DE10143822A1 - Membranfeder für einen Kupplungsmechanismus - Google Patents
Membranfeder für einen KupplungsmechanismusInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Membranfeder (70) für den Kupplungsmechanismus eines Kraftfahrzeugs, wobei die Membranfeder einen eine Tellerfeder bildenden radial äußeren Teil (72) und einen radial inneren Teil (74) aufweist, der in eine Mehrzahl von radialen Fingern unterteilt ist, deren freie Enden eine mittige Öffnung (71) umgeben, und wobei der radial innere Teil (74) zusätzliche Durchgangsöffnungen (73) für den Durchgang von Teilen aufweist und wobei sie außerdem Mittel (80) für eine mechanische Verbindung der Finger untereinander umfaßt.
Description
Die Erfindung betrifft eine Membranfeder für einen
Kupplungsmechanismus, insbesondere für den Kupplungs
mechanismus eines Kraftfahrzeugs, wobei die Membran
feder einen eine Tellerfeder bildenden radial äußeren
Teil und einen radial inneren Teil aufweist, der in
eine Mehrzahl von radialen Fingern unterteilt ist,
deren freie Enden eine mittige Öffnung umgeben.
Im allgemeinen umfaßt ein Membranfeder-Kupplungs
mechanismus insbesondere wenigstens eine Kupplungs
scheibe, die mit Reibbelägen bestückt ist, die durch
eine Membranfeder zwischen einer Druckplatte und
einer (auch als Schwungrad bezeichneten) Gegenanpreß
platte eingespannt werden können. Die Membranfeder
ist im allgemeinen kippbar an einem Deckel gelagert,
der an der Gegenanpreßplatte befestigt ist, während
die Druckplatte drehfest mit dem Deckel verbunden,
aber axial geradlinig beweglich im Verhältnis zu
diesem Deckel gelagert ist. Der (in Form einer
Tellerfeder ausgeführte) radial äußere Teil der
Membranfeder kommt an der Druckplatte zur Anlage,
während der radial innere Teil (radiale Finger) mit
einem Betätigungsorgan, etwa mit einem Ausrücklager,
zusammenwirkt, das beispielsweise über eine Gabel
axial geradlinig beweglich gelagert ist.
Auf diesem Gebiet sind insbesondere Membranfedern für
Kupplungen bekannt, deren Finger durch einen dünnen
freien Bereich getrennt sind. Dieser freie Bereich,
dient dazu, die Federwirkung der Tellerfeder aus
schließlich auf den Umfangskranz zu begrenzen, wobei
die Finger nur eine Hebelwirkung aufweisen.
Nach der gelenkigen Anbringung dieser Membranfeder am
Deckel kann sich jedoch das Problem ergeben, daß man
Zugang zu dahinter liegenden Bereichen haben muß,
beispielsweise um (insbesondere anhand von Schrauben)
ein Element des Kupplungsmechanismus oder eine durch
das Schwungrad und die Kupplung gebildete Baueinheit
im Falle ihres vorherigen Zusammenbaus ein- oder
auszubauen. Das Problem ergibt sich ebenso im Falle
einer Kupplung mit einem vormontierten Zweimassen-
Dämpfungsschwungrad.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine
konstruktiv einfache, preiswert herzustellende und
leicht handhabbare Membranfeder der eingangs genann
ten Art zu schaffen, die dieses Problem beseitigt und
die einen Kupplungsmechanismus oder eine mit einer
Kupplung gebildete Baueinheit ermöglicht, die leicht
zu montieren ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Membranfeder nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsformen
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Lösung ist es,
daß der radial innere Teil der Membranfeder zusätz
liche Öffnungen für den Durchgang von Teilen aufweist
und daß die Membranfeder außerdem Mittel für eine
mechanische Verbindung der Finger untereinander
umfaßt.
Ein wesentlicher Vorteil liegt dabei darin, daß die
zusätzlichen Öffnungen als Durchgangsöffnung
beispielsweise für eine Schraube oder ein Werkzeug
für den Ein- oder Ausbau eines Zubehörteils des
Kupplungsmechanismus dienen können.
Es ist somit insbesondere möglich, daß man, um eine
den Kupplungsmechanismus umfassende Baueinheit an der
Kurbelwelle anhand von Schrauben zu befestigen, ein
Werkzeug (und die Schrauben, sofern sie nicht
vormontiert ist) durch die Öffnungen der Membranfeder
hindurchführen kann.
Damit diese Montage möglich ist, sind natürlich
außerdem Öffnungen in der Kupplungsscheibe und in der
zweiten Schwungmasse gegenüber den Öffnungen der
Membranfeder vorgesehen.
Erfindungsgemäß ist ein Mittel zur Versteifung der
Membranfeder und zur Verbindung der Finger unter
einander angeordnet. Durch Ausübung einer axialen
Kraft auf die normalen Finger ist es daher stets
möglich, dank des Versteifungsmittels einen Druck auf
die verkürzten Finger auszuüben. Dadurch wird deshalb
eine gute Verteilung der Andrückkraft und deren un
eingeschränkte Nutzung ohne jeden Verlust ermöglicht.
Die erfindungsgemäße Membranfeder ist somit nicht nur
leicht zu montieren, sondern sie ist bei einfacher
Konstruktion auch preiswert herzustellen.
Aufgrund der zusätzlichen Öffnungen ist die
Membranfeder im übrigen leichter und erfordert
weniger Werkstoff ohne Effizienzverlust (aufrechter
haltene Steifigkeit), was im Kraftfahrzeugbereich von
großer Bedeutung ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn einige der Finger
eine kürzere Länge haben als andere, um die besagten
Durchgangsöffnungen zu bilden, die somit am Umfang
der mittigen Öffnung jenseits des freien Endes der
besagten verkürzten Finger angeordnet sind.
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn das Ende
jedes verkürzten Fingers im Verhältnis zu den anderen
Fingern geneigt ist, so daß sich die Enden der
verkürzten Finger und der normalen Finger nicht in
den gleichen Ebenen befinden.
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn das Mittel
zur mechanischen Verbindung der Finger die Form eines
Rings annimmt, der parallel zu der besagten
Membranfeder zwischen den verkürzten Fingern und den
anderen Fingern in etwa in Höhe des freien Endes der
verkürzten Finger angeordnet ist. Durch Ausübung
einer axialen Kraft auf die normalen Finger ist es
daher stets möglich, dank des Rings einen Druck auf
die verkürzten Finger auszuüben. Dadurch wird deshalb
eine gute Verteilung der Andrückkraft und deren
uneingeschränkte Nutzung ohne jeden Verlust
ermöglicht.
Die Position des Rings und daher auch der Membran
feder ist vorteilhafterweise auf die Funktionsweise
der Kupplung abgestimmt, je nachdem, ob die
Betätigung der Membranfeder in gedrückter oder
gezogener Form erfolgt.
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn an der
Stelle des Rings die verkürzten Finger Mittel zur
axialen Sicherung und zur Zentrierung des Rings
aufweisen.
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn der Ring
zwischen den verkürzten Fingern und den anderen
Fingern eingeklemmt werden kann, nachdem die
verkürzten Finger vor dem Einbau des besagten Rings
unter Beanspruchung und elastisch axial verschoben
worden sind.
Um den Einbau des Rings zu erleichtern, kann dieser
vorteilhafterweise eine Werkstoffunterbrechung
aufweisen.
Besonders vorteilhaft ist es aus Gründen im
Zusammenhang mit einer Optimierung der Festigkeit
sowie mit der Vergrößerung und Verteilung der durch
die Membranfeder hindurchgehenden Öffnungen ferner,
wenn jeder nicht verkürzte Finger, der neben einem
verkürzten Finger liegt, seitlich, an der Stelle
seines freien Endes, eine örtliche Verringerung
seiner Breite aufweist, die einen erweiterten
Durchgang definiert.
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die nicht
verkürzten Finger und die verkürzten Finger so
verteilt sind, daß jeweils zwei nicht verkürzte
Finger und dann ein verkürzter Finger aufeinander
folgen. Je zwei nicht verkürzte Finger sind dabei
durch einen verkürzten Finger von den nächsten beiden
nicht verkürzten Fingern getrennt.
Außerdem betrifft die Erfindung auch einen Kupplungs
mechanismus für Kraftfahrzeuge, der eine Membranfeder
der voranstehend beschriebenen Art umfaßt.
Das Verständnis der Erfindung sowie anderer Merkmale,
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung wird durch
die nachfolgende Beschreibung erleichtert, die als
Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen angeführt wird.
Darin zeigen im einzelnen:
Fig. 1 eine schematische Axialschnittansicht
eines Kupplungsmechanismus für den
Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs,
der mit der erfindungsgemäßen Membranfeder
ausgerüstet ist;
Fig. 2 eine perspektivische Draufsicht der
Membranfeder von Fig. 1,
Fig. 3 eine perspektivische Unteransicht der
Membranfeder von Fig. 1,
Fig. 4 eine Schnittansicht eines Details dieser
Membranfeder, und
Fig. 5 eine Variante zur Veranschaulichung eines
Ausführungs- und Verwendungsbeispiels
einer derartigen Membranfeder.
Im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 wird mit der
Bezugsnummer 10 eine Antriebswelle bezeichnet, etwa
eine Kurbelwelle, an deren Ende ein Schwungrad 20
befestigt ist, das die Gegenanpreßplatte eines
Kupplungsmechanismus 15 bildet, der einen durch
Schrauben 22 am Schwungrad 20 befestigten Deckel 30,
eine drehfest mit dem Schwungrad 20 und mit dem
Deckel 30 verbundene und im Verhältnis zu diesen
axial geradlinig bewegliche Druckplatte 40 und eine
Kupplungsscheibe 50 umfaßt, die an ihrem äußeren
Umfang Reibbeläge 52 trägt, die dazu bestimmt sind,
zwischen dem Schwungrad 20 und der Druckplatte 40
eingespannt zu werden, um ein Drehmoment von der
Antriebswelle 10 an die Kupplungsscheibe 50 zu
übertragen.
Die Kupplungsscheibe 50 ist durch einen Torsions
dämpfer 54 mit einer Nabe 56 verbunden, die drehfest
mit einer getriebenen Welle 60, etwa mit der
Eingangswelle eines Getriebes, verbunden ist.
Die Druckplatte 40 wird in eingerückter Position
(oder Position mit Einspannung der Reibbeläge 52 am
Schwungrad 20) durch Einrückmittel beaufschlagt, die
zwischen der Druckplatte 20 und dem Deckel 16
angeordnet sind und die in diesem Ausführungsbeispiel
durch den in Form einer Tellerfeder ausgeführten
radial äußeren Teil 72 (einen Umfangskranz) einer
Membranfeder 70 gebildet werden, deren radial innerer
Teil 74 in eine Mehrzahl von radialen Fingern
unterteilt ist, die zur Achse xx' gerichtet sind und
mit einem Ausrücklager 57 zusammenwirken, das über
eine Ausrückgabel 59 geradlinig verschiebbar an einem
Führungsrohr 58 gelagert ist.
Wie in den Fig. 2 und 3 zu erkennen ist, weist die
Membranfeder 70 radiale Finger 76 mit einer kleineren
Länge als andere Finger auf, die als "normal" be
zeichnet werden und mit der Bezugsnummer 76 versehen
sind. Das freie Ende 75 dieser verkürzten Finger 76
ist weiter von der Achse xx' (und von der mittigen
Öffnung 71) entfernt als die normalen Finger 78, so
daß ein Zwischenraum 73 definiert wird, der am Umfang
der mittigen Öffnung 71 angeordnet ist und als
Durchgangsöffnung beispielsweise für eine Schraube
oder ein Werkzeug für den Ein- oder Ausbau eines
Zubehörteils des Kupplungsmechanismus dienen kann.
Diese verkürzten Finger 76 haben außerdem ein Ende
75, das im Vergleich zu den anderen normalen Fingern
78 leicht angehoben ist, so daß sie sich nicht in der
gleichen Gesamtebene wie diese befinden.
Jeder verkürzte Finger 76 ist hier beiderseits von
zwei normalen Fingern 78 umgeben, um ausreichend
freiliegende Flächen zu bieten, ohne die Steifigkeit
der Membranfeder 70 zu verringern.
Im übrigen weist jeder Finger 78 mit normaler Länge,
der sich neben einem verkürzten Finger 76 befindet,
seitlich (rechts oder links) in Höhe seines freien
Endes 75 eine Verringerung seiner Breite auf, so daß
ein erweiterter Durchgang 77 geschaffen wird, der den
durch die Verringerung der Länge der verkürzten
Finger gebildeten Zwischenraum 73 ergänzt und dadurch
den Durchgang einer Schraube oder eines Werkzeugs
ermöglicht.
Außerdem ist ein Mittel 80 zur Versteifung der
Membranfeder 70 und zur Verbindung der Finger
untereinander parallel zu der besagten Membranfeder
angeordnet. Es ist in Form eines Rings 82 ausgeführt,
der zwischen den verkürzten Fingern 76 und den
normalen Fingern 78 angeordnet ist. Das Ende 75 der
verkürzten Finger ist vorzugsweise angehoben und
weist einen umgebogenen Bereich 79 zur axialen
Sicherung und Zentrierung dieses Rings auf.
Für den Einbau des Rings 82 ist vorgesehen, die ver
kürzten Finger 76 axial abzuspreizen, den (gegebenen
falls mit einem Schlitz 84 versehenen) Ring zwischen
den verkürzten Fingern 76 und den normalen Fingern 78
einzusetzen und die verkürzten Finger elastisch
zurückkommen zu lassen, so daß ihr umgebogener Teil
79 den Ring einklemmt und zentriert.
Wenn bei der Benutzung des Kupplungsmechanismus über
das Ausrücklager 57 axial auf die normalen Finger 78
gedrückt wird, drücken diese ihrerseits auf den Ring
82 und daher auf die verkürzten Finger 76. Die ganze
durch den Benutzer ausgeübte Kraft wird deshalb
verlustfrei an die Membranfeder 70 übertragen.
Fig. 5 beschreibt eine Kupplung mit einem
Zweimassen-Dämpfungsschwungrad, wobei die folgenden
Teile zu erkennen sind:
- - eine Antriebswelle 10, etwa eine Kurbelwelle,
- - ein Schwungrad 20 mit einer anhand von Schrauben 47 an der Kurbelwelle befestigten ersten Schwungmasse 21 und einer im Verhältnis zur ersten Schwungmasse drehbeweglichen zweiten Schwungmasse 23,
- - einen zwischen der ersten Schwungmasse und der zweiten Schwungmasse angeordneten Schwingungsdämpfer 25,
- - einen anhand von Schrauben 22 fest mit der zweiten Schwungmasse 23 verbundenen Deckel 30,
- - eine drehfest mit dem Schwungrad 20 und mit dem Deckel 30 verbundene und im Verhältnis zu diesen axial geradlinig bewegliche Druckplatte 40,
- - eine Kupplungsscheibe 50, die an ihrem äußeren Umfang Reibbeläge 52 trägt, die dazu bestimmt sind, zwischen der zweiten Schwungmasse 23 und der Druckplatte 40 eingespannt zu werden, um ein Drehmoment von der Antriebswelle 10 an die Kupplungsscheibe zu übertragen, und
- - eine Membranfeder 70, wie sie vorstehend beschrieben wurde.
Es ist festzustellen (siehe insbesondere den unteren
Teil von Fig. 5), daß man, um die aus den beiden
Schwungmassen 21 und 23, der Kupplungsscheibe 50 und
dem Deckel 30 bestehende Baueinheit an der Kurbel
welle anhand von Schrauben 27 zu befestigen, ein
Werkzeug (und die Schraube, sofern sie nicht vor
montiert ist) durch die Öffnungen 73 der Membranfeder
70 hindurchführen kann. Damit diese Montage möglich
ist, sind natürlich außerdem Öffnungen in der
Kupplungsscheibe 50 und in der zweiten Schwungmasse
23 gegenüber den Öffnungen der Membranfeder vorge
sehen.
Die Position des Rings und daher auch der Membran
feder muß auf die Funktionsweise der Kupplung
abgestimmt sein, je nachdem, ob die Betätigung der
Membranfeder in gedrückter oder gezogener Form
erfolgt.
Die so mit ihren verkürzten Fingern bestückte
Membranfeder ist im übrigen leichter und erfordert
weniger Werkstoff ohne Effizienzverlust (aufrecht
erhaltene Steifigkeit), was im Kraftfahrzeugbereich
durchaus von Bedeutung ist.
Es ist aber natürlich davon auszugehen, daß diese
Beispiele nur zur Veranschaulichung des Gegenstands
der Erfindung angeführt werden, der durch sie in
keiner Weise eingeschränkt wird.
Die abwechselnde Folge zwischen den verkürzten
Fingern und den normalen Fingern kann, ebenso wie die
Anzahl der verkürzten Finger, in Abhängigkeit vom
Bedarf an zusätzlichem Raum auch anders ausfallen.
Die Form der verkürzten Finger kann ebenfalls
unterschiedlich sein, wobei sie nach Maßgabe der Form
und der Abmessungen des Verstärkungsrings mehr oder
weniger angehoben sein können.
Claims (11)
1. Membranfeder (70) für einen Kupplungsmechanismus,
insbesondere für den Kupplungsmechanismus eines
Kraftfahrzeugs, wobei die Membranfeder einen eine
Tellerfeder bildenden radial äußeren Teil (72) und
einen radial inneren Teil (74) aufweist, der in eine
Mehrzahl von radialen Fingern unterteilt ist, deren
freie Enden eine mittige Öffnung (71) umgeben,
dadurch gekennzeichnet,
daß der radial innere Teil (74) zusätzliche Durchgangsöffnungen (73) für den Durchgang von Teilen aufweist,
und daß sie außerdem Mittel (80) für eine mechanische Verbindung der Finger untereinander umfaßt.
dadurch gekennzeichnet,
daß der radial innere Teil (74) zusätzliche Durchgangsöffnungen (73) für den Durchgang von Teilen aufweist,
und daß sie außerdem Mittel (80) für eine mechanische Verbindung der Finger untereinander umfaßt.
2. Membranfeder nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß einige (76) der
Finger eine kürzere Länge als andere (78) haben, um
die Öffnungen (73) zu bilden, die dabei am Umfang der
mittigen Öffnung (71) an den freien Enden der
verkürzten Finger (76) angeordnet sind.
3. Membranfeder nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ende (75) jedes
verkürzten Fingers (76) im Verhältnis zu den anderen
Fingern (78) geneigt ist, so daß sich die Enden (75)
der verkürzten Finger (76) und der normalen Finger
(78) in verschiedenen Ebenen befinden.
4. Membranfeder nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Mittel (80) zur
mechanischen Verbindung der Finger die Form eines
Rings (82) hat, der parallel zu der besagten
Membranfeder (70) zwischen den verkürzten Fingern
(76) und den anderen Fingern (78) in etwa im Bereich
des freien Endes (75) der verkürzten Finger (76)
angeordnet ist.
5. Membranfeder nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß im Bereich des Rings
(82) die verkürzten Finger (76) Mittel zur axialen
Sicherung und/oder zur Zentrierung des Rings (82)
aufweisen.
6. Membranfeder nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ring (82)
zwischen den verkürzten Fingern (76) und den anderen
Fingern (78) eingeklemmt ist, wobei die verkürzten
Finger (78) bei dem Einbau des Rings (82) unter
Beanspruchung axial elastisch verschoben worden sind.
7. Membranfeder nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Ring (82) eine Werkstoffunterbrechung (84) aufweist.
8. Membranfeder nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder
nicht verkürzte Finger (78), der neben einem
verkürzten Finger (76) liegt, seitlich im Bereich
seines freien Endes (75) eine örtliche Verringerung
seiner Breite aufweist, die einen erweiterten
Durchgang (77) definiert.
9. Membranfeder nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die
nicht verkürzten Finger (78) und die verkürzten
Finger (76) so verteilt sind, daß abwechselnd je zwei
nicht verkürzte Finger (78) auf einen verkürzten
Finger (76) folgen.
10. Kupplungsmechanismus (15) für Kraftfahrzeuge,
dadurch gekennzeichnet, daß er
eine Membranfeder (70) nach einem der vorangehenden
Ansprüche umfaßt.
11. Mechanismus (15) nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß er an einem
Schwungrad (20) vormontiert ist und daß die in der
Membranfeder (70) ausgebildeten Öffnungen (73) auf
die Schrauben zur Befestigung dieses Schwungrads (20)
an der Antriebswelle ausgerichtet sind.
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