DE102011078543A1

DE102011078543A1 - Helical spring i.e. bow spring, for use in dual mass flywheel in drive train of passenger car, has arcuate screw axle arranged in arc-shaped channel, and windings comprising large and small diameters and arranged at side of axle

Info

Publication number: DE102011078543A1
Application number: DE201110078543
Authority: DE
Inventors: Günther Pinzhoffer; Ulf Mirlieb; Jochen Ziebel
Original assignee: Oskar Schwenk & Co KG GmbH; Schwenk Oskar & Co KG GmbH
Current assignee: Oskar Schwenk & Co KG GmbH; Schwenk Oskar & Co KG GmbH
Priority date: 2011-07-01
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2013-01-03

Abstract

The spring (4) has an arcuate screw axle arranged in an arc-shaped channel (3) that is formed between an input side and an output side of a dual mass flywheel or a torsional vibration damper. Windings comprising large and small diameters are arranged at a side of the axle in a virtual circular cylinder surface whose cylinder axis comprises curvature center of the axle, where the windings are arranged in a predetermined sequence. The windings with small diameter are arranged between the windings with large diameter, where the windings with large diameter are formed as end windings.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Schraubenfedern mit im Wesentlichen kreisbogenförmiger Schraubenachse, insbesondere zur Anordnung in einem entsprechend bogenförmigen Kanal, welcher zwischen einer Eingangsseite und einer Ausgangsseite eines Zwei-Massen-Schwungrades oder eines Drehschwingungsdämpfers zentrisch zu dessen Rotationsachse ausgebildet bzw. angeordnet ist. The invention relates to coil springs having a substantially circular arc-shaped screw axis, in particular for arrangement in a corresponding arcuate channel, which is formed or arranged between an input side and an output side of a two-mass flywheel or a torsional vibration damper centric to its axis of rotation.

Im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen sind oftmals zwischen Motor und Getriebe Zwei-Massen-Schwungräder angeordnet, um die Anregungen von Schwingungen im Antriebsstrang nach Möglichkeit zu vermeiden. Gegebenenfalls genügen zu diesem Zweck auch Drehschwingungsdämpfer. In the powertrain of motor vehicles, especially passenger cars are often arranged between the engine and transmission two-mass flywheels to avoid the suggestions of vibrations in the drive train as far as possible. If necessary, torsional vibration dampers are also sufficient for this purpose.

In beiden Fällen ist es erwünscht, dass Eingangs- und Ausgangsseite des Zwei-Massen-Schwungrades bzw. des Drehschwingungsdämpfers relativ große Drehhübe relativ zueinander gegen Feder- bzw. Rückstellkraft ausführen können. Um dies zu ermöglichen, sind bogenförmig ausgebildete Schraubenfedern bekannt, die in einem entsprechend bogenförmigen Kanal untergebracht sind, der zwischen Teilen der Eingangs- und der Ausgangsseite ausgebildet bzw. angeordnet ist. Dabei überlappen Eingangs- und Ausgangsseite die Endwindungen der bogenförmigen Schraubenfedern jeweils mit eingangs- bzw. ausgangsseitigen Widerlagern, derart, dass die bogenförmigen Schraubenfedern bei Drehhüben zwischen Eingangs- und Ausgangsseite unabhängig von der jeweiligen Relativrichtung der Drehhübe auf Druck bzw. Kompression beansprucht werden. Aufgrund der Bogenform der Federn können große Drehhübe ermöglicht werden. In both cases, it is desirable that the input and output sides of the two-mass flywheel or the torsional vibration damper can perform relatively large rotational strokes relative to each other against spring or restoring force. To make this possible, bow-shaped helical springs are known, which are housed in a corresponding arcuate channel which is formed or arranged between parts of the input and the output side. In this case, the input and output side overlap the Endwindungen the arcuate coil springs respectively with input- or output-side abutments, such that the arcuate coil springs are claimed in rotational strokes between the input and output side regardless of the relative direction of the rotational strokes on pressure or compression. Due to the bow shape of the springs, large rotational strokes can be made possible.

Die Wandungen der vorgenannten Kanäle dienen einerseits dazu, bei Federhüben die Bogenform der Federn zu erhalten bzw. zu gewährleisten, andererseits haben die Kanalwandungen auch die Aufgabe, die Bogenfedern bei schneller Rotation des Zwei-Massen-Schwungrades des Drehschwingungsdämpfers gegen Zentrifugalkräfte abzustützen. Die auftretenden Abstützkräfte bewirken eine unvermeidliche Reibung der Schraubenfederwindungen an den Kanalwänden bei Drehhüben zwischen Eingangs- und Ausgangsseite des Zwei-Massen-Schwungrades bzw. des Drehschwingungsdämpfers. The walls of the aforementioned channels are used on the one hand to obtain or ensure the bow shape of the springs at spring strokes, on the other hand, the channel walls also have the task to support the bow springs against the centrifugal forces during rapid rotation of the two-mass flywheel of the torsional vibration damper. The supporting forces occurring cause unavoidable friction of the coil spring coils on the channel walls during rotation between the input and output side of the two-mass flywheel or the torsional vibration damper.

Hier setzt die Erfindung an. This is where the invention starts.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit zur Reibungsverminderung aufzuzeigen. The object of the invention is to show a way to reduce friction.

Diese Aufgabe wird bei einer Schraubenfeder der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Schraubenfeder in vorgegebener Aufeinanderfolge Windungen mit größerem und Windungen mit kleinerem Durchmesser aufweist. This object is achieved in a coil spring of the type specified according to the invention in that the coil spring in a predetermined sequence has turns with larger and smaller diameter turns.

Dabei ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Windungen auf der radial inneren Seite der gebogenen Schraubenfederachse an einer virtuellen Kreiszylinderfläche anliegen, deren Zylinderachse das Krümmungszentrum der Schraubenfederachse enthält. It is provided in a preferred embodiment of the invention that the windings rest on the radially inner side of the curved coil spring axis to a virtual circular cylindrical surface whose cylinder axis contains the center of curvature of the helical spring axis.

Die erfindungsgemäße Schraubenfeder besitzt also Windungen, die bei Ansicht der Schraubenfeder senkrecht zur Kreisbogenebene der Schraubenachse weiter nach radial außen ragen als benachbarte Federwindungen. Dadurch erhält die bogenförmige Schraubenfeder radial außen liegende „Stützfüße“, mit denen sich die Schraubenfeder gegenüber den Zentrifugalkräften, die bei Rotation des Zwei-Massen-Schwungrades bzw. des Drehschwingungsdämpfers auftreten, an den radial außen liegenden Wandbereichen des Kanals abstützen. Die jeweils dazwischen liegenden Federwindungen mit geringem Durchmesser werden dabei „freitragend“ von den Nachbarwindungen mit größerem Windungsdurchmesser gehalten. The coil spring according to the invention thus has turns which protrude further in the view of the coil spring perpendicular to the circular arc plane of the screw axis radially outward than adjacent spring coils. This gives the arcuate helical spring radially outboard "support feet", with which the coil spring against the centrifugal forces that occur during rotation of the two-mass flywheel or the torsional vibration damper, supported on the radially outer wall portions of the channel. The respective intermediate spring coils with a small diameter are held "cantilevered" by the neighboring turns with a larger coil diameter.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung kann auf eine Windung mit größerem Durchmesser jeweils eine Windung mit kleinerem Durchmesser folgen. According to a first embodiment of the invention, a larger diameter turn may be followed by a smaller diameter turn.

Stattdessen ist es auch möglich und vorteilhaft, zwischen zwei Windungen mit größerem Durchmesser jeweils eine Gruppe von Windungen mit kleinerem Durchmesser anzuordnen. Schließlich ist es auch möglich, jeweils aufeinanderfolgende Gruppen von Windungen mit kleinerem und größerem Durchmesser vorzusehen. Instead, it is also possible and advantageous to arrange a group of turns of smaller diameter between two turns with a larger diameter. Finally, it is also possible to provide each successive groups of turns of smaller and larger diameter.

Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche und die nachfolgende Erläuterung der Zeichnungen verwiesen, anhand der besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben werden. For the rest, reference is made to the claims and the following explanation of the drawings with regard to preferred features of the invention, with reference to the particularly preferred embodiments of the invention will be described in more detail.

Schutz wird nicht nur für angegebene oder dargestellte Merkmalskombinationen sondern auch für prinzipiell beliebige Kombinationen der angegebenen oder dargestellten Einzelmerkmale beansprucht. Protection is claimed not only for specified or illustrated feature combinations but also for any combinations of the specified or illustrated individual features.

In der Zeichnung zeigt:In the drawing shows:

1 einen schematisierten Radialschnitt eines Zwei-Massen-Schwungrades mit zwischen der Eingangs- und der Ausgangsseite angeordneten Bogenfeder, 1 a schematic radial section of a two-mass flywheel with arranged between the input and the output side bow spring,

2 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Bogenfeder, bei der jede zweite Windung eingezogen ist, das heißt einen vergleichsweise kleineren Windungsdurchmesser aufweist, 2 a side view of a bow spring according to the invention, in which every other turn is retracted, that is, has a relatively smaller winding diameter,

3 eine Bogenfeder, die an ihren Enden jeweils eine Gruppe mit Windungen mit größerem Durchmesser und dazwischen einen Bereich mit eingezogenen Windungen besitzt. 3 a bow spring having at its ends in each case a group with turns of larger diameter and in between an area with retracted turns.

Das in 1 stark schematisiert wiedergegebene Zwei-Massen-Schwungrad besitzt eine erste Schwungradmasse 1 und eine im Wesentlichen gleichartige Schwungradmasse 2, wobei die beiden Massen 1 und 2 gleichachsig zueinander angeordnet sind. Zwischen den Schwungradmassen ist ein kreisbogenförmiger Kanal 3 angeordnet bzw. ausgespart, dessen radial äußerer Wandbereich im dargestellten Beispiel von der Masse 1 und dessen radial innerer Wandbereich von der Masse 2 gebildet werden möge. Innerhalb des Kanals 3 sind an der Schwungradmasse 1 Anschläge 10 angeordnet, die Schwungradmasse 2 besitzt entsprechende Mitnehmer 20. Diese Anschläge bzw. Mitnehmer überdecken jeweils nur den halben Querschnitt des Kanals 3, derart, dass sich die Anschläge 10 und die Mitnehmer 20 bei Drehhüben zwischen den Schwungradmassen 1 und 2 aneinander vorbeibewegen können. Zwischen den Anschlägen 10 und den Mitnehmern 20 sind im dargestellten Beispiel halbkreisförmige Schraubenfedern 4 eingespannt, welche die Anschläge 10 und die Mitnehmer 20 in die zeichnerisch dargestellte Ausgangslage zu drängen suchen. Falls nun die Schwungradmassen 1 und 2 Drehhübe relativ zueinander ausführen, werden die Schraubenfedern jeweils zwischen einem Anschlag 10 und einem Mitnehmer 20 komprimiert. This in 1 highly schematically reproduced two-mass flywheel has a first flywheel mass 1 and a substantially similar flywheel mass 2 , where the two masses 1 and 2 are arranged coaxially to each other. Between the flywheel masses is a circular arc-shaped channel 3 arranged or recessed, the radially outer wall portion in the illustrated example of the mass 1 and its radially inner wall portion of the mass 2 may be formed. Within the channel 3 are at the flywheel mass 1 attacks 10 arranged the flywheel mass 2 has corresponding drivers 20 , These stops or drivers overlap only half the cross section of the channel 3 , so that the attacks 10 and the drivers 20 at rotational strokes between the flywheel masses 1 and 2 can pass each other. Between the attacks 10 and the carriers 20 are in the example shown semicircular coil springs 4 clamped, which the stops 10 and the drivers 20 to search in the graphically presented starting position to search. If now the flywheel masses 1 and 2 Rotary strokes run relative to each other, the coil springs are each between a stop 10 and a driver 20 compressed.

Diese Drehhübe der Schwungradmassen 1 und 2 sind der Rotationsbewegung überlagert, die die Schwungradmassen 1 und 2 gemeinsam beim Fahrbetrieb eines Kraftfahrzeuges oder dergleichen ausführen. Aufgrund der mit der Rotationsbewegung einhergehenden Zentrifugalkräfte legen sich die Schraubenfedern 4 mit entsprechender Kraft an die radial äußeren Wandungen des Kanals 3 an. Damit setzen die Federn den vorgenannten Drehhüben einen unvermeidbaren Reibungswiderstand aufgrund der bei Federhüben an der radial äußeren Kanalwand auftretenden Verschiebungen der Federwindungen entgegen. These rotary strokes of the flywheel masses 1 and 2 are superimposed on the rotational movement that the flywheel masses 1 and 2 run together when driving a motor vehicle or the like. Due to the centrifugal forces associated with the rotational movement, the coil springs settle 4 with appropriate force to the radially outer walls of the channel 3 at. Thus, the springs set the aforementioned rotation strokes an unavoidable frictional resistance due to the occurring at spring strokes on the radially outer channel wall displacements of the spring coils.

Um diese Reibung zu vermindern, ist erfindungsgemäß vorgesehen, an den Schraubenfedern 4 einerseits Federwindungen mit größerem Durchmesser und andererseits Federwindungen mit kleinerem Durchmesser anzuordnen. In order to reduce this friction, the invention provides, on the coil springs 4 on the one hand to arrange spring coils of larger diameter and on the other hand spring coils of smaller diameter.

Gemäß der in 2 dargestellten Ausführungsform können dabei Federwindungen mit großem Durchmesser und eingezogene Federwindungen mit kleinerem Durchmesser alternierend aufeinander folgen. According to the in 2 illustrated embodiment, spring coils of large diameter and retracted spring coils with a smaller diameter can follow each other alternately.

Stattdessen ist es gemäß 3 auch möglich, die Federwindungen mit den unterschiedlichen Durchmessern jeweils gruppenweise anzuordnen, sodass auf eine Gruppe von Federwindungen mit großem Durchmesser eine Gruppe von Federwindungen mit kleinerem Durchmesser folgt.Instead, it is according to 3 also possible to arrange the spring coils with the different diameters in groups, so that a group of spring coils with a large diameter is followed by a group of spring coils with a smaller diameter.

In jedem Falle ist es zweckmäßig die Endwindungen der Feder 4, das heißt die mit den Widerlagern 10 und 20 zusammenwirkenden Windungen mit dem größeren Durchmesser auszubilden. In any case, it is expedient the end turns of the spring 4 that is, with the abutments 10 and 20 form co-operating turns with the larger diameter.

Damit ist gewährleistet, dass die Endwindungen an den Widerlagern 10 und 20 innerhalb des Kanals 3 radial eine reproduzierbare Lage einnehmen.This ensures that the end turns on the abutments 10 and 20 within the channel 3 radially assume a reproducible position.

Claims

Coil spring having a substantially circular arc-shaped screw axis, in particular for arrangement in a corresponding arcuate channel ( 3 ), which between an input side and an output side of a two-mass flywheel ( 1 . 2 ) or a torsional vibration damper is formed or arranged centrally to the axis of rotation, characterized in that the helical spring ( 4 ) has in a predetermined sequence turns with larger and smaller diameter turns.

Coil spring according to claim 1, characterized in that the windings lie on the radially inner side of the bent coil spring axis on a virtual circular cylindrical surface whose cylinder axis contains the center of curvature of the helical spring axis.

Coil spring according to claim 1 or 2, characterized in that alternately follow one turn with a larger diameter and a smaller diameter turn.

Coil spring according to claim 1 or 2, characterized in that between two turns of larger diameter each have a group of turns of smaller diameter is arranged.

Coil spring according to claim 4, characterized in that turns of larger diameter and turns of smaller diameter are arranged in groups.

Coil spring according to one of claims 1 to 5, characterized in that as Endwindungen each turns are provided with a larger diameter.