-
Gebiet der Erfindung
-
Diese Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Drehmomentenfluktuationsabsorptionseinrichtung, die zwischen einer Antriebsquelle und einem Getriebe zum Absorbieren bzw. Dämpfen einer Drehmomentenfluktuation vorgesehen ist, die zwischen der Antriebsquelle und dem Getriebe erzeugt wird.
-
Hintergrund
-
DE 34 15 926 A1 offenbart einen Torsionsschwingungsdämpfer mit zweistufiger Reibeinrichtung für den Lastbereich.
-
Eine bekannte Drehmomentenfluktuationsabsorptionseinrichtung, wie zum Beispiel ein Dämpfer, ist in der
JP 2002-13547A offenbart. Der Dämpfer für eine Hybridantriebsvorrichtung, der beschrieben ist, enthält einen Dämpfermechanismus zum Absorbieren einer Antriebsdrehmomentenfluktuation eines Schwungrads, das an einer Antriebswelle einer Drehmomentenquelle befestigt ist, und einen Begrenzungsmechanismus, der auf einer äußeren Umfangsseite des Dämpfermechanismus angeordnet ist. Der Begrenzungsmechanismus wird durch einen direkten oder indirekten (d. h. mittels einer Platte mit einer Reibungsfläche) Druckkontakt zwischen dem Schwungrad und einem Reibungsmaterial erzielt, das an dem äußeren Umfangsbereich des Dämpfermechanismus angebracht ist. Wenn ein Fluktuationsdrehmoment einen vorbestimmten Wert erreicht (d. h. einen Grenzdrehmomentwert), kann der Dämpfermechanismus rutschen, so dass man verhindert, dass ein übermäßiges Drehmoment in ein Getriebe eingebracht oder dorthin übertragen wird.
-
Mit der erwähnten Drehmomentenfluktuationseinrichtung mit dem bekannten Begrenzungsmechanismus ist jedoch eine Verkleinerung der Einrichtung schwierig, wenn ein erforderlicher Grenzdrehmomentenwert sichergestellt werden soll. Zusätzlich werden eine große Anzahl von Reibungsmaterialien und sehr genauen Scheibenfedern benötigt, was zu hohen Kosten führen kann.
-
Somit besteht ein Bedarf für eine Drehmomentenfluktuationsabsorptionseinrichtung, die als Ersatz für einen Begrenzungsmechanismus einen Begrenzungsmechanismus für ein übermäßiges Drehmoment beinhalten kann und die eine Verkleinerung und geringe Kosten erreicht.
-
Darstellung der Erfindung
-
Diese Aufgabe wird mit einer Drehmomentenfluktuationsabsorptionseinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Drehmomentenfluktuationsabsorptionseinrichtung eine Scheibe, die an einem Schwungrad befestigt ist, zu dem eine Antriebskraft von einer Antriebsquelle übertragen wird, eine Nabe, die auf einer radial inneren Seite der Scheibe angeordnet ist und an einer Eingangswelle eines Getriebes befestigt ist, eine erste und zweite Seitenplatte, die an der Scheibe so befestigt sind, dass sie die Scheibe dazwischen liegend aufnehmen, ein Dämpferelement, das in Fensterbereichen der ersten und der zweiten Seitenplatte und in ausgeschnittenen Bereichen der Nabe untergebracht ist und Drehmomentenfluktuationen absorbiert, die von den Seitenplatten an die Nabe übertragen werden, und eine erste und zweite Steuerplatte, die an beiden axialen Seiten der Nabe vorgesehen sind und jeweils zwischen der ersten und der zweiten Seitenplatte angeordnet sind, wobei die erste und die zweite Steuerplatte durch einen Anschlagstift zum Aufrechterhalten eines vorherbestimmten Abstands zwischen der ersten und der zweiten Steuerplatte vernietet sind. Die Drehmomentenfluktuationsabsorptionseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie weiter einen ersten Hysteresemechanismus enthält, der axial zwischen der ersten Steuerplatte und der Nabe und zwischen der zweiten Steuerplatte und der Nabe angeordnet ist und ein erstes und zweites Element mit geringer Reibung enthält, wobei der erste Hysteresemechanismus eine kleine Hysterese durch Vorbelasten des ersten und des zweiten Elements mit geringer Reibung in Richtung auf eine der Steuerplatten und die Nabe erzeugt, einen zweiten Hysteresemechanismus, der axial zwischen der ersten Steuerplatte und der ersten Seitenplatte und zwischen der zweiten Steuerplatte und der zweiten Seitenplatte angeordnet ist und der ein erstes und ein zweites Element mit hoher Reibung enthält, wobei der zweite Hysteresemechanismus eine große Hysterese erzeugt, die größer als die Hysterese ist, die durch den ersten Hysteresemechanismus erzeugt wird, indem das erste und das zweite Element mit hoher Reibung in Richtung auf eine der Seitenplatten und eine der Steuerplatten vorbelastet werden, und wobei die Nabe einen Flanschbereich enthält, der ein Durchgangsloch aufweist, in das der Anschlagstift eingeführt ist, wobei ein Relativrotationswinkel zwischen den Steuerplatten und der Nabe durch einen Zwischenraum definiert wird, der zwischen dem Durchgangsloch und der Nabe in einer Relativrotationsrichtung der Nabe und der Steuerplatten gebildet ist, wobei der erste Hysteresemechanismus aktiviert ist, wenn der Relativrotationswinkel innerhalb des Zwischenraums definiert ist. Das erste und das zweite Element hoher Reibung des zweiten Hyteresemechanismus sind durch mehrere Scheibenfedern vorbelastet, die in Serie angeordnet sind. Das erste und das zweite Element hoher Reibung sind integral mit dem ersten beziehungsweise dem zweitem Schubelement jeweils geformt, die jeweils mit der ersten beziehungsweise der zweiten Seitenplatte in einer Rotationsrichtung davon in Eingriff sind und die axial bewegbar sind. Die mehreren Scheibenfedern sind zwischen einem der Schubelemente und einer der Seitenplatten angeordnet.
-
Gemäß der vorher beschriebenen Erfindung können die zwei Hysteresemechanismen eine niedrige Drehmomentenvibration dämpfen und verhindern, dass ein übermäßiges Drehmoment beim Motorstart, dem Motorstoppen und ähnlichem erzeugt wird.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Die vorhergehenden und zusätzliche Merkmale und Charakteristika der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung deutlicher, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen zu sehen ist, wobei:
-
1 eine Draufsicht ist, die teilweise ausgeschnitten ist, zum Darstellen einer Struktur einer Drehmomentenfluktuationsabsorptionseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
-
2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II in 1 ist;
-
3 eine vergrößerte Querschnittsseitenansicht ist, die eine detaillierte Struktur eines Schubelements der Drehmomentenfluktuationsabsorptionseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
-
4 eine vergrößerte Draufsicht des Schubelements der Drehmomentenfluktuationsabsorptionseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
-
5 ein Hysterese-Charakteristik-Diagramm für die Drehmomentenfluktuationsabsorptionseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist; und
-
6A und 6B Querschnittsseitenansichten sind, die eine detaillierte Struktur von Scheibenfedern der Drehmomentenfluktuationsabsorptionseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
-
Detaillierte Beschreibung
-
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erklärt. 1 ist eine Draufsicht, die teilweise ausgeschnitten ist, zum Veranschaulichen einer Struktur einer Drehmomentenfluktuationsabsorptionseinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 2 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie II-II in 1 genommen ist. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Drehmomentenfluktuationsabsorptionseinrichtung zwischen einer Antriebsquelle, wie zum Beispiel einem Kraftfahrzeugmotor, und einem Getriebe vorgesehen.
-
Wie es in 1 und 2 dargestellt ist, enthält eine Drehmomentenfluktuationsabsorptionseinrichtung 1 einen Dämpfermechanismus, der durch eine Nabe 21, eine Seitenplatte 22, ein Schubelement 30, Dämpferlemente 24, eine Scheibe 25 und einen Niet 27 gebildet wird, für die Zwecke des Absorbierens einer Antriebsdrehmomentenfluktuation, die durch die Scheibe 25 eingebracht wird, die an einem Schwungrad F angezogen ist, das mit einer Antriebswelle einer Antriebsquelle E verbunden ist. Das Schubelement 30 wirkt als ein erster und zweiter Hysteresemechanismus (d. h. Begrenzungsmechanismus für ein übermäßiges Drehmoment), die später erklärt werden.
-
Die Nabe 21 ist auf einer radial inneren Seite der Scheibe 25 angeordnet und enthält einen Flanschbereich 21A, der sich radial erstreckt, und einen inneren Keilverzahnungsbereich 21B. Die Nabe 21 ist mit einer äußeren Keilverzahnung verbunden, die an einer äußeren Umfangsoberfläche einer Eingangswelle S eines Getriebes T gebildet ist. Der Flanschbereich 21A enthält mehrere ausgeschnittene Bereiche auf einer radial äußeren Seite, wo jeweilige Dämpferelemente 24 angeordnet sind. Jedes Dämpferelement 24 wird durch Blattfedern 24A und 24B, wie es in 1 gezeigt ist, gestützt.
-
Die Seitenplatte 22 enthält eine erste Seitenplatte 22A und eine zweite Seitenplatte 22B. Die erste Seitenplatte 22A und die zweite Seitenplatte 22B enthalten jeweils Durchgangslöcher, die auf einer äußeren Umfangsseite gebildet sind und in die der Niet 27 so eingeführt ist, dass er die Scheibe 25 stützt, wie es in 2 gezeigt ist. Das bedeutet, dass die erste Seitenplatte 22A und die zweite Seitenplatte 22B an der Scheibe 25 so befestigt sind, dass sie die Scheibe 25 sandwichartig dazwischen aufnehmen. Die erste Seitenplatte 22A und die zweite Seitenplatte 22B sind koaxial zu der Nabe 21 angeordnet, so dass sie damit drehbar sind. Ferner enthalten die erste Seitenplatte 22A und die zweite Seitenplatte 22B jeweils mehrere Fensterbereiche 22C, in denen die jeweiligen Dämpferelemente 24 untergebracht sind.
-
Jedes Dämpferelement 24 ist durch eine Schraubenfeder gebildet, die sich ansprechend auf ein Fluktuationsdrehmoment, das an die Seitenplatte 22 von der Scheibe 25 übertragen wird, ausdehnt und zusammenzieht, so dass das Drehmoment an die Nabe 21 über das Schubelement 30 übertragen wird. Die Dämpferelemente 24 sind in den jeweiligen ausgeschnittenen Bereichen und den Fensterbereichen 22C, die in einer darauf ausgerichteten Weise an der Nabe 21 bzw. der Seitenplatte 22 gebildet sind, untergebracht.
-
Die Scheibe 25, die eine im Wesentlichen ringförmige Gestalt hat, ist auf einer äußeren Umfangsseite der Seitenplatte 22 angeordnet. Die Scheibe 25 liegt sandwichartig zwischen der ersten und der zweiten Platte 22A und 22B. Ferner ist die Scheibe 25 an dem Schwungrad F so befestigt, dass sie das Drehmoment von der Antriebswelle der Antriebsquelle E empfängt.
-
Das Schubelement 30, das eine im Wesentlichen ringförmige Gestalt hat, ist zwischen der Nabe 21 und der Seitenplatte 22 angebracht und wirkt als der Hysteresemechanismus.
-
3 ist eine vergrößerte Querschnittsseitenansicht, die eine detaillierte Struktur des Schubelements 30 der Drehmomentenfluktuationsabsorptionseinrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. 4 ist eine vergrößerte Draufsicht auf das Schubelement 30. Wie es in 3 gezeigt ist, enthält das Schubelement 30 ein erstes Schubelement 31A, ein zweites Schubelement 31B, erste Reibelemente 32A und 32B, die jeweils als Elemente mit hoher Reibung dienen, zweite Reibelemente 35A und 35B, die jeweils als Elemente mit niedriger Reibung dienen, Steuerplatten 33A, 33B und 33C, einen Anschlagstift 34 und Scheibenfedern 36 und 37. Das erste Schubelement 31A ist auf einer ersten Seite des Flanschbereichs 21A angeordnet, wo die erste Seitenplatte 22A vorgesehen ist, und das zweite Schubelement 31B ist auf einer zweiten Seite des Flanschbereichs 21A angeordnet, wo die zweiten Seitenplatte 22B vorgesehen ist. Die ersten Reibelemente 32A und 32B stellen eine Berührung zu dem ersten und dem zweiten Schubelement 31A bzw. 31B her. Die zweiten Reibelemente 35A und 35B stellen eine Berührung zu dem Flanschbereich 21A der Nabe 21 her. Die Steuerplatten 33A, 33B und 33C sind zwischen den ersten Reibelementen 32A und 32B und den zweiten Reibelementen 35A und 35B angeordnet. Genaugenommen, wie es in 3 dargestellt ist, sind die Steuerplatten 33A und 33C zwischen dem ersten Reibelement 32A und dem zweiten Reibelement 35A angeordnet und die Steuerplatte 33B ist zwischen dem ersten Reibelement 32B und dem zweiten Reibelement 35B angeordnet. Der Anschlagstift 34 ist vorgesehen zum Aufrechterhalten eines vorbestimmten Abstands zwischen den Steuerplatten 33A und 33B.
-
Die ersten Reibelemente 32A und 32B (Elemente mit hoher Reibung) werden durch die Scheibenfedern 36 so vorbelastet, dass sie jeweils mit dem ersten bzw. dem zweiten Schubelement 31A bzw. 31B in Eingriff sind, wodurch sie eine große Hysterese erzeugen (d. h. zweiter Hysteresemechanismus). Die mehreren Scheibenfedern 36, die in Serie angeordnet sind, können eine erforderliche Federlast mit Materialien mit geringen Kosten sicherstellen.
-
Genauer, wie es in 3 dargestellt ist, liegt eine Zwischenplatte 36A zwischen den zwei Scheibenfedern 36. Die zwei Scheibenfedern 36 stellen an jeweiligen inneren Seiten mit der Zwischenplatte 36A einen Kontakt her. Entsprechend kann unter Verwendung einer anfänglichen Auslenkung der Scheibenfedern 36 eine vorbelastende Kraft, die insgesamt durch die zwei Scheibenfedern 36 erzeugt wird, verstärkt werden. Ferner, wie es in 3 dargestellt ist, ist eine Breite A in einer radialen Richtung von einem Berührungspunkt der Zwischenplatte 36A zu der Scheibenfeder 36 zu einem radial äußeren Endbereich der Zwischenplatte 36A als gleich oder kleiner als 60% einer Breite B in der Radialrichtung der Scheibenfeder 36 definiert. Als eine Folge unterscheidet sich eine Höhe X der Scheibenfeder 36, die im Falle einer normalen Anordnung von ihnen erhalten wird, wie es sie in 6A dargestellt ist, deutlich von einer Höhe Y, die im Falle einer falschen Anordnung erhalten wird, wie sie in 6B dargestellt ist, bei der eine der Scheibenfedern 36 in einer Richtung entgegengesetzt zur korrekten Richtung montiert wird, wodurch verhindert wird, dass die Scheibenfeder 36 in einer entgegengesetzten Richtung zusammengebaut wird.
-
Die zweiten Reibelemente (Elemente mit geringer Reibung) 35A und 35B werden durch die Scheibenfeder 37 vorbelastet, die zwischen den Steuerplatten 33A und 33C angeordnet ist, so dass sie in Reibeingriff mit dem Flanschbereich 21A der Nabe 21 sind. Ferner ist ein Zwischenraum (d. h. Spiel) L, wie es in 4 gezeigt ist, ausgebildet in einer Rotationsrichtung der Absorptionseinrichtung 1, zwischen dem Anschlagstift 34 und einem Durchgangsloch, in das der Anschlagstift eingeführt wird, das am Flanschbereich 21A der Nabe 21 geformt ist. Ein Reibkoeffizient der zweiten Reibelemente 35A und 35B ist kleiner als derjenige der ersten Reibelemente 32A und 32B. Somit wird zum Zeitpunkt, zu dem eine Torsion in einer Umfangsrichtung der Absorptionseinrichtung erhalten wird, die kleine Hysterese durch den ersten Hysteresemechanismus erzeugt, ehe der zweite Hysteresemechanismus die große Hysterese erzeugt, wenn ein Relativtorsionswinkel (d. h. Relativrotationswinkel) zwischen den Steuerplatten 33A und 33C und der Nabe 21 innerhalb eines Bereichs eines vorbestimmten Winkels ist, der dem Zwischenraum L in der Rotationsrichtung der Absorptionseinrichtung 1 entspricht (d. h. dem ersten Hysteresemechanismus).
-
Die Reibelemente 32A, 32B, 35A und 35B sind geeignet durch konkav-konvexe Oberflächenmuster (d. h. Reiboberflächen) jeweils gebildet. Beispielsweise ist ein radialer Kanal ausgebildet, dass er sich von einer radial inneren Seite zu einer radial äußeren Seite jedes Reibelements erstreckt, wodurch eine Fähigkeit verbessert wird, Abrasionsstaub und Ähnliches abzuführen, so dass eine Beeinträchtigung der Hysteresefunktion mit der Zeit verringert wird.
-
In den Fällen, in denen ein Verhältnis der durch den ersten Hysteresemechanismus (kleine Hysterese) erzeugten Hysterese zu der Hysterese, die durch den zweiten Hysteresemechanismus (große Hysterese) erzeugt wird, definiert ist, dass es beispielsweise 1,5 oder mehr ist, wird der erste Hysteresemechanismus in einem normalen Zustand, wie zum Beispiel einem normalen Antriebszustand eines Motors, aktiviert, und dann wird der zweite Hysteresemechanismus zum Zeitpunkt des An- oder Abschalten des Motors aktiviert.
-
Eine Arbeitsweise der Drehmomentenfluktuationsabsorptionseinrichtung 1 mit der vorher beschriebenen Struktur wird unter Bezugnahme auf ein Hysteresecharakteristikdiagramm, das in 5 dargestellt ist, erklärt. Im Fall einer erhöhten Amplitude übersteigt ein Wert des relativen Torsionswinkels (d. h. des relativen Rotationswinkels) zwischen den Steuerplatten 33A und 33B und der Nabe 21 denjenigen von einem vorbestimmten Winkel, der dem Zwischenraum L in 4 entspricht. Somit wird der zweite Hysteresemechanismus zusätzlich zu dem ersten Hysteresemechanismus aktiviert. Zu diesem Zeitpunkt wird die große Hysterese erzeugt, wie es durch „b” in 5 gezeigt ist, da die Hysterese durch den zweiten Hysteresemechanismus der Hysterese durch den ersten Hysteresemechanismus aufaddiert wird. Zum Zeitpunkt des Motorstarts rutschen die ersten Reibelemente 32A und 32B, so dass sie dadurch die Anzahl der Resonanzumdrehungen verringern, was zu einem Verhindern der Resonanz führt.
-
Andererseits liegt zum Zeitpunkt einer normalen Fahrt eines Fahrzeugs und Ähnlichem, d. h. wenn das Fluktuationsdrehmoment innerhalb eines vorbestimmten Werts ist, der Relativtorsionswinkel zwischen den Steuerplatten 33A und 33B und der Nabe 21 innerhalb des Bereichs des vorbestimmten Winkels, der dem Zwischenraum L in 4 entspricht. Somit wird nur der erste Hysteresemechanismus aktiviert. Zu diesem Zeitpunkt wird nur die kleine Hysterese durch den ersten Hysteresemechanismus erzeugt, wie es durch „a” in 5 gezeigt ist.
-
Wie oben erwähnt, kann gemäß der beschriebenen Ausführungsform ein übermäßiges Drehmoment, wie zum Beispiel die Resonanz, durch die kompakte Struktur mit geringen Kosten verhindert werden. Dies liegt daran, dass die mehrstufige Hysteresefunktion auf der inneren Umfangsseite des Dämpfermechanismus vorgesehen wird, so dass ein Begrenzungsmechanismus weggelassen werden kann.
-
Ferner sind gemäß der vorher erwähnten Ausführungsform die mehreren Scheibenfedern 36 in Serie angeordnet, da sie dadurch herausragende Stabilität und Dauerhaftigkeit ebenso wie geringe Kosten erzielen.
