DE2352322A1

DE2352322A1 - PROCESS FOR MANUFACTURING A CIRCULAR, CORRUGATED SPRING FROM METAL STRIP

Info

Publication number: DE2352322A1
Application number: DE19732352322
Authority: DE
Inventors: Hugh Laverne Miner; Frank Henry Walker
Original assignee: General Motors Corp
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1972-11-13
Filing date: 1973-10-16
Publication date: 1974-05-22

Description

Verfahren zum Herstellen einer kreisringförmigen, gewellten Feder aus Metallband Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer kreisringförmigen,gewellten Feder aus Metallband. Method of manufacturing an annular, corrugated spring of metal strip The invention relates to a method for producing a circular, wavy spring made of metal tape.

Derartige gewellte Federn werden beispielsweise zum Dämpfen der Binrückkraft bei flüssigkeitsbetätigten Stellmotoren in Reibungsschalteinrichtungen von Getrieben verwendet. Such corrugated springs are used, for example, to dampen the pushing force in the case of fluid-operated servomotors in friction shifting devices in gearboxes used.

Sie werden bisher durch Ausstanzen aus einem ebenen Metallblech in Form eines geschlossenen Kreisringes hergestellt.So far, they are made by punching out of a flat sheet of metal in Form of a closed circular ring produced.

Anschliessend erfolgt ein Wellen. Bei diesem Herstellungsverfahren ergibt sich aber ein grosser Stanzabfall durch das auszustanzende Loch sowie die außerhalb des Umfangs der Ringscheibe liegenden Blechteile. Die Wiedergewinnung und Wiederverwertung des erheblichen Stanzabfalls erhöht beträchtlich die Kosten derartiger gewellter Federn. Zusätzlich weisen diese den Nachteil auf, dass infolge der geradlinigen Kornstruktur des Ausgangsbleches die einzelnen Segmente der gewellten Feder unterschiedliche physikalische Eigenschaften aufweisen, durch die die Lebenszeit der Federn verkürzt wird.This is followed by a wave. In this manufacturing process but there is a large punching waste through the hole to be punched out as well as the outside the circumference of the washer lying sheet metal parts. the Recovery and recycling of the substantial punching waste increases considerably the cost of such corrugated springs. In addition, these have the disadvantage that due to the straight grain structure of the starting sheet, the individual segments of the corrugated spring have different physical properties which shortens the life of the springs.

Der Erfindung liegt die Aufgab#ugrunde, ein Verfahren der eingangs erw~aMsten Art so auszugestalten, dass die Lebenszeit der Federn erhöht wird, im wesentlichen kein Stanzabfall in Kauf zu nehmen ist und eine verbesserte Arbeitsweise erzielt wird. The invention is based on the object, a method of the initially to be designed in such a way that the lifespan of the feathers is increased essentially no punching waste is to be accepted and an improved way of working is achieved.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein gerader rechteckiger Streifen aus Metallband in der Ebene des Streifens in eine kreisringförmige Gestalt gebogen wird, so dass die schmalen Längsflächen des Streifens die innere und äussere Umfangsfläche bilden, worauf in dem Kreisring Wellen gebildet werden. This object is achieved in that a straight, rectangular Strip of metal tape in the plane of the strip in an annular shape is bent so that the narrow longitudinal surfaces of the strip are the inner and outer Form circumferential surface, whereupon waves are formed in the circular ring.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens ist vorgesehen, dass ein Metallband verwendet wird, dessen Dicke an der einen schmalen Längsfläche grösser als an der anderen schmalen Längsiläche ist und das Biegen in die kreisringförmige Gestalt um die Längsfläche geringerer Diese erfolgt. In a further embodiment of the method according to the invention it is provided that that a metal band is used, the thickness of which on the one narrow longitudinal surface is larger than on the other narrow longitudinal surface and the bending into the circular one Shape around the longitudinal surface of smaller This takes place.

In der Zeichnung ist das Verfahren nach der Erfindung dargestilt. In den Zeichnungen ist Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung einer gewellten kreisringförmigen Feder nach der Erfindung, wobei einige Verfahrensschritte erläutert sind, Fig. 2 ein Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig.l, Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Zwischenform, Fig. 4 ein Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 3, Fig. 5 eine schematische Seitenansicht eines Presswerkzeugs zur Bildung der Wellen, Fig. 6 eine perspektivische Darstellung der fertigen gewellten Feder und Fig. 7 ein Teilschnitt durch eine Schalteinrichtung eines Getriebes -unter Verwendung einer gewellten Feder nach der Erfindung. In the drawing, the method according to the invention is shown. In the drawings, Fig. 1 is a perspective view of an apparatus for producing a corrugated annular spring according to the invention, wherein some process steps are explained, FIG. 2 shows a section along the line 2-2 in Fig.l, Fig. 3 is a plan view of an intermediate form, Fig. 4 is a section according to the line 4-4 in Fig. 3, Fig. 5 is a schematic side view of a pressing tool to form the corrugations, FIG. 6 is a perspective view of the finished corrugated Spring and FIG. 7 shows a partial section through a switching device of a transmission -below Use of a corrugated spring according to the invention.

Wie Fig. 1 zeigt, wird ein Metallband 10 beispielsweise aus SAE 1065 einer vorgegebenen Breite von einer Haspel 12 einem Schneidwerkzeug 14 zugeleitet, das Streifen einer vorgegebenen Lange abschneidet. Die Streifen haben rechteckige Form mit schmalen Längsflächen 16 und 18 und Querflächen 20 und 22. As FIG. 1 shows, a metal strip 10 is made of SAE 1065, for example a predetermined width fed from a reel 12 to a cutting tool 14, that cuts the strip of a given length. The strips are rectangular Shape with narrow longitudinal surfaces 16 and 18 and transverse surfaces 20 and 22.

Vorzugsweise ist der Querschnitt des Metallbandes keilförmig, wie dies Fig 2 zeigt, sog das die Dicke im Bereich der schmalen Lngsfläche 18 großer als im Bereich der schmalen Längsfläche 16 ist. Nach dem Abschneiden wird das vorlaufende Ende des Streifens in einem Band 24 an einem umlaufenden scheibenförmigen Biegewerkzeug 26 festgelegt. Das Biegewerkzeug 26 låuft in Richtung des eingezeichneten Pfeiles um und der Streifen wird zwischen dem Biegewerkzeug und einer Gegenscheibe 28 um die schmale Längsflache 16 gebogen, so dass er eine kreisringförmige ebene Gestalt ohne Brüche oder Falten annimmt. Die Stirnflächen 20 und 22 bilden hierbei einen Spalt (Fig. 3). Durch das Biegen des Metallstreifens wird der äussere Bereich unter Spannung gesetzt und unter Verringerung seiner Dicke gestreckt, so dass bei Verwendung eines keilförmigen Ausgangsprofils die Zwischenform 30 der Feder einen rechteckigen Querschnitt gemäss Fig. 4 erhält.The cross-section of the metal strip is preferably wedge-shaped, how 2 shows that the thickness in the region of the narrow longitudinal surface 18 is greater than in the area of the narrow longitudinal surface 16. After cutting, the leading one becomes End of the strip in a band 24 on a rotating disc-shaped bending tool 26 established. The bending tool 26 runs in the direction of the arrow um and the strip is placed between the bending tool and a counter pulley 28 um the narrow longitudinal surface 16 is bent so that it has a circular planar shape assumes no breaks or wrinkles. The end faces 20 and 22 here form one Gap (Fig. 3). By bending the metal strip, the outer area becomes under Tension set and stretched while reducing its thickness, so that when using of a wedge-shaped starting profile, the intermediate shape 30 of the spring has a rectangular shape Cross section according to FIG. 4 is obtained.

Die Zwischenform wird dann in ein Presswerkzeug 34 eingelegt, das aus einem profilierten Stempel 36 und einem profilierten Gesenk 38 besteht (Fig. 5). Beim Niederdrücken des Stempels 36 werden über den Umfang verteilte Wellen 40 in dem Kreisring 30 gebildet, womit die kreisringförmige gewellte Feder 42 hergestellt ist. Vorzugsweise wird das Metallband im geglühten Zustand bearbeitet und nach dem Pressvorgang, bei dem die Wellen gebildet worden sind, gehärtet und angelassen, um optimale Festigkeit und Widerstands:#a'higkeit gegen Abrieb zu erhalten. Das Metallband wird zweckmassig mit in Fortbewegungsrichtung des Bandes liegender Kornstruktur verwendet.'Nach dem Biegen ergibt sich dann in der Vorform 30 eine Kornstruktur, die in Umfansrichtung liegt. Durch diese gleichmässige Ausrichtung werden im Gegensatz zu den in der bisherigen leise ausgestanzten Federn gleichmässige physikBlische Eigenschaften über den ganzen Umfang erzielt, wodurch eine höhere Festigkeit und eine längere Lebensdauer erreicht werden. The intermediate form is then placed in a pressing tool 34, which consists of a profiled punch 36 and a profiled die 38 (Fig. 5). When the punch 36 is depressed, waves 40 distributed over the circumference are produced formed in the annular ring 30, whereby the annular corrugated spring 42 is produced is. Preferably, the metal strip is processed in the annealed state and after Pressing process in which the shafts have been formed, hardened and tempered, around Optimal strength and resistance: ability to maintain abrasion. The metal band is expedient with the grain structure lying in the direction of movement of the belt After bending, the preform 30 then has a grain structure, which lies in the circumferential direction. This uniform alignment is in contrast to the uniformly physical blanks in the previous quietly punched-out springs Properties achieved over the entire circumference, resulting in greater strength and a longer service life can be achieved.

Dadurch, dass die Feder mit einem Spalt zwischen den Stirnflächen des Streifens hergestellt wird, ist eine Nachgiebigkeit in Umfangsrichtung geschaffen, durch die die Lebensdauer der Feder ebenfalls erhöht wird. By having the spring with a gap between the end faces of the strip is produced, a resilience is created in the circumferential direction, which also increases the service life of the spring.

Fig. 7 zeigt eine Verwendung einer Feder 42 nach der Erfindung zum Dämpfen des Anfahrens eines Stellkolbens 46 #gegen ein Reibungsscheibenpaket 48. Wird hydraulischer Druck einer Druckkammer 50 zugeleitet, so bewegt sich der Stellkolben 46 in seinem als Trommel ausgebildeten Zylinder 52 gegen die Kraft von Rückytellfedern 54 zur Anlage gegen die kreisringförmige gewellte Feder 42 und das Reibscheibenpaket 48. Hierbei verformt sich die kreisringförmige gewellte Feder 42 und nimmt einen Teil der Einrückkraft auf, wthrend sie diese auf das Reibscheibenpaket 48 Uberträgt. Durch das Reibscheibenpaket 48 wird die Trommel 52 mit einem Ringrad 56 eines Planetenrädersatzes 53 belmelt. Die durch das Herstellungsverfahren begingte Kornrichtung in der kreisringförmigen gewellten Feder 42 ergibt eine gleichmässigere Verformung und der Spalt zwischen den Stirnflächen 20 und 22 gestattet eine Ausdehnung in Umfangsrichtung, die die Lebensdauer der Fe#der erhöht. Fig. 7 shows a use of a spring 42 according to the invention for Damping the start-up of an actuating piston 46 # against a friction disk package 48. If hydraulic pressure is fed to a pressure chamber 50, the actuating piston moves 46 in its cylinder 52 designed as a drum against the force of Rückytellfedern 54 to rest against the annular corrugated spring 42 and the friction disk package 48. Here, the annular corrugated spring 42 deforms and takes one Part of the engagement force while it transmits it to the friction disk set 48. Through the friction disk package 48 is the drum 52 with a ring gear 56 of a planetary gear set 53 belmelt. The one committed by the manufacturing process Grain direction in the annular corrugated spring 42 results in a more uniform Deformation and the gap between the end faces 20 and 22 allow expansion in the circumferential direction, which increases the service life of the Fe #.

Claims

e Method of making an annular, corrugated spring Made of metal strip, which is a straight rectangular shape Strip (10) of metal strip in an annular shape (30) in the plane of the strip is bent so that the narrow longitudinal surfaces (18) of the strip form the inner and outer circumferential surface of the circular ring, whereupon in the circular ring lERlen (40) are formed.

2. The method according to claim 1, characterized in that a metal strip is used, the thickness of which on the one narrow longitudinal surface (18) is greater than on the other narrow longitudinal surface (16) and the bending in the circular ring-shaped Shape (30) takes place around the longitudinal surface (16) of smaller thickness.