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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Federanordnung gemäß dem Vorspruch
von Anspruch 9, die zum Beispiel als Rückstellfeder für einen
Mehrscheibenkupplungskolben in einem Kupplungsmechanismus eines
Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeuges verwendet wird, und ein
Verfahren zur Herstellung derselben.
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JP 06159418 A beschreibt
ein Herstellungsverfahren für
einen Federanordnungskörper.
Dieses Dokument beschreibt eine ringförmige Platte und eine Schrauben-Druckfeder.
Ein Vorsprung, der auf der ringförmigen
Platte ausgebildet wird, wird aufgestemmt, um die ringförmige Platte
und die Schrauben-Druckfeder zu montieren.
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Üblicherweise
umfasst diese Art von Federanordnung, wenngleich dies nicht gezeigt
wird, zwei ringförmige
Platten und eine Vielzahl von Druckfedern, die in regelmäßigen Abständen in
einer Umfangsrichtung der ringförmigen
Platten angeordnet und mit diesen ringförmigen Platten verbunden sind. Bei
der eigentlichen Montage werden Endwindungen der Schrauben-Druckfedern
auf die Außenumfänge von
Vorsprüngen
eingestellt, die an den Innenflächen einer
jeden ringförmigen
Platte einander zugewandt ausgebildet werden. Danach wird ein jeder
Vorsprung nach außen
ausgedehnt, indem ein Stempel zum Aufstemmen verwendet wird, so
dass die Außenumfänge der
Vorsprünge
und die Innenflächen der
ringförmigen
Platten die Endwindungen der Schrauben-Druckfeder sichern.
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Bei
einer solchen Konfiguration kann der Stempel zum Aufstemmen in dem
Verfahren, bei dem eine Endwindung der Schrauben-Druckfeder an einer
ringförmigen
Platte befestigt wird, problemlos an den Vorsprung angenähert werden.
Somit kann der Vorsprung relativ leicht aufgestemmt werden. In einem
Verfahren, bei dem die andere Endwindung der Schrauben-Druckfeder
an der anderen ringförmigen Platte
befestigt wird, kann kein Einführen
in einen Bereich zwischen den ringförmigen Platten problemlos erfolgen.
In diesem Fall ist eine sehr schwierige und aufwändige Verfahrensweise erforderlich.
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Um
dies zu vermeiden, wurde ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem, wenn
eine Endwindung der Schrauben-Druckfeder an der einen ringförmigen Platte
befestigt wird, der Vorsprung wie oben beschrieben aufgestemmt wird,
indem ein normaler Stempel zum Aufstemmen verwendet wird. Wenn andererseits
die andere Endwindung der Schrauben-Druckfeder an der anderen ringförmigen Platte befestigt
wird, wird der Vorsprung aufgestemmt, indem ein Längsteilungs-Stempel
und Durchmesseraufweitungs-Stift verwendet werden.
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Insbesondere
hat der Längsteilungs-Stempel
einen Außendurchmesser,
der etwas kleiner ist als ein Innendurchmesser des Vorsprunges.
Ein vorderes Ende desselben wird geteilt, indem eine Teilungsrille,
die ausdehnbar ist, festgelegt wird. Der Durchmesser-Aufweitungsstift
hat einen Außendurchmesser,
der in den Vorsprung der anderen ringförmigen Platte eingeführt werden
kann. Ein spitzes vorderes Ende desselben wird in die Teilungsrille
des Längsteilungs-Stempels
geführt,
so dass das vordere Ende des Längsteilungs-Stempels
ausgedehnt werden kann.
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Wohingegen
das spitze vordere Ende des Aufweitungsstiftes dem Vorsprung der
anderen ringförmigen
Platte, die aufgestemmt werden soll, zugewandt ist, wird das spitze
Ende des Längsteilungs-Stempels,
das durch den Vorsprung auf der einen ringförmigen Platte, die bereits
aufgestemmt ist, eingeführt
wird, abgesenkt. Im Ergebnis dessen wird das spitze vordere Ende
des Aufweisungsstiftes in die Teilungsrille geführt, um das spitze Ende des Längsteilungs-Stempels
zu vergrößern. Somit
wird es möglich,
den Vorsprung nach außen
auszudehnen und den Vorsprung aufzustemmen (siehe das Japanische
Patent Nr. 3288458).
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Daher
kann bei dem herkömmlichen
Produktionsverfahren der Vorsprung der anderen ringförmigen Platte
problemlos aufgestemmt werden, indem der Längsteilungs-Stempel und der
Durchmesseraufweitungsstift verwendet werden. Daher kann der Vorgang
des Montierens der anderen ringförmigen
Platte und des Druckfederstiftes verbessert werden. Wenn der Vorsprung
jedoch aufgestemmt wird, wird nicht der gesamte Umfang des Vorsprunges
gleichmäßig im Durchmesser
ausgedehnt, sondern der Vorsprung wird nur teilweise an dem vorderen
Ende des Längsteilungs-Stempels,
der durch die Teilungsrillen geteilt ist, ausgedehnt. Somit wird
die Festhaltekraft der Schrauben-Druckfeder an der anderen ringförmigen Platte
reduziert, so dass die Schrauben-Druckfeder davon abgenommen werden
kann. Da weiterhin das vordere Ende des Längsteilungs-Stempels selbst durch die Teilungsrillen
geteilt wird, ist die Festigkeit des vorderen Endes gering, so das
die Spitze dazu neigt, zu brechen oder zu verschleißen.
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Die
Erfindung wurde mit dem Ziel durchgeführt, ein solches Problem des
Standes der Technik zu lösen.
Das oben genannte und weitere Ziele der Erfindung werden durch ein
Herstellungsverfahren für
eine Federanordnung nach Anspruch 1 und durch eine Federanordnung
nach Anspruch 9 erzielt. Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden in den
abhängigen
Patentansprüchen
beansprucht.
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Wenn
in dem Anspruch 1 dementsprechend der Stempel von der vorderen Endseite
des konischen Abschnittes des Vorsprunges eingeführt und abgesenkt wird, wird
der konische Abschnitt des Vorsprunges aufgrund der Wirkung des
Durchmessers des Stempels ausgedehnt. Gleichzeitig wird der Basisabschnitt
des Vorsprunges, der den größeren Durchmesser
hat und den konischen Abschnitt fortführt, entlang des gesamten Umfanges
der Fläche der
Endwindung der Schrauben-Druckfeder ausgedehnt. Daher kann die Endwindung
der Schrauben-Druckfeder sicher und fest gehalten werden.
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In
dem Anspruch 2 werden die beiden ringförmigen Platten, indem der konische
Abschnitt für eine
jede dieser beiden ringförmigen
Platten ausgebildet wird, normalerweise bis zu dem abschließenden Schritt
verwendet. Somit ist der Herstellungsprozess sehr wirtschaftlich,
einschließlich
des zu verwendenden Stempels. Weiterhin kann auch Aufstemmen entlang
des gesamten Umfanges realisiert werden. Somit können die Endwindungen der Schrauben-Druckfeder
sicher und fest gehalten werden.
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In
den Ansprüchen
3 bis 5 weist der Vorsprung eine parallele und zylindrische Form
auf der Höhe
gleich dem Durchmesser des Drahtes der Endwindung der Druckfeder
auf. Der Vorsprung hat eine konische Form, eine umgekehrt konische
Form, die nach innen und unten geneigt ist, oder eine im rechten
Winkel nach innen gebogene Form. Somit fördert diese Konfiguration positiv
die Erhöhung
des Durchmessers des Vorsprunges über den gesamten Umfang.
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In
dem Anspruch 6 ist der Vorsprung auf der Höhe, die über den Radius der Endwindung
der Schrauben-Druckfeder hinausgeht, gefalzt, so dass er doppelt überlappt.
Dies stellt eine Federanordnung mit einer starken Festhaltekraft
der Schrauben-Druckfeder bereit.
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Die 1A und 1B sind
Ansichten, um einen Schritt zu erläutern, bei dem ein Vorsprung
in Bezug auf eine ringförmige
Platte in einem Herstellungsverfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ausgebildet wird.
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2 ist
eine Ansicht, um einen Schritt des Ausbildens eines konischen Abschnittes
in Bezug auf die andere ringförmige
Platte durch zusätzliche
Bearbeitung zu erläutern.
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3A ist
eine Ansicht, um einen Schritt des Aufstemmens einer Endwindung
einer Schrauben-Druckfeder und der einen ringförmigen Platte zu erläutern, und 3B ist
eine Ansicht, um den Aufstemmzustand zu erläutern.
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4A ist
eine Ansicht, um einen Schritt des Aufstemmens der anderen Endwindung
der Schrauben-Druckfeder und der anderen ringförmigen Platte zu erläutern, und 4B ist
eine Ansicht, um den Aufstemmzustand zu erläutern.
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Die 5A und 5B sind
Ansichten, um andere Beispiele eines konischen Vorsprunges zu erläutern.
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6 ist
eine Ansicht, um einen Aufstemmzustand des konischen Vorsprunges
eines anderen Beispiels zu erläutern.
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7 ist
eine Ansicht, um einen Zustand zu erläutern, bei dem ein Vorsprung
von jeder von zwei ringförmigen
Platten in einer konischen Form nach einem Herstellungsverfahren
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung ausgebildet wird.
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nunmehr eine detaillierte Erläuterung
der verschiedenen Ausführungsbeispiele
der Erfindung gegeben. Eine Federanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
umfasst zwei ringförmige
Platten 1A und 1B sowie eine Vielzahl von Druckfedern 2,
die in regelmäßigen Abständen in
einer Umfangsrichtung der ringförmigen
Platten 1A und 1B angeordnet und an diesen ringförmigen Platten 1A und 1B befestigt
sind. Ein Verfahren zur Herstellung der Federanord nung umfasst das
Ausdehnen eines jeden der Vorsprünge 4A und 4B,
die auf den ringförmigen Platten 1A und 1B nach
außen
so ausgebildet sind, dass die Außenumfänge der Vorsprünge 4A und 4B sowie
die Innenflächen
der ringförmigen
Platten 1A und 1B Endwindungen 2a und 2b der
Schrauben-Druckfedern 2 halten.
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In
dem ersten Ausführungsbeispiel,
in einem Fall, bei dem zylindrische Vorsprünge 4A und 4B ausgebildet
werden, die sich höher
erstrecken als ein Radius von Draht der Endwindung der Schrauben-Druckfeder 2 auf
den Innenflächen
der beiden ringförmigen
Platten 1A und 1B, die einander zugewandt sind,
wird ein Stanzverfahren unter Verwendung eines Stempels 8 für das Stanzverfahren
und eines Gesenkes 9 auf die ringförmigen Platten 1A und 1B angewendet,
um ein Loch 3 wie in 1A gezeigt
auszubilden. Danach wird, wie in 1B gezeigt
wird, ein Abgratverfahren unter Verwendung eines Stempels 10,
der etwas größer ist
als der Stempel 8, durchgeführt, um die zylindrischen und
parallelen Vorsprünge 4A und 4B auszubilden,
die zu den ringförmigen
Gegenstück-Platten 1A und 1B hin
vorstehen. Da die gleichen Schritte für die beiden ringförmigen Platten 1A und 1B verwendet
werden, werden die ringförmigen
Platten 1A und 1B bis zu diesem Schritt gemeinhin
und somit wirtschaftlich verwendet.
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Daher
wird die eine ringförmige
Platte 1A in ihrem Ist-Zustand verwendet. Wie in 2 gezeigt wird,
wird andererseits ein zusätzliches
Verfahren unter Verwendung eines Stempels 11 zum Abpressen
durchgeführt,
um einen konisch geformten Abschnitt 5 an einem vorderen
Endabschnitt des Vorsprunges 4B auszubilden. In diesem
Fall weist der Vorsprung vorzugsweise bis zu dem Durchmesser des
Drahtes der Endwindung der Schrauben-Druckfeder 2 eine
parallele und zylindrische Form auf, sowie einen konisch geformten
Abschnitt 5 in einer Höhe,
die größer ist
als der Durchmesser. Wenn der Draht der Endwindung der Schrauben-Druckfeder 2 jedoch
geschnitten wird, kann die Höhe
des Vorsprunges 4B niedriger gehalten werden, als der Radius
des Drahtes der Endwindung.
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Um
bei einer solchen Konfiguration dementsprechend die Schrauben-Druckfedern 2 zwischen den
beiden ringförmigen
Platten 1A und 1B zu montieren, wird zuerst die
eine Endwindung 2a der Schrauben-Druckfeder 2 an
der einen ringförmigen Platte 1A montiert.
In diesem Fall wird, wie oben für den
Stand der Technik beschrieben, die eine Endwindung 2a der
Schrauben-Druckfeder 2 auf den Außenumfang des Vorsprunges 4A aufgesetzt,
der einfach eine parallele und zylindrische Form aufweist. Danach
wird der Vorsprung 4A nach außen ausgedehnt, indem ein Stempel 12 mit
einem Durchmesser D2, der größer als
ein Innendurchmesser des Vorsprunges 4A ist, verwendet
wird. Wie in 3B gezeigt wird, wird dabei
der gesamte Umfang der einen Endwindung 2a der Schrauben-Druckfeder 2 zwischen dem
Außenumfang
des Vorsprunges 4A und der Innenfläche der ringförmigen Platte 1 angeordnet.
Daher wird die Beziehung D1 < D2
dieses Mal erfüllt.
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Als
nächstes
wird die andere Endwindung 2b der Schrauben-Druckfeder 2 an
der anderen ringförmigen
Platte 1B montiert. In diesem Fall wird, wie oben beschrieben
und wie in 4A gezeigt wird, die andere
Endwindung 2b der Schrauben-Druckfeder 2 auf den
Außenumfang
des konischen Vorsprunges 4B aufgesetzt. Danach wird der
Stempel 13, der einen Durchmesser D4 aufweist, der größer ist
als der Innendurchmesser D3 des konischen Abschnittes 5 des
Vorsprunges 4B, eingeführt
und durch den Vorsprung 4A der einen ringförmigen Platte 1A,
die bereits aufgestemmt worden ist, zu dem Vorsprung 4B der
anderen ringförmigen
Platte 1B abgesenkt. Dabei wird zuerst der konische Abschnitt 5 des
Vorsprunges 4B allmählich
ausgedehnt. Die Ausdehnung des konischen Abschnittes 5 umfasst
das Ausdehnen eines Basisabschnittes, der einen größeren Durchmesser
hat als der konische Abschnitt 5 und der den konischen
Abschnitt 5 nach außen
hin fortführt.
Somit wird, wie in 4B gezeigt wird, die andere
Endwindung 2b der Schrauben-Druckfeder 2 einfach
zwischen dem Außenumfang
des Vorsprunges 4B und der Innenfläche der ringförmigen Platte 1B angeordnet.
In diesem Fall wird eine Beziehung D3 < D4 < D1
erfüllt.
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In
diesem Aufstemmzustand wird weiterhin in nicht nur der einen ringförmigen Platte 1A,
sondern auch in der anderen ringförmigen Platte 1B,
der gesamte Umfang des Vorsprunges entlang der Fläche der
Endwindung der Schrauben-Druckfeder 2 ausgedehnt. Daher
kann im Vergleich zu bekannten Herstellungsverfahren insbesondere
die Schrauben-Druckfeder 2 sicher und fest an der anderen ringförmigen Platte 1B gehalten
werden. Weiterhin wird das Montageverfahren stark vereinfacht.
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Im Übrigen wird
in dem ersten oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Vorsprung 4B auf
der anderen ringförmigen
Platte 1B so ausgebildet, dass er bis zu einer Höhe gleich
dem Durchmesser des Drahtes der Endwindung der Schrauben-Druckfeder 2 eine
parallele und zylindrische Form aufweist und dass er in einer Höhe, die
größer ist
als der Durchmesser, einen konisch geformten Abschnitt 5 aufweist.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine solche Konfiguration beschränkt. Wie
in 5 gezeigt wird, kann in einer Höhe, die
größer ist
als der Durchmesser, zum Beispiel ein umgekehrt konischer Abschnitt 6 ausgebildet
werden, der nach innen und unten geneigt ist. Alternativ dazu kann
ein Abschnitt 7 ausgebildet werden, der in einem rechten Winkel
nach innen gebogen ist. Mit diesen Veränderungen kann der gleiche
Aufstemmzustand erreicht werden.
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Wie
in 6 gezeigt wird, ist in diesen Fällen der
Vorsprung 4B insbesondere in einer Höhe, die größer ist als der Durchmesser
des Drahtes der Endwindung der Schrauben-Druckfeder 2, nach innen gefaltet,
so dass er doppelt überlappt.
Dies stellt eine Federanordnung mit starker Festhaltekraft an der Schrauben-Druckfeder 2 bereit.
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Nunmehr
wird eine Federanordnung gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung erläutert
werden. In dem ersten, oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der konische
Abschnitt 5 nur für
die andere ringförmige
Platte 1B an dem vorderen Ende des Vorsprunges 4B als
zusätzliche
Bearbeitung ausgebildet. Wie in 7 gezeigt
wird, wird in dem zweiten Ausführungsbeispiel
andererseits der konische Abschnitt 5 nicht nur an der
anderen ringförmigen
Platte 1B ausgebildet, sondern auch an dem vorderen Ende
des Vorsprunges 4A der einen ringförmigen Platte 1A.
Daher werden die beiden ringförmigen
Platten 1A und 1B gemeinhin bis zu dem abschließenden Schritt
verwendet.
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Dementsprechend
ist offensichtlich, dass das zweite Ausführungsbeispiel im Vergleich
zu dem ersten Ausführungsbeispiel
wirtschaftlicher ist. Zusätzlich
wird bei dem eigentlichen Aufstemmen, wenngleich dies in der Zeichnung
nicht ausdrücklich gezeigt
wird, die eine Endwindung 2a der Schrauben-Druckfeder 2 auf
den Vorsprung 4A der einen ringförmigen Platte 1A aufgesetzt,
und danach wird der Stempel 13, der einen größeren Durchmesser
D4 hat als der Innendruchmesser D3 des konischen Abschnittes 5,
in den konischen Abschnitt 5 des Vorsprunges 4A von
der Seite des konischen Abschnittes aus eingeführt, um den Vorsprung 4A auszudehnen.
Andererseits wird die andere Endwindung 2b der Schrauben-Druckfeder 2 auf
den Vorsprung 4B der anderen ringförmigen Platte 1B aufgesetzt.
Danach wird, wie in der Zeichnung gezeigt, der gleiche Stem pel 13,
der einen größeren Durchmesser
D4 hat als der Innendruchmesser D3 des konischen Abschnittes 5,
in den konischen Abschnitt 5 des Vorsprunges 4B durch
den ausgedehnten Vorsprung 4A der einen ringförmigen Platte 1A eingeführt, um
den Vorsprung 4B auszudehnen. Infolgedessen werden die
eine Endwindung 2a und die andere Endwindung 2b der
Schrauben-Druckfeder 2 durch die Außenumfänge der Vorsprünge 4A und 4B und
die Innenflächen
der ringförmigen
Platten 1A und 1B gehalten. In diesem Fall wird
weiterhin der gesamte Umfang der Endwindungen 2a und 2b aufgestemmt.
Somit können
die Endwindungen 2a und 2b der Schrauben-Druckfeder 2 sicher
und fest gehalten werden.
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In
dem zweiten Ausführungsbeispiel
wird der konisch geformte Abschnitt 5 weiterhin an dem
vorderen Ende eines jeden der Vorsprünge 4A und 4B ausgebildet.
In diesem Fall kann auch der umgekehrt konische Abschnitt 6 wie
in 5 gezeigt bzw. der im rechten Winkel
nach innen gebogene Abschnitt 7 ausgebildet werden. In
diesem zweiten Ausführungsbeispiel
werden die Vorsprünge 4A, 4B weiterhin
bis zu einer Höhe
gleich dem Durchmesser des Drahtes der Endwindung der Schrauben-Druckfeder 2 parallel
und zylindrisch geformt, und weisen den konisch geformten Abschnitt 5, 6 oder 7 in
einer Höhe,
die größer ist
als der Durchmesser, auf.
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Dementsprechend
verwenden die Ausführungsbeispiele
der Erfindung die oben beschriebene Konfiguration. Wenn dabei der
Stempel von der Seite des konischen Abschnittes des Vorsprunges
eingeführt
und abgesenkt wird, dehnt die Wirkung eines Durchmesserabschnittes
des Stempels das vordere Ende des konischen Abschnittes des Vorsprunges aus.
Gleichzeitig dehnt sich der Basisabschnitt des Vorsprunges, der
einen größeren Durchmesser
aufweist und den konischen Abschnitt fortführt, entlang der gesamten Umfangsfläche der
Endwindung der Schrauben-Druckfeder aus. Somit kann die Endwindung
der Schrauben-Druckfeder sicher und fest gehalten werden.
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Weiterhin
werden die konischen Vorsprünge auf
den beiden ringförmigen
Platten ausgebildet. Dabei werden die beiden ringförmigen Platten
bis zu dem abschießenden
Schritt gemeinhin verwendet. Somit ist das Herstellungsverfahren
sehr wirtschaftlich, einschließlich
des zu verwendenden Stempels. Weiterhin kann analog dazu der Aufstemmzustand über den
gesamten Umfang realisiert werden, so dass die Endwindungen der
Schrauben-Druckfeder sicher und fest gehalten werden können.
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Weiterhin
wird der Vorsprung in einer Höhe, die
größer ist
als der Durchmesser des Drahtes der Endwindung der Schrauben-Druckfeder,
nach innen gefaltet, so dass er doppelt überlappt. Dies stellt eine Schraubenanordnung
mit starker Festhaltekraft an der Schrauben-Druckfeder bereit.