagerung durch Druck- und nicht durch Schlagwirkung weniger laut. Man wird bemerken, daß dies aufgrund der Kaltverfestigung zu einer Verhärtung des Flanschs 12 führt, z. B. in Höhe der Verstärkung 27 aus Fig. 1, und dieses Herstel­ lungsverfahren wird als "Schmieden mit taumelndem Werkzeug" bezeichnet.

Hier werden zwei Gesenke verwendet, wobei das Unter­ gesenk 101 im Pressenstößel befestigt und einge­ schlossen ist und das Obergesenk 200 (welches in Fig. 6 schematisch dargestellt ist, wobei die Nummer 201 einen feststehenden Teil bezeichnet) den Stempel 106 trägt und in einem geringen Winkel γ geneigt ist (Beschreibung folgt weiter unten).

Der Schmiedevorgang, hier mit taumelndem Werkzeug, wird kalt ausgeführt, aber bei Bedarf kann auch eine Zusatzanlage für die elektrische Erwärmung vorge­ sehen werden.

Dank dieses Verfahrens ist es auch möglich, den Flansch 12 an der Innenperipherie mit Ausstülpungen zu versehen.

In Fig. 2 sieht man somit eine Vertiefung 104 zur Ausbildung eines Vorsprungs 110, der nachstehend be­ schrieben wird, für die Mitnahme von Reibscheiben.

In Fig. 3 ist die Vertiefung 105 zur Ausbildung von Ausstülpung 27 bestimmt die Höhe der Fenster 25 A Verstärkungen bilden.

Der sich hin- und herbewegende Stempel 106, hier ringförmig, besitzt ebenfalls Vertiefungen 108. Dank dieser Anordnung können sich die Ausstülpungen 27 beiderseits des Flanschs 12 erstrecken und damit die Auflagefläche für die Federn 24 vergrößern.

Wie in den Fig. 2 und 3 zu sehen, ist die Unterseite 109 des Stempels um einen Winkel γ leicht geneigt (unter Berücksichtigung des mittleren Punkts Fig. 2B), der von 1 Minute bis zu 2 Grad in Hinterschnei­ dung und gegen Hinterschneidung schwankt. Im Ver­ hältnis zur Mittelachse MM aus Fig. 2 verändert sich somit der Winkel, den die Symmetrieachse des Stem­ pels mit der genannten Mittelachse bildet, um den Winkel γ beiderseits der genannten Mittelachse.

In Fig. 2B sind schematisch die Endstellungen der Symmetrieachse des Stempels 106 für Dreh- und Hin- und Herbewegung dargestellt, wobei die Taumelrich­ tung durch den Pfeil F bezeichnet ist (siehe auch Fig. 6). Das Fließen wird natürlich durch Ausübung eines Drucks auf den Block mit Hilfe des Obergesenks 200, des sich hin- und herbewegenden Stempels 106 und des Untergesenks bewirkt.

Man wird somit verstehen, daß die Form der Ausstül­ pungen von der Form der Vertiefungen 104, 105, 108 abhängt, von denen mehrere vorhanden sein können.

In Fig. 4 sieht man verschiedene Formen axial ausge­ richteter Ausstülpungen, und zwar bei 110 eine Aus­ stülpung von der Art, wie sie im oben erwähnten Dokument FR-A-23 63 731 beschrieben ist.

Wie somit aus der Beschreibung hervorgeht, ist es dank den Vertiefungen im Gesenk 101 und/oder im Stempel 106 möglich, eine Ausstülpung von länglicher Form 111 zu erzielen, was früher nicht möglich war, insbesondere wenn der Flansch verdickt ausgeführt war und dann einer zusätzlichen Drehoperation unter­ worfen wurde. Auf diese Weise erhält man eine größere Festigkeit.

Die Fenster 25 A werden natürlich später nach Ausbil­ dung der Verstärkungen 27 gemäß Fig. 1 ausgeschnit­ ten, ebenso die Riffelungen 11, die durch Lochung und anschließendes Räumen hergestellt werden. Man wird verstehen, daß die Herstellung der Nabe im Gesenk die Möglichkeit schafft, auf eine übermäßige Härtung des mittleren Teils zu verzichten.

Die Erfindung bietet neue Möglichkeiten, und so kön­ nen beispielsweise die Verstärkungen in den schwa­ chen Bereichen angeordnet werden, z. B. gemäß Fig. 4, seitlich bei 112, zwischen dem Rand der Aussparung 19 und der Seitenkante des Fensters 25 A mit Eingriff am Rand der genannten Fenster 25 A und der Ausspa­ rungen 19. Dank dieser Anordnung kann die Länge einer Aussparung 19 vergrößert werden, ohne die mechanische Festigkeit des Flanschs 12 zu beein­ trächtigen. Die relative Winkelverschiebung zwischen der Nabe 10 und dem Flansch kann vergrößert werden. Das gleiche gilt für die Fenster 25 A, die zur Ver­ größerung des genannten Winkelbereichs am Kreisum­ fang größer ausgeführt werden können. Die Verstär­ kungen können ebenfalls in einer der unteren Ecken eines Fensters 25 A vorgesehen werden und zwei anein­ ander angrenzende Fensterecken, wie bei 113 darge­ stellt, miteinander verbinden.

Wie aus der Beschreibung ersichtlich, bleiben die ursprünglich konzentrischen Fasern des Blocks 100 auch nach dem Fließen konzentrisch.

Ebenso wird man verstehen, daß der Bereich der Ver­ bindung zwischen Flansch 12 und Nabe 10, wie bei 116 zu sehen, relativ dick sein kann, so daß die Festig­ keit der aus Flansch 12/Nabe 10 bestehenden Einheit weiter erhöht wird. Die Form der Verstärkung 116 wird durch die Aufnahme 102 bestimmt.

Natürlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.

Insbesondere können die Ausstülpungen auch nur auf einer Seite des Flanschs 12 vorhanden sein, wobei dann die Vertiefungen 108 des Stempels entfallen.

Die Verstärkungen 27 können auf nur einer Seite des Flanschs 12 vorgesehen sein, während die andere Seite dann mit einem Vorsprung 110 versehen ist.

Die Öffnungen 25 A für die Aufnahme der Federn 24 A können in radialer Richtung wenigstens teilweise offen sein, während die Aussparungen 19 geschlossen sein können.

Natürlich können die Aussparungen 19 von Verstär­ kungen umgeben sein, wodurch, wie weiter oben er­ wähnt, die Kontaktfläche zwischen den Distanzbolzen 18 und den Aussparungen vergrößert wird.

In Fig. 5 sieht man die Anwendung der Erfindung auf eine Scheibe gemäß der Beschreibung aus Fig. 8 des Dokuments FR-A-21 83 389, wobei der Vorsprung 110 die Mitnahme von Reibscheiben gestattet. Somit ist eine große Zahl von Kombinationen möglich.

Die Führungsscheiben 13 können direkt am Schwungrad der Kupplung angebracht sein.

Der Dämpfer kann Bestandteil eines Doppel-Dämpfungs­ schwungrades sein.

Es besteht die Möglichkeit, eine Verstärkung zur Verbindung von zwei aneinander angrenzenden Fenstern der bei 113 dargestellten Art mit einer Verstärkung zu kombinieren, die die Öffnung 25 A umgibt.

In diesem Falle kann der untere Teil 27 A der Ver­ stärkung 27 entfallen, so daß man einen Ring erhält, der die Fenster umgibt und miteinander verbindet, wie dies teilweise in punktierter Linie bei 114 dar­ gestellt ist.

Natürlich sind auch andere Bewegungen des Oberge­ senks und des Stempels möglich, nämlich eine spiral­ förmige Planetenbewegung oder eine geradlinige Bewe­ gung, je nach Anwendungszweck und herzustellenden Formen. In allen Fällen sind die hergestellten Teile Präzisionsteile.

Claims (9)

1. Einblocknabe (10) mit Querflansch (12), versehen mit Ausstülpungen (27, 110, 111...) und am Außenum­ fang mit Öffnungen (25 A, 19), von denen einige zur Aufnahme am Kreisumfang wirksamer elastischer Mittel (24 A) bestimmt sind, für einen Drehschwingungsdämp­ fer, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Kupplungs­ scheibe, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einblocknabe (10) aus einem gepreß­ ten Element mit einem Flansch (12) besteht, der in Überdicke mit Ausstülpungen (27, 110, 111...) verse­ hen ist, welche in Nähe der genannten Umfangsöffnun­ gen (25 A, 19) des Flanschs (12) Verstärkungen bil­ den.

2. Einblocknabe nach Anspruch 1, wobei bestimmte Öffnungen (25 A) des Flanschs (12) aus Aufnahme­ öffnungen (25 A) für am Kreisumfang wirksame elas­ tische Mittel bestehen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ausstülpungen (27) am Rand der genannten Öffnungen (25 A) eingrei­ fen.

3. Einblocknabe nach Anspruch 1 oder 2, wobei be­ stimmte Öffnungen (25 A) des Flanschs (12) aus Aus­ sparungen (19) für den Durchtritt von Distanzbolzen (18) bestehen, wodurch zwei Führungsscheiben (13) eines Drehschwingungsdämpfers miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ausstülpungen (112) am Rand der Aussparungen (19) eingreifen.

4. Einblocknabe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Öffnungen (25 A, 19) Aufnahmeöffnungen (25 A) für die genannten elastischen Mittel (24 A) und Aussparungen (19) für den Durchtritt von Distanz­ bolzen (18) eischließen, wodurch zwei Führungsschei­ ben eines Drehschwingungsdämpfers miteinander ver­ bunden werden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ausstülpungen (112) Ver­ stärkungen bilden, die eine Aufnahmeöffnung (25 A) mit einer Aussparung (19) verbinden.

5. Nabe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Verstärkungen (27) die Öffnungen (25 A) umschließen.

6. Nabe nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verstärkungen (113) zwei Aufnahmeöffnungen (25 A) miteinander verbinden.

7. Verfahren zur Herstellung einer Einblocknabe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man von einem Metall­ block (100) ausgeht, diesen in ein Untergesenk (101) einlegt, welches in der Mitte mit einer Aufnahme (102) für den genannten Block (100) und auf der Oberseite (103) seitlich mit wenigstens einer Ver­ tiefung (104, 105) versehen ist, daß man dann mit Hilfe eines sich hin- und herbewegenden Stempels (106) das Metall des Blocks unter Druck zum Fließen bringt, um die genannte Vertiefung auszufüllen, so daß durch plastische Verformung die Nabe (10) ent­ steht.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Unterseite (109) des Stempels (106) in einem Winkel von einer Minute bis zwei Grad leicht geneigt ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Stempel (106) mit wenigstens einer Vertiefung (108) versehen ist.