CN111566381A - 离心力摆装置的波形弹簧盘的制造方法、离心力摆装置、离合器盘以及驱动系 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造离心力摆装置(1)的波形弹簧盘(7)的方法，其具有下述步骤：a)提供板材坯料，b)在构造工件的情况下由所述板材坯料构造要制造的弹簧盘(7)的轮廓(9a、9b)，c)在闭合的成型工具中成型所述工件，使得产生所述弹簧盘(7)的波形弹簧区域(12)，以及d)在构造所述弹簧盘(7)的情况下，对所述工件进行消除应力退火。本发明还涉及一种具有根据这种方法制造的弹簧盘(7)的离心力摆装置(1)。本发明也涉及一种离合器盘(10)以及一种传动系，其分别具有这种离心力摆装置(1)。

Description

离心力摆装置的波形弹簧盘的制造方法、离心力摆装置、离合 器盘以及驱动系

技术领域

本发明涉及一种用于制造用于离心力摆装置(也简称为离心力摆)的波形弹簧盘的方法。本发明还涉及一种用于机动车的驱动系的离心力摆装置，该机动车例如是载客车、公共汽车、载货车或者其它商用车，该离心力摆装置具有能够围绕旋转轴线旋转的支架、摆质量、以可相对移动的方式贴靠在摆质量上的接触元件以及根据所述方法制造的波形弹簧盘(也被称为波纹盘)，所述摆质量沿着滑槽轨道以能摆动的方式接收在支架上，使得在运行时通过摆质量产生对抗旋转不均匀性的回位力矩，所述波形弹簧盘在旋转轴线的轴向方向上将接触元件按压到摆质量上，其中，弹簧盘在紧固区域处与支架抗扭转地连接。本发明也涉及一种用于机动车的摩擦离合器的离合器盘以及一种驱动系，其分别具有这种离心力摆装置。

背景技术

现有技术充分公开了这类的离心力摆装置。在这方面，例如DE 10 2013 203 694A1公开了一种离心力摆装置、尤其用于内燃机驱动的机动车的驱动系的离心力摆装置。

另外，申请人已知还未公布的于2017年3月9日作为德国专利申请10 2017 104968.1提交的内部现有技术。由此公开了一种离心力摆以及一种用于机动车的驱动组件。在离心力摆中使用弯曲弹簧。

但是，由现有技术使用的弹簧盘被证明为缺点的是，这些弹簧盘在制造时相对昂贵。

发明内容

因此，本发明的任务在于，消除由现有技术已知的缺点并且尤其明显简化能够在离心力摆装置中使用的波形弹簧盘的制造。

根据本发明，这通过方法权利要求1的特征得到解决。因此，根据本发明，要求保护一种用于制造用于离心力摆装置的波形弹簧盘的方法，其具有下述(优选根据其字母顺序在时间上相继执行的)步骤：a)提供板材坯料；b)在形成环形的工件的情况下，由板材坯料形成要制造的弹簧盘的轮廓(优选是径向的外轮廓以及内轮廓)；c)在闭合的成型工具中成型所述工件，使得产生弹簧盘的波形弹簧区域，以及d)对工件进行消除应力退火。

因此，在根据本发明的制造中，在唯一的制造步骤中尽可能完整地制造工件的轮廓。紧接在形成轮廓之后，在闭合的成型工具中成型工件。由此能够特别有效地构型弹簧盘的批量生产。

利用从属权利要求来保护并且在下文中进一步阐述其它有利的实施方式。

如果利用步骤a)提供的板材坯料由硬化的金属制成，则实现更鲁棒的弹簧盘。也有利的是，利用步骤a)提供的板材坯料由(先前)未硬化的金属制成。

也有利的是，板材坯料由线圈(即事先卷起的金属带)切割出来或者直接由这个线圈/金属带形成。

另外实用的是，利用步骤a)提供的板材坯料由钢、优选弹簧钢制成。

在轮廓方面还实用的是，根据步骤b)，借助于冲压过程或者激光切割过程形成这个轮廓。由此尽可能快速地并且精准地制成所述轮廓。

如果在步骤c)中对所述工件进行冷成型，则特别容易保持制造花费。

根据所使用的金属/钢，在另一实施方案中也有利的是，在步骤c)中对工件进行热成型。

在这种情况下特别实用的是，在步骤c)之前、优选在步骤b)与步骤c)之间的中间步骤(步骤b’))中，在成型工具之外的炉子中将工件加热到成型温度或者(直接)在闭合的成型工具中(在根据步骤c)的成型之前)将工件加热到成型温度。当将硬化的金属用于板材坯料时，这个过程是优选的。

也有利的是，在步骤d)之前、优选在步骤c)与步骤d)之间的中间步骤(步骤c’))中，使工件硬化。在将未硬化的金属用于板材坯料时，这个过程是优选的。

另外，本发明涉及一种用于机动车的驱动系的离心力摆装置，其具有能够围绕旋转轴线旋转的支架、摆质量、以可相对移动的方式贴靠在摆质量上的接触元件以及根据上述实施方案中的至少一种实施方案的根据本发明的方法制造的波形弹簧盘，该摆质量沿着滑槽轨道以能摆动的方式接收在支架上，使得在运行中通过摆质量产生对抗旋转不均匀性的回位力矩，该波形弹簧盘在旋转轴线的轴向上将接触元件按压到摆质量上，其中，弹簧盘在紧固区域处与支架抗扭转地连接。

本发明也涉及一种用于机动车的摩擦离合器的离合器盘，其具有这种离心力摆装置以及与支架抗扭转地连接的摩擦元件。

本发明也涉及一种用于机动车的驱动系，其具有这个离心力摆装置，其中，支架与传动轴抗扭地连接。

附图说明

在下文中，现在示出不同的附图，其不仅示出根据本发明的制造方法、还示出离心力摆装置，该离心力摆装置具有根据所述方法制造的波形弹簧盘。

其示出了：

图1波形弹簧盘的根据本发明的制造方法的示意性视图，

图2离心力摆装置的纵剖面图，在该离心力摆装置中使用根据本发明制造的两个弹簧盘，

图3在一区域中的根据图1的离心力摆装置的详细纵剖面图，在该区域中，弹簧盘在其紧固区域方面与支架的间隔栓连接，

图4根据图2和3的离心力摆装置的纵剖面图，其中，现在将截面选择为使得可见弹簧盘的弹簧区域，所述弹簧盘贴靠在布置在摆质量上的接触元件上，

图5具有根据图2的离心力摆装置的离合器盘的前侧，

图6根据图5的离合器盘的侧视图，

图7根据图1中的方法成型的以及在根据图2的离心力摆装置中使用的根据第一实施例的弹簧盘的俯视图，和

图8根据图1中的方法成型的根据第二实施例的弹簧盘立体示图。

附图仅是示意的性质并且仅用于理解本发明。相同的元件设有相同的附图标记。不同实施例的不同特征也能够相互自由组合。

附图仅是示意的性质并且仅用于理解本发明。相同的元件设有相同的附图标记。不同实施例的不同特征也能够相互自由组合。

具体实施方式

在图2至4中示出离心力摆装置1的基本构造，在该离心力摆装置中安装有两个弹簧盘7，所述弹簧盘分别按照根据本发明的制造方法构造。在下文中，首先说明所述离心力摆装置1的构造和功能，在那之前阐述根据图1的根据本发明的制造方法。

在离心力摆装置1运行时，该离心力摆装置优选是以摩擦离合器的形式的离合器的离合器盘10的组成部分，该离合器盘利用图5和6示出。离心力摆装置1与离合器盘10的毂17抗扭转地连接。毂17还与离合器盘10的摩擦元件11抗扭转地连接。根据其它实施方案的离心力摆装置1也能够与离合器盘10的法兰/法兰区域抗扭转地连接。为了清楚起见未进一步示出的离合器以典型的方式安装在机动车的驱动系中，即安装在内燃机的输出轴与变速器的输入轴之间。因此，在运行时，离心力摆装置1是机动车的驱动系的一部分。替代地，根据其它实施方案，离心力摆装置1也直接抗扭转地安装在驱动系的传动轴上、例如内燃机的输出轴或者变速器输入轴。在离心力摆装置1运行时，其以典型的方式用于平衡在驱动系中、尤其在内燃机方面产生的旋转不均匀性。为此，离心力摆装置1具有由DE 10 2014 211711 A1公开的基本构造。

根据图2，离心力摆装置1具有支架3，该支架也被称为摆法兰/支架法兰。支架3由两个在轴向方向上相互间隔开地保持的两个支架区域18a、18b构成。两个支架区域18a、18b分别称为摆法兰/支架法兰。每个支架区域18a、18b基本上构造为盘形。支架3以能围绕旋转轴线2转动的方式布置。在运行时，旋转轴线2优选与内燃机的输出轴/变速器输入轴同轴地布置。两个支架区域18a、18b通过间隔栓13抗扭转地相互连接。此外，间隔栓13确定两个支架区域18a、18b相对彼此的(沿着旋转轴线2的)轴向间距。在支架3(参照旋转轴线2)的周向方向上分布地布置有多个间隔栓13。间隔栓13铆接在相应的支架区域18a、18b中、即与支架区域18a、18b力锁合和形状锁合地连接。

在周向方向上分布地布置的多个摆质量5以能相对于支架3运动/摆动的方式布置在支架3的通过支架区域18a、18b构成的(轴向)内部空间16中。如在根据图5的针对离心力摆装置1的前侧的视图中可见，每个摆质量5具有两个导向栓19，所述导向栓分别伸入到支架3的滑槽轨道4中。对于摆质量5的每个导向栓19而言，第一支架区域18a和第二支架区域18b都具有滑槽轨道4(在图5中对于第二支架区域18b代表性地示出)。两个支架区域18a、18b的配属于导向栓19的滑槽轨道4分别构成用于所述导向栓19的导向滑槽。滑槽轨道4在周向方向上观察弧形地(即不仅在周向方向上还在径向方向上)延伸。尤其，滑槽轨道4分别在周向方向上U形地延伸。因此，在运行时当出现旋转不均匀性时，摆质量5以惯常的方式进行摆动运动，该摆动运动产生对抗旋转不均匀性的回位力矩。

图3示出，接触元件6贴靠在相应的摆质量5上，其中，接触元件6在轴向方向上借助于两个波形弹簧盘7按压到摆质量5上。在横截面中看，接触元件6基本上构造为U形。因此构成在周向方向上延伸的沟槽结构的接触元件6在径向方向上向外打开并且从径向内侧安装在相应的摆质量5上。因此，接触元件6在径向方向上从内部贴靠在摆质量5上并且同时相对于摆质量5上的分别在轴向上背离的侧支撑。接触元件6由塑料制成。接触元件6接收在摆质量5上，使得该接触元件能够在周向方向上相对于摆质量5移动。

(第一)弹簧盘7朝向摆质量5的第一轴向侧在轴向上布置在第一支架区域18a与摆质量5/接触元件6的第一轴向侧之间。另外的(第二)弹簧盘7朝向摆质量5的第二轴向侧在轴向上布置在第二支架区域18b与摆质量5/接触元件6的第二轴向侧之间。相应的弹簧盘7用于将接触元件6按压到摆质量5上或者用于相对于支架3抵靠摆质量5预紧接触元件6。由于两个弹簧盘7在其在接触元件6方面的布置和支撑方面(参照垂直于旋转轴线2定向的镜面)对称地构造，因此，在下文中为简明起见仅探讨第一弹簧盘7。因此，通过接触元件6和弹簧盘7提供摩擦装置，该摩擦装置在每个摆质量5与支架3之间起作用，以抑制/阻尼摆质量5相对于支架3的相对运动(摆动运动)。

弹簧盘7利用在周向方向上分布的多个波形弹簧区域12在轴向方向上支撑在接触元件6上。如用于第二实施例的图7和图8所示，弹簧盘7具有(环形环绕的)环形区段20，该环形区段直接同时构成弹簧区域12。在周向方向上看，弹簧盘7具有三个弹簧区域12。每个弹簧区域12都在轴向方向上呈波形，即构成在轴向方向上突出的波纹。相应的弹簧区域12甚至呈波形，使得其在外直径处的波纹高度高于在内直径处的波纹高度。因此，在轴向方向上看，相应的弹簧区域12在其径向外侧延伸得比在其径向内侧更远。

每个弹簧区域12都在摆质量5的周向区域中支撑在接触元件6上。在周向方向上在每两个相邻的弹簧区域12之间设置有弹簧盘7的紧固区域8，该紧固区域8与间隔栓13牢固连接。第一弹簧盘7的紧固区域8在轴向上支撑在第一支架区域18a上；第二弹簧盘7的紧固区域8在轴向上支撑在第二支架区域18b上。弹簧区域12与紧固区域8一起构成相应的弹簧盘7的环形区段20。

另外如图7可见，三个紧固区域8分别相对于弹簧区域12基本上扁平地/平坦地/无波形地成型。弹簧盘7在轴向方向上在支架3与接触元件6之间夹紧，使得该弹簧盘利用确定的轴向力压到接触元件6上并且所述接触元件又利用确定的轴向力压向摆质量5。由此，在运行时当摆质量5相对于接触元件6相对运动时产生有针对性的摩擦。

在根据图2至7的弹簧盘7的第一实施例中，紧固区域8分别通过环形区段20的在径向方向上从弹簧区域12伸出的连接板14直接同时成型。在此可见，相应的连接板14构成弹簧盘7的加厚区域。在周向方向上看，连接板14连续地/逐渐地过渡到弹簧区域12中。由此，在运行时减小切口效应。

在连接板14中引入接收孔15。在轴向上看，这个接收孔15贯穿紧固区域8。在第一实施例中，接收孔15以在径向方向上向外打开的切口/凹空的形式构造。因此，接收孔15具有半圆形的横截面。在构成在周向方向上起作用的形状锁合连接的情况下，相应的紧固区域8利用其接收孔15以简单的方式径向向内悬挂在间隔栓13上。然而也能够设想其它的力锁合、形状锁合和/或材料锁合的连接。

从整体上看，弹簧盘7具有径向的内轮廓9b以及径向的外轮廓9a，该径向的内轮廓基本上构型为圆形。在第一实施例中，径向的外轮廓9a构型为使得该径向的外轮廓构成(具有其接收孔15的)紧固区域8。

图8示出根据第二实施例的弹簧盘7，其中，所述弹簧盘7相对于第一实施例在其紧固区域8方面有所区别。在此，紧固区域8具有圆形的接收孔15、即由完全环绕的孔壁区域(Lochleibungsbereich)形成的接收孔15。此外，每个紧固区域8构成两个保持鼻部21，所述保持鼻部在支架3方面抗扭转地支撑。保持鼻部21在径向方向上向外以及在共同的轴向方向上伸出。由此，在图7和8的两个实施例中的外轮廓9a彼此不同。

图1示出根据本发明的用于制造图7的弹簧盘7和图8的弹簧盘7的方法。根据本发明，在具有下述步骤的方法中制造弹簧盘7：在第一步骤a)中，提供板材坯料。所述板材坯料优选由弹簧钢制成。在另外的步骤b)中，完成构造轮廓、即弹簧盘7的径向的内轮廓9b以及径向的外轮廓9a。为此，由板材坯料冲压出、替代地也切割出内轮廓9b以及外轮廓9a。在另外的步骤c)中，使由此制造出的环形的工件成型。在此，将工件放入到闭合的成型工具中并且成型为使得产生弹簧盘7的波形弹簧区域12。由此，已经实现弹簧盘7的外部形状。在最后的步骤d)中，在构造完成的弹簧盘7的情况下，对工件进行消除应力退火。

在这种情况下应指出的是，根据另一实施方案，在步骤a)中使用硬化的(替代地也使用未硬化的)板材/金属板材。根据步骤b)优选对轮廓9a、9b进行冲压，替代地根据另一优选的实施方案对其进行激光切割。在步骤c)中，对工件进行冷成型或者还优选地进行热成型。

此外，在另一实施方案中，当在步骤c)中对工件进行热成型的情况下，在步骤b)与步骤c)之间在中间步骤b’)中达到成型温度(奥氏体化温度)。优选在炉子中、还优选直接在闭合的成型工具中将该工件加热到成型温度。

在另一实施方案中，在步骤c)与步骤d)之间的可选的步骤c’)中，使工件附加地经受硬化过程。

在这种情况下，本方法的下述三个实施方案1至3证明是特别有利的。

实施方案1：

通过下述步骤(完全)执行用于制造弹簧盘7的制造方法：a)提供板材坯料作为硬化的板材(/由硬化的金属提供板材坯料)；b)在形成环形的工件(也被称为板坯)的情况下对轮廓9a、9b进行冲压或者激光切割；c)在闭合的成型工具中对工件进行冷成型；以及d)对工件进行消除应力退火。

换言之，在实施方案1中，因此首先提供硬化的板材带(板材坯料)，通常卷起成线圈(步骤a))。然后，(在步骤b)中，)借助于一个或者多个冲程中的冲压或者借助于激光切割由带制造波纹盘7的期望的轮廓9a、9b。然后，在闭合的工具(成型工具)中在一个或多个成型步骤中，将板坯冷成型成完成设立的波纹盘7(步骤c))。随后，在炉子中或者在闭合的硬化工具中进行消除应力退火(步骤d))。

实施方案2：

通过下述步骤(完全)执行用于制造弹簧盘7的制造方法：a)提供板材坯料作为硬化的板材(/由硬化的金属提供板材坯料)；b)在形成环形的工件(也被称为板坯)的情况下对轮廓9a、9b进行冲压或者激光切割；b’)在炉子中(在闭合的成型工具之外)或者在闭合的成型工具中将板坯加热到适合的成型温度；c)在闭合的成型工具中对所述板坯进行热成型；以及d)对工件进行消除应力退火。

换言之，在实施方案2中，因此首先提供硬化的板材带(板材坯料)，通常卷起成线圈。然后，(在步骤b)中)借助于一个或者多个冲程中的冲压或者借助于激光切割由带制造波纹盘7的期望的轮廓9a、9b。然后，(在步骤b’)中)在炉子中将板坯加热到适合的成型温度、优选加热到材料的奥氏体化温度。随后，(在步骤c)中)在闭合的工具(成型工具)中在一个或者多个成型步骤中热成型成完成设立的波纹盘7。接着，在环境空气中对波纹盘7进行冷却并且进行消除应力退火(步骤d))。

实施方案3：

通过下述步骤(完全)执行用于制造弹簧盘7的制造方法：a)提供板材坯料作为未硬化的板材(/由未硬化的金属提供板材坯料)；b)在形成环形的工件(也被称为板坯)的情况下对轮廓9a、9b进行冲压或者激光切割；c)在闭合的成型工具中对板坯进行冷成型；c’)借助于适合的硬化过程对所述工件进行硬化；以及d)对工件进行消除应力退火。

换言之，在实施方案3中，因此首先提供未硬化的板材带(板材坯料)，通常卷起成线圈。然后，(在步骤b)中)借助于一个或者多个冲程中的冲压或者借助于激光切割由带制造波纹盘7的期望的轮廓9a、9b。然后，(在步骤c)中)在闭合的工具(成型工具)中在一个或者多个成型步骤中，将板坯冷成型成完成设立的波纹盘7。接着，利用适合的惯常的硬化工艺使波纹盘7硬化(步骤c’))并且对其进行消除应力退火(步骤d))。

在实施方案1至3中，弹簧盘7分别由钢、优选由弹簧钢(例如C75S或者58CrV4)制成。

因此，本发明涉及一种用于离心力摆装置1的波纹盘7，其中，波纹盘7从支架3出发施加力到摩擦元件或者接触元件6上，该摩擦元件或者接触元件优选由塑料制成，其局部地或者完全地包围摆质量5，从而使得当摆质量5相对于支架3运动时，产生逆着运动方向的恒定的摩擦力。波纹盘7在其形状方面是环形的和闭合的。波纹盘7具有三个均匀分布在周向上的波纹(弹簧区域12)。该波纹盘同样具有波纹高度，其中，在外直径处的波纹高度大于在内直径处的波纹高度。另外，波纹盘7具有在径向上或者在轴向上突出到闭合的环(环形区段20)的上方的元件(连接板14和/或保持鼻部21)，所述元件用于定位、对中和力传递。

附图标记列表

1 离心力摆装置

2 旋转轴线

3 支架

4 滑槽轨道

5 摆质量

6 接触元件

7 弹簧盘

8 紧固区域

9a 外轮廓

9b 内轮廓

10 离合器盘

11 摩擦元件

12 弹簧区域

13 间隔栓

14 连接板

15 接收孔

16 内部空间

17 毂

18a 第一支架区域

18b 第二支架区域

19 导向栓

20 环形区段

21 保持鼻部。

Claims (10)

1.一种用于制造用于离心力摆装置(1)的波形弹簧盘(7)的方法，其具有下述步骤：

a)提供板材坯料，

b)在形成环形的工件的情况下，由所述板材坯料形成要制造的弹簧盘(7)的轮廓(9a、9b)，

c)在闭合的成型工具中成型所述工件，使得产生所述弹簧盘(7)的波形弹簧区域(12)，以及

d)在形成所述弹簧盘(7)的情况下，对所述工件进行消除应力退火。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用步骤a)提供的板材坯料由硬化的金属制成。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，利用步骤a)提供的板材坯料由钢制成。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，借助于冲压过程或者激光切割过程形成根据步骤b)的所述轮廓(9a、9b)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤c)中对所述工件进行冷成型。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤c)中对所述工件进行热成型。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤c)之前，在所述成型工具之外的炉子中将所述工件加热到成型温度或者在闭合的所述成型工具中将所述工件加热到成型温度。

8.一种用于机动车的驱动系的离心力摆装置(1)，其具有能够围绕旋转轴线(2)旋转的支架(3)、摆质量(5)、以可相对移动的方式贴靠在所述摆质量(5)上的接触元件(6)以及根据权利要求1至7中任一项所述的方法制造的波形弹簧盘(7)，所述摆质量沿着滑槽轨道(4)以能摆动的方式接收在所述支架(3)上，使得在运行时通过所述摆质量(5)产生对抗旋转不均匀性的回位力矩，所述波形弹簧盘将所述接触元件(6)在所述旋转轴线(2)的轴向方向上按压到所述摆质量(5)上，其中，所述弹簧盘(7)在紧固区域(8)处与所述支架(8)抗扭转地连接。

9.一种用于机动车的摩擦离合器的离合器盘(10)，其具有根据权利要求8所述的离心力摆装置(1)以及与支架(3)抗扭转地连接的摩擦元件(11)。

10.一种用于机动车的驱动系，其具有根据权利要求8所述的离心力摆装置(1)，其中，支架(3)与传动轴抗扭转地连接。

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