DE4242255A1 - Membranfederkupplung mit Befestigung der Membranfeder durch Bajonettverschluß - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Membranfederkupplung entspre­ chend dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Eine solche Membranfederkupplung ist beispielsweise aus der DE-OS 34 41 504 bekannt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik war es Aufgabe der vorlie­ genden Erfindung, eine Membranfederkupplung entsprechend dem Oberbegriff dahingehend zu verbessern, daß Montage und Demontage wesentlich erleichtert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Hauptanspruches gelöst. Durch die bajonettartige Verbindung ist es möglich, eine Membranfederkupplung zu erstellen, die insbeson­ dere im Hinblick auf eine spätere Reparatur demontagefreundlich ausgebildet ist. Einerseits erfolgt eine Montagezeitverkürzung und andererseits kann ohne Zerstören von Einzelteilen eine leichte Demontage vorgenommen werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die abgewinkelten Bereiche vorzugsweise nach radial innen abgewinkelt. Es ist zwar prinzipiell möglich, diese Bereiche auch nach radial außen abzu­ winkeln, jedoch ergeben sich besondere Vorteile beim Abwinkeln nach radial innen.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß das Stützelement im verbau­ ten Zustand mit seinen inneren, konzentrischen Bereichen unter axialer Vorspannung auf der Membranfeder aufliegt. Dadurch ist gewährleistet, daß während des Ausrückvorganges die Membranfeder immer am Kupplungsgehäuse in Anlage bleibt.

Dabei ist es vorteilhaft, daß die Auflagestelle des Stützelemen­ tes auf der Membranfeder im wesentlichen in axialer Flucht zur Auflagestelle der Membranfeder am Kupplungsgehäuse angeordnet ist. Auf diese Weise kann eine exakte Abwälzung der Membranfeder während des Aus- und Einrückvorganges gewährleistet werden.

Es ist weiterhin vorteilhaft, daß das Stützelement in der Be­ triebsstellung verriegelt ist durch entsprechende Ausbildung der Konturen der Öffnungen im Kupplungsgehäuse im Bereich des Ver­ drehbereiches. Durch diese Verriegelung wird sichergestellt, daß auch bei Torsionsschwingungen ein Lösen der bajonettartigen Ver­ bindung unterbunden ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die nach radial innen abgewinkelten Bereiche dadurch in axialer Richtung gesi­ chert, daß aus dem Rand des Kupplungsgehäuses Lappen nach radial außen umgebogen sind, die in der verriegelten Stellung die radial abgewinkelten Bereiche des Stützelementes halten. Damit ist an dieser Stelle ein Ausweichen der Bauteile z. B. während der Kupp­ lungsbetätigung nicht möglich.

Dabei sind die Lappen am Gehäuse vorzugsweise vor der Montage vom Kupplungsgehäuse, Membranfeder und Stützelement umgebogen. Auf diese Weise kann den umgebogenen Lappen eine exakte Form vorge­ geben werden, so daß eine spielfreie Einspannung an dieser Stelle gegeben ist.

Das Stützelement kann in vorteilhafter Weise aus einem Drahtring mit rundem Querschnitt hergestellt sein. Ein solches Bauteil ist besonders preiswert in der Herstellung, da praktisch kein Abfall entsteht, wenn von einem Runddrahtmaterial ausgegangen wird.

In vorteilhafter Weise werden die radial abgewinkelten Bereiche des Stützelementes als Schlaufen ausgebildet und die Verdrehbe­ reiche im Kupplungsgehäuse weisen eine radiale Erstreckung ent­ sprechend dem Drahtquerschnitt der Verbindungsbereiche auf. Damit ist eine exakte Führung des Stützelementes im Kupplungsgehäuse in radialer Richtung gewährleistet.

Zur Erzeugung einer axialen Vorspannung sind die inneren kon­ zentrischen Bereiche des Stützelementes axial gewellt ausgeführt, Auf diese einfache Weise kann die axiale Einspannung der Membran­ feder erfolgen.

Die Verriegelung des Stützelementes erfolgt in vorteilhafter Weise über Nasen, die aus der radial äußeren Kontur des Verdreh­ bereiches nach radial innen weisen und über welche zumindest je ein Verbindungsbereich hinweg in seine Endstellung gebracht ist. Der Verbindungsbereich wird dabei unter elastischer Verformung über die Nase geschoben und hinter der Nase in die Verriegelungs­ stellung gebracht. Damit ist auf einfache Weise eine Verriegelung des Stützelementes in Umfangsrichtung sichergestellt.

In besonders vorteilhafter Weise ist der Drahtring aus einem Stück Draht hergestellt und an einer Stelle mit seinen beiden Enden stumpf verschweißt. Diese Art der Herstellung ist besonders preiswert.

Es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, das Stützelement ein­ teilig aus einem Blechteil auszustanzen und die konzentrischen Bereiche aus einem umlaufenden, tellerfederartigen Ring herzustel­ len, aus dessen radial innenliegendem Rand die axialen Verbin­ dungsbereiche mit den radial abgewinkelten Bereichen herausragen. Eine solche Bauart bringt Vorteile bezüglich der axialen Anfede­ rung der Membranfeder durch den umlaufenden, tellerfederartigen Ring. Die Vorteile sind, darin begründet, daß die Abstimmung des tellerfederartigen Ringes auf die jeweiligen Gegebenheiten der Membranfeder leicht möglich ist.

Dabei liegt das Stützelement mit dem radial außenliegenden Rand des Ringes auf der Membranfeder federnd auf.

Bei Verwendung des tellerfederartigen Ringes ist die Verriegelung derart vorgesehen, daß sie aus Nasen besteht, die aus der radial äußeren Kontur des Verdrehbereiches nach radial innen weisen und über die die Verbindungsbereiche hinweg in ihre Endstellung ge­ bracht sind. Auch in diesem Falle werden die Verbindungsbereiche während des Verriegelungsvorganges in radialer Richtung elastisch verformt und schnappen hinter den Nasen ein.

Die Erfindung wird anschließend an Hand mehrerer Ausführungsbei­ spiele näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 die Teildraufsicht auf das Gehäuse einer Membranfederkupp­ lung;

Fig. 2 den Schnitt II-II gem. Fig. 1;

Fig. 3 Ansicht und Schnitt durch ein Stützelement in Drahtring­ form;

Fig. 4 bis 6 vergrößerte Teilansichten auf das Kupplungsgehäuse mit dem Verriegelungsvorgang;

Fig. 7 einen Schnitt durch eine Membranfederkupplung mit einem anderen Stützelement;

Fig. 8 Teilansicht in vergrößerter Darstellung auf das Kupplungs­ gehäuse gem. Fig. 7;

Fig. 9 Ansicht und Schnitt durch ein Stützelement in Form eines tellerfederartigen Ringes.

Aus den Fig. 1 und 2 gehen Teilansicht und Schnitt einer Mem­ branfederkupplung 1 hervor. Diese umfaßt ein Kupplungsgehäuse 2, in welchem eine Anpreßplatte 4 drehfest - aber axial verlagerbar - angeordnet ist. Die drehfeste Verbindung zwischen beiden erfolgt über Tangentialblattfedern 5. Zwischen Anpreßplatte 4 und Kupp­ lungsgehäuse 2 ist eine Membranfeder 6 angeordnet. Diese liegt unter Vorspannung im Bereich ihres Außenumfanges auf der Anpreß­ platte 4 auf und stützt sich in einem mittleren Bereich am Kupp­ lungsgehäuse über eine umlaufende Auflagestelle 22 ab. Die Mem­ branfeder 6 weist darüber hinaus nach radial innen abragende Fe­ derzungen 7 auf, die umfangsmäßig durch radial verlaufende Schlitze 8 untereinander getrennt sind, wobei die Schlitze 8 im mittleren Bereich der Membranfeder 6 in Aussparungen 9 enden. Die Ausspa­ rungen 9 sind im Bereich der Auflagestelle 22 oder radial dicht unterhalb dieser angeordnet. Die Abstützung der Membranfeder 6 am Kupplungsgehäuse in Achsrichtung erfolgt über einen Drahtring 10, der die Membranfeder 6 in ihrem mittleren Bereich an der Auflagestelle 22 des Gehäuses 2 mit Federkraft in Anlage hält. Die gesamte Anordnung ist konzentrisch zu einer Drehachse 27 an­ geordnet und das Gehäuse 2 ist an ein nicht dargestelltes Schwung­ rad einer Brennkraftmaschine angeschraubt - unter Zwischenschal­ tung einer ebenfalls nicht dargestellten Kupplungsscheibe. Der Drahtring 10 besteht - wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich - aus einem in sich geschlossenen Drahtring, dessen Enden an einer Stelle stumpf verschweißt sind. Der Drahtring liegt mit inneren, konzentrischen Bereichen 12 auf der Membranfeder 6 auf, und zwar vorzugsweise im Durchmesserbereich der Auflagestelle 22 des Ge­ häuses 2. An einigen am Umfang verteilten Stellen sind die inne­ ren, konzentrischen Bereiche 12 mit axial abgewinkelten Verbin­ dungsbereichen 14 versehen, die durch Öffnungen in der Membranfe­ der 6 und im Kupplungsgehäuse 2 auf die Außenseite des Kupplungs­ gehäuses reichen und dort radial abgewinkelte Bereiche in Form von Schlaufen 16 bilden. Diese Schlaufen 16 bilden das axiale Ge­ genlager auf der Außenseite des Kupplungsgehäuses 2. Jeder Ver­ bindungsbereich 14 durchdringt die Membranfeder 6 in einer Aus­ sparung 9, die jeweils das radial äußere Ende eines Schlitzes 8 zwischen den Federzungen 7 der Membranfeder 6 darstellt. Deswei­ teren durchdringt jeder Verbindungsbereich 14 eine Öffnung 18 im Kupplungsgehäuse 2, um dann auf der Außenseite des Kupplungsge­ häuses 2 in jeweils eine radial abgewinkelte Schlaufe 16 zu enden. Die Anzahl der Verbindungsbereiche 14 entspricht der Anzahl und der Zuordnung der Öffnungen 18, wobei üblicherweise die Anzahl der Aussparungen 9 in der Membranfeder 6 ein geradzahliges Mehr­ faches der Anzahl der Verbindungsbereiche 14 ist.

Wie insbesondere aus den Fig. 4 bis 6 in vergrößerter Darstel­ lung hervorgeht, bestehen die Öffnungen 18 im Kupplungsgehäuse 2 jeweils aus einem Durchsteckbereich 19 und einem umfangsmäßig direkt daran anschließenden Verdrehbereich 20. Der Durchsteckbe­ reich 19 ist zumindest geringfügig größer als die axiale Projek­ tion der Schlaufen 16 des Drahtringes 10. Umfangsmäßig daran schließt sich der Verdrehbereich 20 an, der in radialer Richtung etwa dem Materialquerschnitt des Drahtringes 10 entspricht und im Bereich der Endstellung ist aus dem radial äußeren Konturenbereich des Verdrehbereiches 20 eine Nase 25 nach radial innen weisend angeordnet.

Bei der Montage von Drahtring 10, Membranfeder 6 und Kupplungsge­ häuse 2 wird zuerst die Membranfeder 6 auf der Auflagestelle 22 des Kupplungsgehäuses 2 aufgelegt. Sie wird umfangsmäßig so aus­ gerichtet, daß die entsprechenden Aussparungen 9 in der Membran­ feder 6 sich axial mit den Durchsteckbereichen 19 decken. Daran anschließend wird der Drahtring 10 eingesetzt, und zwar von der dem Kupplungsgehäuse 2 abgewandten Seite der Membranfeder 6 her mit den Schlaufen 16 voran. Diese Schlaufen 16 durchdringen zu­ erst die Aussparungen 9 in der Membranfeder 6 und dann die Öff­ nungen 18 im Kupplungsgehäuse 2 im Bereich der Durchsteckberei­ che 19. Daran anschließend wird der Drahtring 10 von der Seite der inneren, konzentrischen Bereiche 12 axial belastet, so daß die in Fig. 3 dargestellten, axial gerichteten Wellungen durch axiale Vorspannung im wesentlichen der ebenen Auflage an der Mem­ branfeder 6 angeglichen werden. Ausgehend von dieser Montagestel­ lung wird nun unter Beibehaltung der axialen Vorspannung der Drahtring 10 zusammen mit der Membranfeder 6 gegenüber dem Kupp­ lungsgehäuse 2 verdreht, und zwar bei Draufsicht entsprechend den Fig. 1 und 4 bis 6 im Uhrzeigersinn. Dadurch wandern die Ver­ bindungsbereiche 14 des Drahtringes 10 in den Verdrehbereich 20 der Öffnungen 18 im Kupplungsgehäuse 2 hinein und die radial nach innen abgewinkelten Schlaufen 16 werden umfangsmäßig gegenüber den Durchsteckbereichen 19 verschoben, so daß sie mit ihren ra­ dial inneren Bereichen eine axiale Überdeckung mit dem Material des Kupplungsgehäuses 2 erreichen. Durch den Verdrehvorgang wird der in Drehrichtung vorne liegende Verbindungsbereich 14 durch elastische Verformung über die Nase 25 der radial äußeren Kontur der Öffnung 18 hinweg in die Verriegelungsstellung gebracht.

Diese Verriegelungsstellung ist gleichzeitig die Betriebsstel­ lung. Anschließend an diesen Vorgang kann die Anpreßplatte 4 im Kupplungsgehäuse 2 montiert werden. Die Membranfeder ist nun im Bereich der Auflagestelle 22 am Kupplungsgehäuse 2 durch Axial­ vorspannung gehalten.

Zur zusätzlichen axialen Abstützung der Schlaufen 16 des Draht­ ringes 10 sind am Kupplungsgehäuse 2 aus dem Rand 23 der zentri­ schen Öffnung Lappen 24 freigestellt und nach radial außen umge­ bogen, die die radial inneren Bereiche der Schlaufen 16 in Achs­ richtung halten. Diese Lappen 24 können vorzugsweise vor der Montage des Drahtringes 10 auf Endmaß gebracht werden, so daß hier im montierten Zustand kein Spiel in axialer Richtung vorhan­ den ist.

Die axiale Vorspannung zwischen Membranfeder 6 und Auflagestelle 22 am Kupplungsgehäuse 2 wird dadurch erreicht, daß entspr. Fig. 3 die inneren, konzentrischen Bereiche 12 des Drahtringes 10 mit axial gerichteten Wellungen versehen sind. Diese axial gewellte Kontur wird während der Montage durch Aufbringen einer axialen Kraft im wesentlichen aufgehoben, so daß nach der Montage die Vor­ spannung an dieser Stelle eine einwandfreie Anlage der Membranfe­ der 6 an der Auflagestelle 22 gewährleistet, und zwar auch wäh­ rend des Aus- und Einrückvorganges der Membranfederkupplung 1.

Die dargestellte und beschriebene Membranfederkupplung kann bei Reparatur oder Generalüberholung leicht demontiert werden, ohne daß eines der Bauteile verändert werden muß. Die Demontage erfolgt in umgekehrter Reihenfolge der Montage und die verschlissenen Bauteile können ohne weiteres ausgewechselt werden.

In den Fig. 7 bis 9 ist eine Variante zur oben beschriebenen Konstruktion dargestellt. Die Funktion ist identisch, so daß sich eine nähere Erläuterung beispielsweise des Montagevorganges erübrigt. Das hier verwendete Stützelement ist als Blechteil 11 ausgebildet und aus einem entsprechenden Material ausgestanzt. Es besteht aus einem umlaufenden, tellerfederartigen Ring 13, der einteilig mit radial abgewinkelten Bereichen 17 versehen ist, die über axial verlaufende Verbindungsbereiche 15 mit dem Ring 13 verbunden sind. Durch Verwendung eines Blechmateriales als Aus­ gangsmaterial ist es möglich, den Ring 13 tellerfederartig auszu­ führen, um so die axiale Verspannung in der Betriebsstellung zu erzeugen. Auch hier sind die Öffnungen 18 im Kupplungsgehäuse 3 mit einem Durchsteckbereich 19 sowie einem Verdrehbereich 21 ver­ sehen, wobei infolge des flachen Ausgangsmateriales der Verbin­ dungsbereich 15 umfangsmäßig eine etwas größere Erstreckung auf­ weist und somit die Nasen 26 zum Arretieren eine geringfügig an­ dere Form aufweisen müssen. Insbesondere aus Fig. 8 geht dabei die Betriebsstellung mit der Verriegelungsposition hervor.

Zur Demontage der Membranfederkupplung bei einer Überholung ist noch folgendes festzustellen: Beim Trennen sämtlicher Bauteile ohne Zerstörung eines der Bauteile müssen natürlich die Verbin­ dungsbereiche mit den radial abgewinkelten Bereichen nach radial innen gedrückt werden, um aus der Verriegelungsstellung herauszu­ kommen. Auf der anderen Seite ist es ohne weiteres möglich, die einzelnen abgewinkelten Bereiche spanabhebend zu entfernen, wo­ durch der Demontagevorgang wesentlich erleichtert ist. Dabei kann festgestellt werden, daß das Stützelement für sich allein wohl den geringsten Wert darstellt im Hinblick auf sämtliche Bauteile der Membranfederkupplung, so daß es keine große Rolle spielt, dieses Bauteil automatisch zu erneuern.

Claims (15)

1. Membranfederkupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfas­ send ein Kupplungsgehäuse, eine Anpreßplatte im Kupplungsge­ häuse, die diesem gegenüber drehfest - aber axial verlagerbar - angeordnet ist, eine Membranfeder zwischen Kupplungsgehäuse und Anpreßplatte zur Kraftbeaufschlagung der Anpreßplatte über einen radial äußeren Bereich, eine Abstützung der Membranfeder über einen mittleren Bereich am Kupplungsgehäuse, mehrere nach radial innen weisende Federzungen, die durch radial verlaufen­ de Schlitze voneinander getrennt sind, wobei die Schlitze im radial mittleren Bereich in Aussparungen enden, ein umlaufen­ des Stützelement im radial mittleren Bereich zur Abstützung der Membranfeder am Kupplungsgehäuse in axialer Richtung, wel­ ches mit inneren, konzentrischen Bereichen auf der der Anpreß­ platte zugewandten Seite der Membranfeder aufliegt und über parallel zur Drehachse verlaufende Verbindungsbereiche einige der Aussparungen der Membranfeder sowie entsprechende Öffnun­ gen im Kupplungsgehäuse durchdringt und auf der Außenseite des Kupplungsgehäuses verankert ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verbindungsbereiche (14, 15) auf der Außenseite des Kupplungsgehäuses (2, 3) in radial abgewinkelte Bereiche (16, 17) übergehen, die Öffnungen (18) im Kupplungsgehäuse (2, 3) aus jeweils einem Durchsteckbereich (19) bestehen - mit einer im wesentlichen der axialen Projek­ tion der radial abgewinkelten Bereiche (16, 17) entsprechenden Kontur sowie einem in umfangsmäßig direkt daran anschließenden Verdrehbereich (20, 21), der in seiner radialen Erstreckung im wesentlichen der Materialstärke der Verbindungsbereiche (14, 15) entspricht, so daß eine bajonettartige Verbindung entsteht beim Durchstecken der radial abgewinkelten Bereiche (16, 17) des Stützelementes (10, 11) durch die Aussparungen (9) der Membranfeder (6) und die Öffnungen (18) im Durchsteckbereich (19) entsprechend einer Montagestellung sowie einer anschlie­ ßenden Verdrehung von Membranfeder (6) und Stützelement (10, 11) gegenüber dem Kupplungsgehäuse (2, 3) von der Position der Verbindungsbereiche (14, 15) aus dem Durchsteckbereich (19) in den Verdrehbereichen (20, 21) entsprechend einer Be­ triebsstellung.

2. Membranfederkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgewinkelten Bereiche (16, 17) vorzugsweise nach ra­ dial innen abgewinkelt sind.

3. Membranfederkupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Stützelement (10, 11) im verbauten Zu­ stand mit seinen inneren, konzentrischen Bereichen (12, 13) unter axialer Vorspannung auf der Membranfeder (6) aufliegt.

4. Membranfederkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagestelle des Stützelementes (10, 11) auf der Mem­ branfeder (6) im wesentlichen in axialer Flucht zur Auflage­ stelle (22) der Membranfeder (6) am Kupplungsgehäuse (2, 3) angeordnet ist.

5. Membranfederkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (10, 11) in der Betriebsstellung verrie­ gelt ist durch entsprechende Ausbildung der Konturen der Öff­ nungen (18) im Kupplungsgehäuse (2, 3) im Bereich des Verdreh­ bereiches (21, 22).

6. Membranfederkupplung nach den Ansprüchen 1 bis 5, wobei das Kupplungsgehäuse (2, 3) radial innerhalb der Öffnungen (18) einen eine zentrische Öffnung definierenden Rand (23) bildet, dadurch gekennzeichnet, daß radial innerhalb der Verdrehberei­ che (20, 21) aus dem Rand (23) Lappen (24) nach radial außen umgebogen sind zur Bildung eines Axialanschlages für diejeni­ gen Partien der radial abgewinkelten Bereiche (16, 17) des Stützelementes (10, 11), die radial innerhalb der Verdrehbe­ reiche (20, 21) verlaufen.

7. Membranfederkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lappen vorzugsweise vor der Montage von Kupplungsge­ häuse (2, 3), Membranfeder (6) und Stützelement (10, 11) umge­ bogen sind.

8. Membranfederkupplung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Stützelement aus einem Drahtring (10) mit rundem Querschnitt hergestellt ist.

9. Membranfederkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die radial abgewinkelten Bereiche des Stützelementes als Schlaufen (16) ausgebildet sind und die Verdrehbereiche (20) im Kupplungsgehäuse (2) eine radiale Erstreckung entsprechend dem Drahtquerschnitt der Verbindungsbereiche (14) aufweisen.

10. Membranfederkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer axialen Vorspannung die inneren, kon­ zentrischen Bereiche (12) axial gewellt ausgeführt sind.

11. Membranfederkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelung aus Nasen (25) besteht, die aus der ra­ dial äußeren Kontur des Verdrehbereiches (20) nach radial in­ nen weisen, über welche zumindest je ein Verbindungsbereich (14) hinweg in seine Endstellung gebracht ist.

12. Membranfederkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtring (10) aus einem Stück Draht hergestellt ist und an einer Stelle mit seinen beiden Enden stumpf verschweißt ist.

13. Membranfederkupplung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Stützelement einteilig aus einem Blech­ teil (11) ausgestanzt ist und die konzentrischen Bereiche aus einem umlaufenden, tellerfederartigen Ring (13) bestehen, aus dessen radial innenliegendem Rand die axialen Verbindungsbe­ reiche (15) mit den radial abgewinkelten Bereichen (17) heraus­ ragen.

14. Membranfederkupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß das Blechteil (11) mit dem radial außenliegenden Rand des tellerfederartigen Ringes (13) auf der Membranfeder (6) federnd aufliegt.

15. Membranfederkupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verriegelung aus Nasen (26) besteht, die aus der radial äußeren Kontur des Verdrehbereiches (21) nach radial innen weisen und über die die Verbindungsbereiche (15) hinweg in ihre Endstellung gebracht sind.