DE3329038C2 - Kupplungsdruckplatte mit gewellten Drahtringen zur Abstützung der Membranfeder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsdruckplatte, beste­ hend aus einem Gehäuse einer drehfest - aber axial verlagerbar - angeordneten Anpreßplatte, einer Membranfeder zwischen Gehäuse und Anpreßplatte zur Beaufschlagung der Anpreßplatte mit Anpreß­ kraft, wobei die Membranfeder in einem mittleren Bereich durch am Gehäuse angeordnete Nietbolzen gehalten ist, zumindest zwischen den Nietbolzenköpfen und der Membranfeder ein umfangsmäßig ge­ schlossener, axial gewellter Drahtring unter axialer Vorspannung montiert ist und die Membranfeder mit ihrem äußeren Bereich auf die Anpreßplatte einwirkt.

Eine Kupplungsdruckplatte der obengenannten Bauart ist beispiels­ weise aus der DE-PS 12 55 406 bekannt. Bei dieser bekannten Aus­ führung ist die Membranfeder zwischen zwei gewellten Drahtringen gehalten, um Schwirrgeräusche zu dämpfen und Verschleiß zwischen den Drahtringen und der Membranfeder zu unterdrücken. Weiterhin sind dem Stand der Technik Schutzrechte zu entnehmen, die einem Verschleiß zwischen Drahtringen und Membranfeder bzw. Gehäuse da­ durch entgegenwirken, daß die Drahtringe in Umfangsrichtung dreh­ fest angeordnet sind. Hierzu ist beispielsweise die DE-OS 21 61 432 zu nennen. Diese Schrift schlägt vor, zur Verdrehsiche­ rung der Drahtringe im Bereich deren Anlage an den Nietbolzen­ köpfen eine Anprägung vorzusehen, wobei die Kanten vor und nach der Anprägung gegenüber den Nietbolzenköpfen als Verdrehsicherung dienen. Damit ist gleichzeitig an einer hoch belasteten Stelle eine Flächenvergrößerung durchgeführt.

Die Probleme mit der Lagerung einer Membranfeder an einer Kupp­ lungsdruckplatte sind durch den ausgewiesenen Stand der Technik allenfalls vorübergehend gelöst worden. Zwischenzeitlich sind die Belastungen für diese Drahtringe enorm angestiegen. Als Grund kann hierbei beispielsweise der Leichtbau der Brennkraftmaschine angeführt werden, der zwar zu geringeren Gewichten führt, jedoch die Ungleichförmigkeit des Antriebes sowie die Schwingungen ganz allgemein in verstärktem Maße zur Auswirkung kommen läßt. Es ist daher beispielsweise nicht mehr möglich, einen Drahtring gemäß der DE-OS 21 61 432 zu verbauen, da dieser Drahtring an den Über­ gangsbereichen zwischen den Abflachungen und dem normalen runden Querschnitt infolge Kerbwirkung frühzeitig brechen würde.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Form der Abstützung zwischen der Membranfeder und den Distanzbolzen über Drahtringe zu finden, die den heutigen Ansprüchen genügt, d. h., bei vertretbarem geringem Verschleiß eine hohe Lebenserwartung erbringt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Hauptanspruches gelöst. Durch die Verdrehsicherung in Form eines nach radial innen weisenden Wellentales, welches formschlüssig an einem umfangsmäßigen Teilbereich zumindest eines Nietbolzenschaf­ tes zur Anlage kommt, wird durch bereits vorhandene Bauteile ein Wandern des Drahtringes in Umfangsrichtung verhindert. Durch gleichzeitige Zuordnung der Anlagestellen zwischen Drahtring und Nietbolzenkopf an einer Stelle, an der der Drahtring im ungespann­ ten Zustand gegenüber der Membranfeder einen Wellenberg aufweist, ist sichergestellt, daß die Krafteinleitung in die Drahtringe oh­ ne größere Unstetigkeitsstellen gleichmäßig erfolgt und somit ei­ ne große Lebensdauer erzielt werden kann. Dabei ist es prinzi­ piell unbedeutend, in welchem Maße ein solcher Drahtring in axialer Richtung im Einbauzustand vorgespannt wird.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß der Drahtring zwischen zwei benachbarten Distanzbolzenschäften ein durchgehendes radiales Wellental bildet. Damit ist die Ver­ drehsicherung so gestaltet, daß in einer Drehrichtung der eine Distanzbolzenschaft und in der anderen Drehrichtung der andere Distanzbolzenschaft als Anschlag herangezogen wird.

Dabei weist dieses Wellental eine geneigte Abflachung auf der Seite der Membranfeder auf, und zwar zumindest annähernd ausge­ hend von einer Tangente an die runde Außenkontur des Drahtringes. Durch diese geneigte Abflachung ist zwischen dem Drahtring und der sich beim Ein-/Ausrückvorgang bewegenden Membranfeder genü­ gend Bewegungsspielraum geschaffen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß wenigstens an einer Stelle des Drahtringes eine in Umfangsrich­ tung ausgebildete Folge von einem radialen Wellenberg und zu bei­ den Seiten je einem radialen Wellental vorgesehen ist, wobei der Wellenberg die Außenkontur des Drahtringes nicht übersteigt und sich von radial außen her an den Nietbolzenschaft anschmiegt. Bei dieser Art der Verdrehsicherung erfolgt die Festlegung des Draht­ ringes an einem Nietbolzenschaft. Dabei sind beide Wellentäler mit einer geneigten Abflachung auf der Seite der Membranfeder versehen, und zwar zumindest annähernd ausgehend von einer Tan­ gente an die runde Außenkontur des Drahtringes. Diese Abflachung ist zur Gewährleistung des Bewegungsspielraumes der Membranfeder bei ihrer Ein-/Ausrückbewegung vorteilhaft. Die Belastung des Drahtringes wird dadurch herabgesetzt.

Durch die Anordnung einer durchgehenden, nicht unterbrochenen Abflachung am ganzen Umfang des Drahtringes auf der den Nietbol­ zenköpfen zugewandten Seite wird eine weitere Verbesserung des Verschleißverhaltens erreicht. Gegenüber dem Stand der Technik werden auf diese Weise Unstetigkeitsstellen vermieden und die Herstellung - beispielsweise noch im gestreckten Zustand des Drahtringes - ist problemlos.

Für eine besonders günstige Ausführung wird vorgeschlagen, daß vorzugsweise zwei Fixierungsbereiche mit radialen Wellentälern und Wellenbergen zur Verdrehsicherung vorgesehen sind und ver­ setzt dazu ein Markierungsbereich mit einem radialen Wellental als Orientierungshilfe bei der Montage. Durch diese Maßnahme kann während der Montage und nach der Montage leicht festgestellt wer­ den, ob der Drahtring ordnungsgemäß montiert wurde.

In besonders einfacher und preiswerter Weise wird der Drahtring aus einem ursprünglich gestreckten Bauteil hergestellt und an ei­ ner Stelle zusammengeschweißt. Dieses Material "von der Rolle" ist besonders preiswert und für alle unterschiedlichen Drahtdurch­ messer geeignet. Dabei wird der Drahtring vorzugsweise an einer Stelle zwischen Wellenberg und Wellental stumpf verschweißt, so daß der Drahtring an dieser Stelle in keiner direkten Berührung zu anderen Bauteilen der Kupplung steht.

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

Fig. 1 und 2 den Längsschnitt durch eine Druckplatte mit Seiten­ ansicht eines Drahtringes;

Fig. 3 bis 5 Draufsicht und zwei Schnitte durch eine Ausführung eines Drahtringes;

Fig. 6 bis 8 Draufsicht und zwei Schnitte einer weiteren Draht­ ringausführung;

Fig. 9 die Teilansicht eines Drahtringes.

Fig. 1 zeigt prinzipiell eine Druckplatte 1, wie sie beispiels­ weise von Kupplungsherstellern geliefert wird. Sie besteht aus dem Gehäuse 2, welches die Anpreßplatte 3 in Umfangsrichtung drehfest - aber axial verlagerbar - hält. Diese Befestigung er­ folgt im vorliegenden Fall über Tangentialstraps 6 sowie entspre­ chende Niete 8, es ist jedoch auch prinzipiell möglich, die An­ preßplatte 3 in anderer Weise gegen Verdrehen zu sichern, jedoch in axialer Richtung verlagerbar zu führen. Zwischen dem Gehäuse 2 und der Anpreßplatte 3 ist die Membranfeder 4 angeordnet, die sich mit ihrem äußeren Umfang an der Anpreßplatte 3 abstützt und mit einem mittleren Bereich am Gehäuse 2. Nach radial innen setzt sich die Membranfeder 4 mit Federzungen 5 fort, welche zum Betä­ tigen der Kupplung dienen. Der mittlere Bereich der Membranfe­ der 4, der der Abstützung am Gehäuse 2 dient, wird durch eine Reihe von Nietbolzen bzw. Distanzbolzen 9 gebildet, die auf einem mittleren Durchmesser konzentrisch zur Drehachse der Druckplat­ te 1 im Gehäuse angeordnet sind. Die Nietbolzen 9 durchdringen mit ihren Nietbolzenschäften 22 entsprechende Öffnungen in der Membranfeder 4 und sind auf der dem Gehäuse 2 gegenüberliegenden Seite mit Nietbolzenköpfen 10 ausgerüstet. Zwischen dem Gehäuse 2 und der Membranfeder 4 ist zur Darstellung eines Kippkreises der Membranfeder beispielsweise ein Drahtring 11 angeordnet. Dieser Drahtring 11 kann jedoch auch von einer umlaufenden Sicke im Ge­ häuse 2 gebildet sein. Der Drahtring 11 ist auf den Nietbolzen­ schäften 22 geführt und weist somit einen geringfügig größeren Durchmesser auf als die Außenkontur aller Nietbolzenschäfte 22 zusammen. Zwischen der Membranfeder 4 und den Nietbolzenköpfen 10 sind unterschiedliche Drahtringe 12, 14 bis 16 angeordnet. Die Beschreibung der einzelnen Drahtringe erfolgt in den anschließen­ den Figuren.

Die Funktionsweise einer Druckplatte 1 gem. Fig. 1 ist folgende: Die Druckplatte 1 ist mit ihrem Gehäuse 2 an einem nicht darge­ stellten Schwungrad einer Brennkraftmaschine angebracht und zwi­ schen der Anpreßplatte 3 und diesem Schwungrad ist eine Kupplungs­ scheibe einspannbar, die über entsprechende Reibmaterialien das Drehmoment vom Schwungrad auf eine Getriebewelle übertragen kann. Die Darstellung der Druckplatte 1 ist im eingerückten Zustand der Kupplung. In diesem Zustand stützt sich die Membranfeder 4 infolge ihrer Vorspannkraft mit ihrem Außenumfang an der Anpreß­ platte 3 und mit ihrem mittleren Umfang über den Drahtring 11 am Gehäuse 2 ab. Die Kupplungsscheibe ist somit zwischen die Anpreß­ platte 3 und das Schwungrad eingespannt. Soll die Kupplung ausge­ rückt werden, so wird mit einem nicht näher dargestellten Ausrück­ system in axialer Richtung auf die Enden der Federzungen 5 einge­ wirkt, indem diese in Richtung auf das Schwungrad zu ausgelenkt werden. Dabei erfolgt ein Kippen der Membranfeder um ihre Ein­ spannstelle im Gehäuse im Bereich der Drahtringe 11 bzw. 12 und 14 bis 16. Dabei dienen die Blattfedern 7 dem Zwangsabhub der An­ preßplatte 3. Während des Ausrückvorganges erfolgt ein Anlage­ wechsel der Membranfeder vom Drahtring 11 weg zu den Drahtrin­ gen 12 und 14 bis 16. Der Einrückvorgang erfolgt in umgekehrter Richtung. Durch die zur Kraftübertragung notwendige hohe Einspann­ kraft muß bei jedem Aus- und Einrückvorgang die stark vorgespann­ te Membranfeder 4 diesen Anlagewechsel im Bereich der Drahtringe durchführen. Es entsteht dadurch an dieser Stelle mit der Zeit Verschleiß, der den Ausrückweg vergrößert. Um diesen Verschleiß in tragbaren Grenzen zu halten, wird einmal zumindest der Draht­ ring 12 und 14 bis 16 vor dem Einbau mit axialen Wellungen verse­ hen und während des Einbaues durch eine entsprechende Vernietung der Nietbolzen 9 axial vorgespannt. Damit dieser Drahtring diese hohen Belastungen sowohl im eingerückten Zustand als auch während der Kupplungsbetätigung auf längere Sicht ohne nennenswerten Ver­ schleiß übersteht, werden die nachfolgend beschriebenen Maßnahmen angewandt.

Fig. 2 zeigt einen Drahtring 12 in Seitenansicht, der in axialer Richtung mit Wellenbergen 26 und Wellentälern 27 versehen ist. Dabei sind entsprechend der Anzahl der Nietbolzen 9 Wellenberge 26 bzw. Wellentäler 27 vorgesehen. Zur dauerhaften Übertragung der großen Axialkräfte zwischen dem Drahtring 12 und den Nietbolzen­ köpfen 10 bzw. der Membranfeder 4 wird dieser Ring so verbaut, daß die Wellenberge 26 an den Nietbolzenköpfen 10 zur Anlage kom­ men und eine Verdrehsicherung diese Lage des Ringes 12 in allen Betriebszuständen sicherstellt.

An Hand der Fig. 3 bis 5 wird der Drahtring 14 beschrieben, der in Seitenansicht gem. Fig. 2 ausgebildet ist. Wie die Ansicht Y zeigt, liegt der Drahtring 14 mit seinen Wellenbergen 26 an den Nietbolzenköpfen 10 der Nietbolzen 9 an. Im vorliegenden Fall sind ebenso viele Wellenberge 26 wie Nietbolzen 9 vorgesehen. Beide sind beispielsweise im jeweiligen Abstand von 40° neunfach am Umfang vorhanden. Die Anzahl der Nietbolzen ist dabei unwesent­ lich. Es ist ohne weiteres möglich, eine doppelte Anzahl von Wel­ lenbergen und -tälern gegenüber der Anzahl der Nietbolzen vor zu­ sehen, wobei dann nur jeder zweite Wellenberg am entsprechenden Nietbolzenkopf zur Anlage kommt. Die Verdrehsicherung wird ent­ sprechend Fig. 3 durch am Umfang verteilte Fixierungsbereiche 21 vorgenommen. Diese - im vorliegenden Fall drei - Fixierungsberei­ che 21 bestehen jeweils aus Wellenbergen 24 und Wellentälern 23, die in radialer Richtung zusätzlich zu den axialen Wellenbergen 26 und Wellentälern 27 angebracht sind. Dabei ist jeweils ein Wellenberg 24 in Umfangsrichtung von zwei Wellentälern 23 be­ grenzt. Jeder Wellenberg 24 umgibt teilweise einen Nietbolzen­ schaft 22 und bildet zusammen mit diesem die Verdrehsicherung. Im vorliegenden Fall wirken somit insgesamt drei gleichmäßig am Umfang verteilte Nietbolzenschäfte 22 mit jeweils einem Fixie­ rungsbereich 21 zur Verdrehsicherung zusammen. Dabei ragt der je­ weilige Wellenberg 24 nicht über die übrige Außenkontur des Draht­ ringes 14 hinaus und die beiden anschließenden Wellentäler 23 sind gern. Fig. 5 und Schnitt E-F mit einer schrägen Abflachung 19 versehen, um in diesem Bereich die Bewegungsfreiheit der Membran­ feder 4 nicht einzuschränken. Der übrige Querschnitt gem. Fig. 4 weist eine Abflachung 18 auf, die auf der Seite der Nietbolzen­ köpfe 10 vorgesehen ist, um eine größere Auflagefläche zu gewähr­ leisten. Diese Abflachung 18 ist gleichmäßig auf dem ganzen Um­ fang vorgesehen und setzt den Verschleiß an der Berührungsstelle zu den Nietbolzenköpfen 10 ganz erheblich herab. Der Drahtring 14 ist an der Schweißstelle 20 in üblicher Weise zwischen einem axialen Wellenberg 26 und einem axialen Wellental 27 vorgesehen.

Die Fig. 6 bis 8 zeigen eine Variante am Beispiel eines Draht­ ringes 15. Bei diesem Drahtring 15 ist gegenüber den Fig. 3 bis 5 vorgesehen, lediglich zwei Fixierungsbereiche 21 anzuordnen, die mit ihren Wellenbergen 24 und ihren Wellentälern 23 mit je­ weils einem Nietbolzenschaft 22 als Verdrehanschlag fungieren, sowie ein Markierungsbereich 25, der lediglich aus einem Wellen­ tal 23 besteht und dazu dient, die richtige Montage des Drahtrin­ ges 15 leicht erkennen zu lassen. Gleichzeitig ist im Unterschied zu den Fig. 3 bis 5 der Drahtring 15 gem. Fig. 6 von der ande­ ren Seite her gezeichnet. Dies bedeutet, daß die am Ring ange­ brachte Abflachung 18, die aus den Fig. 7 und 8 ersichtlich ist, auf der Rückseite der Darstellung gem. Fig. 6 angebracht ist. Dadurch ergibt sich auch die spiegelbildliche Darstellung nach Ansicht Y mit dem axialen Wellenberg 26 und dem Nietbolzenkopf 10 gegenüber den Darstellungen von vorher.

Fig. 8 zeigt den Schnitt E-F durch den Markierungsbereich 25. Dabei ist festzustellen, daß hier eine Abflachung 19 auf der der Abflachung 18 gegenüberliegenden Seite vorgesehen ist, welche der Bewegungsfreiheit der Membranfeder in diesem Bereich dient. Diese Abflachung ist prinzipiell auch in den Fixierungsbereichen 21 vor­ gesehen, wie bereits in den Fig. 3 bis 5 dargestellt und er­ läutert. Zusätzlich ist noch ein Schnitt C-D durch die Schweiß­ stelle 20 dargestellt, die ebenfalls zeigt, daß der Schweißgrat an den Stellen entfernt ist, an welchen eine Auflage des Draht­ ringes 15 stattfindet. Weiterhin ist diese Schweißstelle 20 zwi­ schen einem Wellenberg und einem Wellental 26 bzw. 27 in einer niedrig belasteten Zone angeordnet.

In Fig. 9 ist eines Drahtringes 16 wiedergegeben, bei dem die Verdrehsicherung durch ein Wellental 28 erfolgt, das sich durchgehend von einem Nietbolzenschaft 22 zum nächsten er­ streckt. Dies ist im vorliegenden Fall über einen Winkelbereich von 40°. Auch hier muß der Drahtring 16 im Bereich des Wellenta­ les 28 mit einer Abflachung 19 ähnlich Fig. 8 versehen werden, und zwar ebenfalls auf der der Abflachung 18 gegenüberliegenden Seite. Damit ist sichergestellt, daß einerseits durch die Abfla­ chung 18 eine geringe Flächenpressung zwischen den Drahtringen einerseits und den Nietbolzenköpfen 10 andererseits erzielt wird und durch die Abflachung 19 die Membranfeder bei ihrer Kippbewe­ gung während des Ein- und Ausrückvorganges genügend Bewegungsfrei­ heit aufweist und somit der Kippkreis erhalten bleibt.

Alle in den Fig. 1 bis 9 beschriebenen Verdrehsicherungen die­ nen dazu, die Zuordnung der Wellenberge 26 zu den Nietbolzen 9 sicherzustellen, so daß jeder Wellenberg 26 exakt am zugehörigen Nietbolzenkopf 10 des entsprechenden Nietbolzens 9 zur Anlage kommt.

Claims (9)

1. Kupplungsdruckplatte, bestehend aus einem Gehäuse, einer dreh­ fest - aber axial verlagerbar - angeordneten Anpreßplatte, ei­ ner Membranfeder zwischen Gehäuse und Anpreßplatte zur Beauf­ schlagung der Anpreßplatte mit Anpreßkraft, wobei die Membran­ feder in einem mittleren Bereich durch am Gehäuse angeordnete Nietbolzen gehalten ist, zumindest zwischen den Nietbolzen­ köpfen und der Membranfeder ein umfangsmäßig geschlossener, axial gewellter Drahtring unter axialer Vorspannung montiert ist und die Membranfeder mit ihrem äußeren Bereich auf die An­ preßplatte einwirkt, dadurch gekennzeich­ net, daß der Drahtring in Umfangsrichtung verdrehsicher gehalten ist, indem - ausgehend von der in Draufsicht kreis­ runden Form des Drahtringes (12, 14 bis 16) - zumindest ein nach radial innen weisendes Wellental (23, 28) ausgebildet ist, welches formschlüssig an einem umfangsmäßigen Teilbereich zu­ mindest eines Nietbolzenschaftes (22) zur Anlage kommt und daß der Drahtring (12, 14 bis 16) jeweils mit einem Bereich, der im ungespannten Zustand gegenüber der Membranfeder (4) einen Wellenberg (26) darstellt, am Nietbolzenkopf (10) zur Anlage kommt.

2. Kupplungsdruckplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtring (16) zwischen zwei benachbarten Distanzbol­ zenschäften (22) ein durchgehendes radiales Wellental (28) bildet (Fig. 9).

3. Kupplungsdruckplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Wellental eine geneigte Abflachung (19) auf der Seite der Membranfeder (4) aufweist, und zwar zumindest annä­ hernd ausgehend von einer Tangente an die runde Außenkontur des Drahtringes.

4. Kupplungsdruckplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens an einer Stelle (21) des Drahtringes (14, 15) eine in Umfangsrichtung ausgebildete Folge von einem radialen Wellenberg (24) und zu beiden Seiten je einem radialen Wellen­ tal (23) vorgesehen ist, wobei der Wellenberg (24) die Außen­ kontur des Drahtringes (14, 15) nicht übersteigt und sich von radial außen her an den Nietbolzenschaft (22) anschmiegt.

5. Kupplungsdruckplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wellentäler (23) eine geneigte Abflachung (19) auf der Seite der Membranfeder (4) aufweisen, und zwar zumin­ dest annähernd ausgehend von einer Tangente an die runde Au­ ßenkontur des Drahtringes.

6. Kupplungsdruckplatte nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Drahtring (12, 14 bis 16) auf seinem ganzen Umfang eine durchgehende, nicht unterbrochene Abfla­ chung (18) auf der den Nietbolzenköpfen (10) zugewandten Seite aufweist.

7. Kupplungsdruckplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise zwei Fixierungsbereiche (21) mit radialen Wellentälern (23) und Wellenbergen (24) zur Verdrehsicherung vorgesehen sind und versetzt dazu ein Markierungsbereich (25) mit einem radialen Wellental (23) als Orientierungshilfe bei der Montage.

8. Kupplungsdruckplatte nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Drahtring (12, 14 bis 16) als ursprüng­ lich gestrecktes Bauteil an einer Stelle (20) zusammengeschweißt ist.

9. Kupplungsdruckplatte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtring (12, 14 bis 16) vorzugsweise an einer Stelle (20) zwischen Wellenberg (26) und Wellental (27) stumpf ver­ schweißt ist.