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TECHNISCHES GEBIET
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Vorliegende Erfindung betrifft eine Dämpfungsvorrichtung.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Bei einem Hybridfahrzeug des Typs mit einer Antriebsmaschine und einem Elektromotor wird eine Dämpfungsvorrichtung verwendet, die über eine Drehmomentbegrenzungsfunktion verfügt, wie in der offengelegten japanischen Patentanmeldungs-Publikation Nr. 2011-226572 beschrieben, um zu verhindern, dass beim Starten des Motors usw. ein zu hohes Drehmoment von einer Abtriebsseite auf eine Antriebsmaschinenseite übertragen wird.
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Die Dämpfungsvorrichtung, die in der offengelegten japanischen Patentanmeldungs-Publikation Nr. 2011-226572 beschrieben ist, ist mit einem Dämpferteil versehen, das ein Plattenpaar und eine Mehrzahl von Torsionsfedern umfasst und einen Drehmomentbegrenzer, der an einer äußeren Umfangsseite des Dämpferteils angeordnet ist. Das Dämpferteil und der Drehmomentbegrenzer sind durch Niete miteinander verbunden. Ferner ist ein aus einer Platte bestehendes Teil des Drehmomentbegrenzers mit Bolzen an einem Schwungrad befestigt.
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Hier wird ein Drehmoment, das zwischen dem Dämpferteil und dem Schwungrad übertragen wird, durch den Drehmomentbegrenzer begrenzt und dadurch die Übertragung eines zu hohen Drehmoments zwischen dem Dämpferteil und dem Schwungrad verhindert.
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Bei dem Hybridfahrzeug besteht die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Antriebsmaschine durch den Antrieb des Motors erwärmt. In diesem Fall wird die Dämpfungsvorrichtung, die zwischen dem Motor und der Antriebsmaschine vorgesehen ist, durch Drehschwankungen der Antriebsmaschine über Torsionsbereiche sowohl auf der positiven Seite als auch auf der negativen Seite betätigt. Dementsprechend variiert die Richtung der relativen Drehung zwischen einem eingangsseitigen Rotor und einem ausgangsseitigen Rotor bei dieser Dämpfungsvorrichtung alternierend. Folglich wird die Kraft zwischen den diese Rotoren bildenden Elementen übertragen und aufgenommen, und dabei entstehen Kollisionsgeräusche. Wenn zum Ändern der Drehzahl des Motors zum Beispiel ein Getriebezug vorgesehen ist, entsteht aus ähnlichem Grund wie oben ein Geräusch an den Zahnradpaaren, aus denen der Getriebezug besteht.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Geräusche zu verhindern, die entstehen, wenn eine Dämpfungsvorrichtung über Torsionsbereiche sowohl auf der positiven Seite als auch auf der negativen Seite betätigt wird.
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(1) Eine erfindungsgemäße Dämpfungsvorrichtung hat einen ersten Rotor, der um eine Drehachse gedreht wird, einen zweiten Rotor, der um die Drehachse gedreht wird, und einen elastischen Verbindungsbereich. Der zweite Rotor ist relativ zu dem ersten Rotor drehbar angeordnet. Der elastische Verbindungsbereich verbindet den ersten Rotor in einer Drehrichtung elastisch mit dem zweiten Rotor und umfasst ein erstes elastisches Element und ein zweites elastisches Element, die in einem Neutralzustand ohne eine Torsion, die durch die relative Drehung zwischen dem ersten Rotor und dem zweiten Rotor bewirkt wird, in einem komprimierten Zustand angeordnet sind.
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Das erste elastische Element geht von dem komprimierten Zustand über in den freien Zustand über und wird dann weiter komprimiert, wenn die Torsion des ersten Rotors gegenüber dem zweiten Rotor von dem Neutralzustand zu einer in Drehrichtung ersten Seite bewirkt wird. Das zweite elastische Element wiederum geht von dem komprimierten Zustand über in den freien Zustand und wird dann weiter komprimiert, wenn die Torsion des ersten Rotors gegenüber dem zweiten Rotor von dem Neutralzustand zu einer in Drehrichtung zweiten Seite bewirkt wird.
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Es sollte beachtet werden, dass sich der Begriff „freier Zustand“ vorliegend auf einen Zustand des jeweiligen elastischen Elements bezieht, das eine freie Länge aufweist, ohne dass es komprimiert oder gespannt wird.
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Bei vorliegender Dämpfungsvorrichtung nehmen der erste und der zweite Rotor im Neutralzustand von dem ersten und dem zweiten elastischen Element, die jeweils im komprimierten Zustand angeordnet sind, sowohl ein Torsionsdrehmoment auf, das zu der in Drehrichtung ersten Seite wirkt, als auch ein Torsionsdrehmoment, das zu der in Drehrichtung zweiten Seite wirkt. Solchermaßen kann ein Torsionswinkel (eine relative Drehung) zwischen dem ersten und dem zweiten Rotor möglichst klein gestaltet sein, und zwar auch bei Schwankungen des Eingangsdrehmoments, die kleiner als das oder gleich dem Torsionsdrehmoment sind, das durch das komprimierte elastische Element erzeugt wird. Deshalb ist es möglich, das Kollisionsgeräusch zu verhindern, das ansonsten bedingt durch die Drehmomentschwankungen in einem vorgegebenen Torsionswinkelbereich zwischen den jeweiligen Elementen entsteht.
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(2) Vorzugsweise wird das erste elastische Element ausgehend von dem komprimierten Zustand weiter komprimiert, wenn die Torsion des ersten Rotors gegenüber dem zweiten Rotor von dem Neutralzustand zu der in Drehrichtung zweiten Seite bewirkt wird. Das zweite elastische Element wiederum wird ausgehend von dem komprimierten Zustand weiter komprimiert, wenn die Torsion des ersten Rotors gegenüber dem zweiten Rotor von der Neutralposition zu der in Drehrichtung ersten Seite bewirkt wird.
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(3) Vorzugsweise ist die Steifigkeit des ersten elastischen Elements und des zweiten elastischen Elements gleich.
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(4) Vorzugsweise hat der erste Rotor einen ersten Stützbereich und einen zweiten Stützbereich. Ferner weist der zweite Rotor einen ersten Aufnahmebereich und einen zweiten Aufnahmebereich auf. Der erste Aufnahmebereich ist derart angeordnet, dass er den ersten Stützbereich zum Teil überlappt und in axialer Richtung gesehen von dem ersten Stützbereich zu der in Drehrichtung ersten Seite versetzt ist. Der zweite Aufnahmebereich ist derart angeordnet, dass er den zweiten Stützbereich zum Teil überlappt und in axialer Richtung gesehen von dem zweiten Stützbereich zu der in Drehrichtung zweiten Seite versetzt ist. Weiterhin ist das erste elastische Element in diesem Fall in dem ersten Stützbereich und dem ersten Aufnahmebereich angeordnet. Das zweite elastische Element wiederum ist in dem zweiten Stützbereich und dem zweiten Aufnahmebereich angeordnet und wird parallel zu dem ersten elastischen Element betätigt.
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(5) Vorzugsweise haben der erste und der zweite Stützbereich jeweils eine erste Stützfläche an ihrem einen Ende auf der in Drehrichtung ersten Seite und jeweils eine zweite Stützfläche an ihrem anderen Ende auf der in Drehrichtung zweiten Seite. Ferner haben der erste und der zweite Aufnahmebereich jeweils eine erste Aufnahmefläche an ihrem einen Ende auf der in Drehrichtung ersten Seite und eine zweite Aufnahmefläche an ihrem anderen Ende auf der in Drehrichtung zweiten Seite. In diesem Fall ist das erste elastische Element im komprimierten Zustand zwischen der ersten Stützfläche und der zweiten Aufnahmefläche angeordnet. Das zweite elastische Element wiederum ist im komprimierten Zustand zwischen der ersten Aufnahmefläche und der zweiten Stützfläche angeordnet.
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(6) Der elastische Verbindungsbereich umfasst ferner ein drittes elastisches Element und ein viertes elastisches Element. Das dritte und das vierte elastische Element sind im Neutralzustand zunächst jeweils komprimiert angeordnet. Ferner geht das dritte elastische Element von dem komprimierten Zustand über in einen freien Zustand und wird dann weiter komprimiert, wenn die Torsion des ersten Rotors gegenüber dem zweiten Rotor von dem Neutralzustand zu der in Drehrichtung ersten Seite bewirkt wird. Das vierte elastische Element geht von dem komprimierten Zustand über in den freien Zustand und wird dann weiter komprimiert, wenn die Torsion des ersten Rotors gegenüber dem zweiten Rotor von dem Neutralzustand zu der in Drehrichtung zweiten Seite bewirkt wird.
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(7) Vorzugsweise hat der erste Rotor ferner einen dritten Stützbereich und einen vierten Stützbereich. Der dritte Stützbereich liegt dem ersten Stützbereich mit Bezug auf die Drehachse gegenüber. Der vierte Stützbereich wiederum liegt dem zweiten Stützbereich mit Bezug auf die Drehachse gegenüber. Außerdem weist der zweite Rotor ferner einen dritten Aufnahmebereich und einen vierten Aufnahmebereich auf. Der dritte Aufnahmebereich liegt dem ersten Aufnahmebereich mit Bezug auf die Drehachse gegenüber. Der vierte Aufnahmebereich wiederum liegt dem zweiten Aufnahmebereich mit Bezug auf die Drehachse gegenüber. Der dritte Aufnahmebereich ist ferner derart angeordnet, dass er den dritten Stützbereich zum Teil überlappt und in axialer Richtung gesehen von dem dritten Stützbereich zu der in Drehrichtung ersten Seite versetzt ist. Der vierte Aufnahmebereich ist derart angeordnet, dass er den vierten Stützbereich zum Teil überlappt und in axialer Richtung gesehen von dem vierten Stützbereich zu der in Drehrichtung zweiten Seite versetzt ist.
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Des Weiteren ist das dritte elastische Element in diesem Fall in dem dritten Stützbereich und dem dritten Aufnahmebereich angeordnet. Das vierte elastische Element wiederum ist in dem vierten Stützbereich und dem vierten Aufnahmebereich angeordnet und wird parallel zu dem dritten elastischen Element betätigt.
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Wie vorstehend ausgeführt wurde, ist es erfindungsgemäß insgesamt möglich, Geräusche zu verhindern, die entstehen, wenn die Dämpfungsvorrichtung über den Torsionsbereich auf der positiven Seite wie auch auf der negativen Seite betätigt wird.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Schnittansicht einer Dämpfungsvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 ist eine Vorderansicht der in 1 gezeigten Dämpfungsvorrichtung;
- 3 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Relation zwischen einer eingangsseitigen Platte und einem Nabenflansch;
- 4 zeigt in einer schematischen Darstellung die Relation bei einer relativen Drehung der eingangsseitigen Platte und des Nabenflansches um einen Winkel θ1;
- 5 zeigt in einer schematischen Darstellung die Relation bei einer relativen Drehung der eingangsseitigen Platte und des Nabenflansches um einen Winkel θ2;
- 6A, 6B und 6C sind Diagramme zur Darstellung der Torsionscharakteristiken einer Dämpfereinheit.
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DETAILBESCHREIBUNG
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[Gesamtkonfiguration]
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1 zeigt in einer Schnittansicht eine Dämpfungsvorrichtung 1 mit integriertem Drehmomentbegrenzer (im Folgenden kurz „Dämpfungsvorrichtung 1“ genannt) gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 wiederum ist eine Vorderansicht der Dämpfungsvorrichtung 1, wobei hier einige Elemente entfernt wurden. In 1 ist eine Antriebsmaschine (in der Zeichnung nicht dargestellt) auf der linken Seite der Dämpfungsvorrichtung 1 angeordnet, wohingegen eine Antriebseinheit (in der Zeichnung nicht dargestellt) mit einem Elektromotor, einem Getriebe usw. auf der rechten Seite der Dämpfungsvorrichtung 1 angeordnet ist.
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Es sollte beachtet werden, dass sich der Begriff „axiale Richtung“ in der nachstehenden Beschreibung auf eine Erstreckungsrichtung einer Drehachse O der Dämpfungsvorrichtung 1 bezieht. Der Begriff „Umfangsrichtung“ wiederum bezieht sich auf eine Umfangsrichtung eines gedachten Kreises um die Drehachse O, und der Begriff „radiale Richtung“ bezieht sich auf eine radiale Richtung des gedachten Kreises um die Drehachse O. Dabei muss die Umfangsrichtung nicht notwendigerweise perfekt mit jener des gedachten Kreises um die Drehachse O übereinstimmen. Ähnlich muss die radiale Richtung nicht perfekt mit einer Durchmesserrichtung des gedachten Kreises um die Drehachse O übereinstimmen.
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Die Dämpfungsvorrichtung 1 ist eine Vorrichtung, die zwischen einem Schwungrad (in der Zeichnung nicht dargestellt) und einer Eingangswelle der Antriebseinheit angeordnet ist, um ein Drehmoment zu begrenzen, das zwischen der Antriebsmaschine und der Antriebseinheit übertragen wird, und um Drehschwankungen abzumildern. Die Dämpfungsvorrichtung 1 hat eine Drehmomentbegrenzereinheit 10 und eine Dämpfereinheit 20.
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[Drehmomentbegrenzereinheit 10]
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Die Drehmomentbegrenzereinheit 10 ist an der äußeren Umfangsseite der Dämpfereinheit 20 angeordnet. Die Drehmomentbegrenzereinheit 10 begrenzt ein Drehmoment, das zwischen dem Schwungrad und der Dämpfereinheit 20 übertragen wird. Die Drehmomentbegrenzereinheit 10 umfasst eine Abdeckplatte 11, eine Stützplatte 12, ein Reibscheibe 13, eine Druckplatte 14 und eine Kegelfeder 15.
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Die Abdeckplatte 11 und die Stützplatte 12 sind in axialer Richtung mit einem vorgegebenen Abstand angeordnet und sind an ihrem äußeren Umfangsbereich durch eine Mehrzahl von Bolzen 16 an dem Schwungrad befestigt.
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Die Reibscheibe 13, die Druckplatte 14 und die Kegelfeder 15 sind axial zwischen der Abdeckplatte 11 und der Stützplatte 12 angeordnet.
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Die Reibscheibe 13 hat eine Kernplatte und ein Paar Reibelemente, die an beiden Seitenflächen der Kernplatte befestigt sind. Die Reibscheibe 13 ist hier an ihrem inneren Umfangsbereich durch eine Mehrzahl von Nieten 17 an der Dämpfereinheit 20 befestigt. Die Druckplatte 14 und die Kegelfeder 15 sind zwischen die Reibscheibe 13 und die Stützplatte 12 geschaltet.
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Die Druckplatte 14 ist ringförmig und ist auf der Seite der Stützplatte 12 der Reibscheibe 13 angeordnet. Es sollte beachtet werden, dass die Druckplatte 14 in ihrem äußeren Umfangsbereich mit einer Mehrzahl von Klauen 14a versehen ist und die Klauen 14a mit einer Mehrzahl von Eingriffsöffnungen 12a in der Stützplatte 12 in Eingriff sind.
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Die Kegelfeder 15 ist zwischen der Druckplatte 14 und der Stützplatte 12 angeordnet. Die Kegelfeder 15 drückt die Reibscheibe 13 über die Druckplatte 14 an die Abdeckplatte 11.
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[Dämpfereinheit 20]
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Die Dämpfereinheit 20 umfasst eine eingangsseitige Platte 30 (beispielhafter erster Rotor), einen Nabenflansch 40 (beispielhafter zweiter Rotor), einen elastischen Verbindungsbereich 50 und einen Hystereseerzeugungsmechanismus 60.
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<Eingangsseitige Platte 30>
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Die eingangsseitige Platte 30 umfasst eine erste Platte 31 und eine zweite Platte 32. Die erste und die zweite Platte 31 und 32, die jeweils scheibenförmig mit einer Öffnung in ihrem zentralen Bereich ausgebildet sind, sind in axialer Richtung mit einem Abstand angeordnet. Die erste Platte 31 hat vier Anschlagbereiche 31a und vier Befestigungsbereiche 31b in ihrem äußeren Umfangsbereich. Ferner haben die erste und die zweite Platte 31 und 32 jeweils ein Paar erster Stützbereiche 301 und ein Paar zweiter Stützbereiche 302. Die in der ersten Platte 31 vorgesehenen ersten und zweiten Stützbereiche 301 und 302 sind in ihrer Position identisch mit jenen, die in der zweiten Platte 32 vorgesehen sind. Ferner ist die erste Platte 31 an Positionen korrespondierend zu den Nieten 17 mit Montageöffnungen 32a versehen.
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Die Anschlagbereiche 31a sind durch den äußeren Umfangsbereich der ersten Platte 31 gebildet, der in Richtung auf die zweite Platte 32 gebogen ist und sich in der axialen Richtung erstreckt. Die Befestigungsbereiche 31b sind durch die radial nach außen gebogenen distalen Enden der Anschlagbereiche 31a gebildet. Die Befestigungsbereiche 31b sind mit mehreren Nieten 33 an dem äußeren Umfangsende der zweiten Platte 32 befestigt. Deshalb können sich die erste und die zweite Platte 31 und 32 relativ zueinander nicht drehen und axial voneinander bewegen.
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Das Paar erster Stützbereiche 301 liegt mit Bezug auf die Drehachse O einander gegenüber. Das Paar zweiter Stützbereiche 302 liegt mit Bezug auf die Drehachse O einander gegenüber und ist in einem Winkelabstand von 90 Grad von dem Paar erster Stützbereiche 301 versetzt. Jeder Stützbereich 301, 302 hat eine ihn axial durchgreifende Öffnung und einen Randbereich, der gebildet ist durch Ausschneiden und Hochziehen der inneren und äußeren Umfangsränder der Öffnung.
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Wie in 3 schematisch dargestellt ist, hat jeder Stützbereich 301, 302 eine R1-Stützfläche 301a, 302a an seinem einen Ende auf einer in Drehrichtung ersten Seite (im Folgenden kurz als „R1-Seite“ bezeichnet) und hat eine R2-Stützfläche 301b, 302b an seinem anderen Ende auf einer in Drehrichtung zweiten Seite (im Folgenden kurz als „R2-Seite“ bezeichnet). Die Breite der Öffnung (Abstand zwischen den R1- und den R2-Stützflächen) in jedem Stützbereich 301, 302 ist L. Ferner ermöglicht jede Stützfläche 301a, 301b, 302a, 302b den Kontakt einer jeweiligen Schraubenfeder 51 (noch zu beschreiben) an einer ihrer Endflächen mit der jeweiligen Stützfläche.
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Es sollte beachtet werden, dass in 3 der erste und der zweite Stützbereich 301 und 302 anhand einer durchgezogenen Linie dargestellt sind, wohingegen einer erster und ein zweiter Aufnahmebereich 401 und 402 (noch zu beschreiben) des Nabenflansches 40 anhand einer Strich-Punkt-Linie dargestellt sind. Ebenso sollte beachtet werden, dass 3 eine schematische Darstellung ist und sich deshalb von 2 unterscheidet, in der die Bauteile in der tatsächlichen spezifischen Form dargestellt sind.
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<Nabenflansch 40>
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, hat der Nabenflansch 40 eine Nabe 41 und einen Flansch 42. Der Nabenflansch 40 kann sich in einem vorgegebenen Winkelbereich relativ zur eingangsseitigen Platte 30 drehen. Die Nabe 41 ist rohrförmig und hat in ihrem mittleren Bereich eine Keilöffnung 41a. Ferner durchgreift die Nabe 41 beide Öffnungen, die in dem mittleren Bereich der ersten und der zweiten Platte 31 und 32 vorgesehen sind. Der Flansch 42 ist scheibenförmig und hat in seinem mittleren Bereich eine Öffnung und ist radial außerhalb der Nabe 41 angeordnet. Der Flansch 42 ist axial zwischen der ersten und der zweiten Platte 31 und 32 angeordnet.
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Wie 2 zeigt, ist die Nabe 41 an ihrer äußeren Umfangsfläche mit einer Mehrzahl von äußeren Zähnen 41b versehen, wohingegen der Flansch 42 an seiner inneren Umfangsfläche mit einer Mehrzahl von inneren Zähnen 42a versehen ist, die mit den äußeren Zähnen 41b der Nabe 41 kämmen. Deshalb werden die Nabe 41 und der Flansch 42 zusammen als Einheit gedreht. Es sollte beachtet werden, dass in der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform die Nabe 41 und der Flansch 42 als separate Elemente vorgesehen sind, jedoch alternativ auch als ein Element vorgesehen sein könnten.
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Der Flansch 42 hat vier Anschlagvorsprünge 42b, ein Paar erster Aufnahmebereiche 401, ein Paar zweiter Aufnahmebereiche 402 und vier Ausschnitte 403.
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Die vier Anschlagvorsprünge 42b sind so ausgebildet, dass sie von der äußeren Umfangsfläche des Flansches 42 radial nach außen vorspringen. Jeder Anschlagvorsprung 42b ist in einer Position radial außerhalb der umfangsseitigen Mitte jedes Aufnahmebereichs 401, 402 vorgesehen. Wenn nun die eingangsseitige Platte 30 und der Nabenflansch 40 relativ zueinander gedreht werden, gelangen die Anschlagvorsprünge 42 in Kontakt mit den Anschlagbereichen 31a der ersten Platte 31. Dementsprechend wird eine relative Drehung zwischen der eingangsseitigen Platte 30 und dem Nabenflansch 40 verhindert.
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Wie 3 zeigt, ist das Paar erster Aufnahmebereiche 401 in Positionen korrespondierend zu dem Paar erster Stützbereiche 301 angeordnet. Das Paar zweiter Aufnahmebereiche 402 ist wiederum in Positionen korrespondierend zu dem Paar zweiter Stützbereiche 302 angeordnet. Das bedeutet im Detail, dass in einem Neutralzustand (bei einem Torsionswinkel von 0 Grad) ein Winkel einer relativen Drehung zwischen der eingangsseitigen Platte 30 und dem Nabenflansch 40 0 Grad beträgt, das heißt mit anderen Worten, dass eine Torsion zwischen der eingangsseitigen Platte 30 und dem Nabenflansch 40 nicht bewirkt wird, und das Paar erster Aufnahmebereiche 401 ist so angeordnet, dass es das Paar erster Stützbereiche 301 zum Teil überlappt und in axialer Richtung gesehen von dem Paar erster Stützbereiche 301 um einen Winkel θ1 zur R1-Seite versetzt (oder verlagert) ist. Das Paar zweiter Aufnahmebereiche 402 ist so angeordnet, dass es das Paar zweiter Stützbereiche 302 zum Teil überlappt und in axialer Richtung gesehen von dem Paar zweiter Stützbereiche 302 um einen Winkel θ1 zur R2-Seite versetzt (oder verlagert) ist.
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Jeder Aufnahmebereich 401, 402 ist eine annähernd rechteckförmige Öffnung, deren äußerer Umfangsbereich kreisbogenförmig ist. Wie 3 zeigt, hat jeder Aufnahmebereich 401, 402 eine R1-Aufnahmefläche 401a, 402a an seinem einem Ende auf der R1-Seite und hat eine R2-Aufnahmefläche 401b, 402b an seinem anderen Ende auf der R2-Seite. In jedem Aufnahmebereich 401, 402 ist die Breite der Öffnung (der Abstand zwischen der R1-Aufnahmefläche 401a, 402a und der R2-Aufnahmefläche 401b, 402b) mit L bemessen, ähnlich wie die Breite der Öffnung in jedem Stützbereich 301, 302. Ferner ermöglicht jede Aufnahmefläche 401a, 401b, 402a, 402b den Kontakt jeder Schraubenfeder 51 (noch zu beschreiben) an einer entsprechenden ihrer Endflächen mit der jeweiligen Aufnahmefläche.
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Die vier Ausschnitte 403 sind jeweils umfangsseitig zwischen zwei benachbarten Aufnahmebereichen 401 und 402 vorgesehen und von der äußeren Umfangsfläche des Flansches 42 mit einer vorgegebenen Tiefe radial nach innen vertieft. Die Ausschnitte 403 sind in Positionen korrespondierend zu den Nieten 17 vorgesehen, durch welche die erste Platte 31 und die Reibscheibe 13 der Drehmomentbegrenzereinheit 10 miteinander verbunden sind. Solchermaßen können die Drehmomentbegrenzereinheit 10 und die Dämpfereinheit 20, die in verschiedenen Schritten montiert werden, unter Nutzung der Montageöffnungen 32a der zweiten Platte 32 und der Ausschnitte 403 des Flansches 42 durch die Niete 17 aneinander befestigt werden.
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<Elastischer Verbindungsbereich 50>
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Der elastische Verbindungsbereich 50 umfasst vier Schraubenfedern 51 (beispielhafte erste und zweite elastische Elemente) und vier Harzelemente 52. Jeder Schraubenfeder 51 besteht aus einer äußeren Feder und einer inneren Feder. Die vier Schraubenfedern 51 sind jeweils in den Aufnahmebereichen 401 und 402 des Flansches 42 aufgenommen und in radialer Richtung und axialer Richtung jeweils durch die Stützbereiche 301 und 302 der innenseitigen Platte 30 gestützt. Die Schraubenfedern 51 werden parallel betätigt.
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Die vier Schraubenfedern 51 sind in ihrer freien Länge (Sf) gleich. Die freie Länge Sf jeder Schraubenfeder 51 ist gleich der Breite L jedes Stützbereichs 301, 302 und jedes Aufnahmebereichs 401, 402. Außerdem ist die Steifigkeit der vier Schraubenfedern 51 gleich. Ähnlich ist die Steifigkeit der vier Harzelemente 52 gleich.
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<Aufnahmezustände der Schraubenfedern 51>
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Im Folgenden wird eine Anordnung der Stützbereiche 301 und 302 und der Aufnahmebereiche 401 und 402 und ein Aufnahmezustand jeder Schraubenfeder 51, der im neutralen Zustand hergestellt wird, ausführlicher beschrieben. Dabei sollte beachtet werden, dass - wenn angebracht - eine Gruppe aus dem ersten Stützbereich 301 und dem ersten Aufnahmebereich 401 als „erste Fenstergruppe w1“ bezeichnet wird, wohingegen eine Gruppe aus dem zweiten Stützbereich 302 und dem zweiten Aufnahmebereich 402 als „zweite Fenstergruppe w2“ bezeichnet wird.
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Wie vorstehend ausgeführt wurde, ist in dem in 3 dargestellten Neutralzustand jeder des Paares erster Aufnahmebereiche 401 von einem korrespondierenden des Paares erster Stützbereiche 301 um einen Winkel θ1 zur R1-Seite versetzt. Jeder des Paares zweiter Aufnahmebereiche 402 ist von einem korrespondierenden des Paares zweiter Stützbereiche 302 um einen Winkel θ1 zur R2-Seite versetzt. Ferner ist jede Schraubenfeder 51 in einem komprimierten Zustand an einer Öffnung (axial durchgreifendes Loch) befestigt, die gebildet ist durch eine axiale Überlappung zwischen jedem Stützbereich 301, 302 und jedem korrespondierenden Aufnahmebereich 401, 402.
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Insbesondere im Neutralzustand, der in 3 gezeigt ist, kontaktiert die Schraubenfeder 51 in jeder des Paares erster Fenstergruppen w1 an ihrer R1-seitigen Endfläche die R1-Stützfläche 301a und kontaktiert an ihrer R2-seitigen Endfläche die R2-Aufnahmefläche 401b. Dagegen kontaktiert die Schraubenfeder 51 in jeder des Paares zweiter Fenstergruppen w2 an ihrer R1-seitigen Endfläche die R1-Aufnahmefläche 402a und kontaktiert an ihrer R2-seitigen Endfläche die R2-Stützfläche 302b.
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<Hystereseerzeugungsmechanismus 60>
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Wie in 1 gezeigt ist, umfasst der Hystereseerzeugungsmechanismus 60 eine erste Hülse 61, eine zweite Hülse 62 und eine Kegelfeder 63. Die erste Hülse 61 ist axial zwischen der ersten Platte 31 und dem Flansch 42 angeordnet. Die erste Hülse 61 ist mit einem Reibelement versehen, das an ihrer Oberfläche befestigt ist und die erste Platte 31 reibschlüssig kontaktiert. Die zweite Hülse 62 ist axial zwischen der zweiten Platte 32 und dem Flansch 42 angeordnet. Die zweite Hülse 62 ist mit einem Reibelement versehen, das an ihrer Oberfläche befestigt ist und den Flansch 42 reibschlüssig kontaktiert. Ferner hat die zweite Hülse 62 eine Mehrzahl von Eingriffsvorsprüngen 62a, die axial von der anderen Fläche auf der Seite der zweiten Platte 32 vorspringen. Die Eingriffsvorsprünge 62a befinden sich jeweils in Eingriff mit einer Mehrzahl von Eingriffsöffnungen 32b der zweiten Platte 32. Die Kegelfeder 63 ist axial zwischen der zweiten Hülse 62 und der zweiten Platte 32 angeordnet und wird zwischen Hülse und Platte zusammengedrückt.
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Bei vorstehend beschriebener Konfiguration wird die erste Hülse 61 an die erste Platte 31 und die zweite Hülse 62 an den Flansch 42 gedrückt. Daher wird bei einer Drehung der eingangsseitigen Platte 30 und des Nabenflansches 40 relativ zueinander ein Hysteresedrehmoment zwischen dem Druckelement 61, 62 und dem mit Druck beaufschlagten Element 31, 42 erzeugt.
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[Abläufe]
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Es sollte beachtet werden, dass das Hysteresedrehmoment in der folgenden Beschreibung der Abläufe und der in den 6A, 6B und 6C gezeigten Torsionscharakteristiken nicht berücksichtigt wird.
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<Erste Fenstergruppen w1>
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Im Neutralzustand ohne relative Drehung zwischen der eingangsseitigen Platte 30 und dem Nabenflansch, wie in 3 gezeigt, ist die Schraubenfeder 51 in jeder ersten Fenstergruppe w1 in einem komprimierten Zustand zwischen der R1-Stützfläche 301a und der R2-Aufnahmefläche 401b angeordnet. Der Abstand zwischen der R1-Stützfläche 301a und der R2-Aufnahmefläche 401b beträgt G0 und ist schmaler als die Breite L (gleich der freien Länge Sf der Schraubenfeder 51) in jeweils jedem Stützbereich 301, 302 und jedem Aufnahmebereich 401, 402. Deshalb wird in jeder ersten Fenstergruppe w1 durch die Schraubenfeder 51 ein Torsionsdrehmoment -t erzeugt, wie in 6B dargestellt.
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4 zeigt einen Zustand, in welchem ein in die Dämpfereinheit 20 eingeleitetes Drehmoment schwankt und eine Torsion des Nabenflansches 40 bezüglich der eingangsseitigen Platte 30 um den Winkel θ1 von dem Neutralzustand zur R2-Seite bewirkt wird. Hier ist der Abstand zwischen der R1-Stützfläche 301a, die die R1-seitige Endfläche der Schraubenfeder 51 kontaktiert, und der R2-Aufnahmefläche 401b, die die R2-seitige Endfläche der Schraubenfeder 51 kontaktiert, in jeder ersten Fenstergruppe w1 gleich G1 und wird breiter als der Abstand G0. Der Abstand G1 ist gleich groß wie die freie Länge Sf der Schraubenfeder 51. Mit anderen Worten: Wenn der Torsionswinkel zwischen der eingangsseitigen Platte 30 und dem Nabenflansch 40 +θ1 erreicht, wird der Zustand der Schraubenfeder 51 in jeder ersten Fenstergruppe w1 der Zustand der freien Länge Sf, wodurch das Drehmoment „0“ wird, wie in 6B gezeigt.
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Wenn die Torsion des Nabenflansches 40 bezüglich der eingangsseitigen Platte 30 mit einem größeren Torsionswinkel als θ1 bewirkt wird, wie in 5 gezeigt (in der ein Zustand dargestellt ist, der bei einem Torsionswinkel θ2 (>θ1) hergestellt wird), kontaktiert die Schraubenfeder 51 in jeder ersten Fenstergruppe w1 an ihrer R1-seitigen Endfläche die R1-Aufnahmefläche 401a und an ihrer R2-seitigen Endfläche die R2-Stützfläche 301b. Hier ist der Abstand zwischen der R1-Aufnahmefläche 401a und der R2-Stützfläche 301b gleich G2 und wird schmaler als die freie Länge Sf der Schraubenfeder 51. Mit anderen Worten: Wenn der Torsionswinkel zwischen der eingangsseitigen Platte 30 und dem Nabenflansch 40 größer als θ1 wird, wird die Schraubenfeder 51 aus dem Zustand ihrer freien Länge Sf komprimiert, wodurch das Drehmoment allmählich ansteigt, wie in 6B dargestellt.
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Dagegen wird die Schraubenfeder 51 zwischen der R1-Stützfläche 301a und der R2-Aufnahmefläche 401b konstant komprimiert, wenn die Torsion des Nabenflansches 40 bezüglich der eingangsseitigen Platte 30 von dem Neutralzustand zur R1-Seite bewirkt wird. Mit anderen Worten: In jeder ersten Fenstergruppe w1 vergrößert sich mit einer Zunahme des Torsionswinkels in einem Torsionswinkelbereich auf der negativen Seite das Torsionsdrehmoment zur negativen Seite, wie in 6B dargestellt.
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<Zweite Fenstergruppen w2>
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Im Neutralzustand ist die Schraubenfeder 51 in jeder zweiten Fenstergruppe w2 zwischen der R1-Aufnahmefläche 402a und der R2-Stützfläche 302b in einem komprimierten Zustand angeordnet. Der Abstand zwischen der R1-Aufnahmefläche 402a und der R2-Stützfläche 32b beträgt G0 und ist schmaler als die Breite L (gleich der freien Länge Sf der Schraubenfeder 51) in jeweils jedem Stützbereich 301, 302 und jedem Aufnahmebereich 401, 402. Deshalb wird in jeder zweiten Fenstergruppe w2 durch die Schraubenfeder 51 ein Torsionsdrehmoment +t erzeugt, wie in 6C dargestellt. Wenn eine Torsion des Nabenflansches 40 bezüglich der eingangsseitigen Platte 30 von dem Neutralzustand zur R2-Seite bewirkt wird, wird die Schraubenfeder 51 zwischen der R1-Aufnahmefläche 402a und der R2-Stützfläche 302 konstant komprimiert. Mit anderen Worten: In jeder Fenstergruppe w2 vergrößert sich mit einer Zunahme des Torsionswinkels in einem Torsionswinkelbereich auf der positiven Seite, das Torsionsdrehmoment, wie in 6C dargestellt.
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Wenn andererseits eine Torsion des Nabenflansches 40 bezüglich der eingangsseitigen Platte 30 um einen Winkel θ1 von dem Neutralzustand zur R1-Seite bewirkt wird, wird der Abstand zwischen der R1-Aufnahmefläche 402a, die die R1-seitige Endfläche der Schraubenfeder 51 kontaktiert, und der R2-Stützfläche 302, die die R2-seitige Endfläche der Schraubenfeder 51 kontaktiert, breiter als der Abstand G0. Der hier gebildete Abstand ist gleich groß wie die freie Länge Sf der Schraubenfeder 51. Mit anderen Worten: Wenn der Torsionswinkel zwischen der eingangsseitigen Platte 30 und dem Nabenflansch 40 -θ1 erreicht, wird das Torsionsdrehmoment in jeder zweiten Fenstergruppe w2 gleich „0“, wie in 6C dargestellt.
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Wenn eine Torsion des Nabenflansches 40 bezüglich der Eingangsplatte 30 zur R1-Seite mit einem größeren Torsionswinkel als θ1 bewirkt wird, kontaktiert die Schraubenfeder 51 in jeder zweiten Fenstergruppe w2 an ihrer R1-seitigen Endfläche die R1-Stützfläche 302 und kontaktiert an ihrer R2-seitigen Endfläche die R2-Aufnahmefläche 402b. Wenn ferner der Absolutwert des Torsionswinkels größer wird als -θ1, wird die Schraubenfeder 51 ausgehend von ihrem Zustand freier Länge Sf komprimiert, wodurch das Torsionsdrehmoment allmählich zur negativen Seite ansteigt, wie in 6C gezeigt.
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<Nettotorsionscharakteristik>
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Die Torsionscharakteristiken, die in 6A gezeigt sind, sind Nettotorsionscharakteristiken, die man erhält, indem die in 6B gezeigte Torsionscharakteristik und die in 6C gezeigte Torsionscharakteristik addiert werden, und die die Torsionscharakteristiken der gesamten Dämpfereinheit darstellen. Mit anderen Worten: Das Torsionsdrehmoment beträgt „0“ im Neutralzustand und vergrößert sich zur positiven wie auch zur negativen Seite mit einer Vergrößerung des Torsionswinkels zur positiven wie auch zur negativen Seite.
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Hier ist das scheinbare Torsionsdrehmoment in den Torsionscharakteristiken der gesamten Dämpfereinheit im Neutralzustand „0“. Wie vorstehend ausgeführt wurde, wirken jedoch das Torsionsdrehmoment auf der positiven Seite und das Torsionsdrehmoment auf der negativen Seite auf das eingangsseitige Element und auf das ausgangsseitige Element. Daher fällt der Torsionswinkel zwischen der eingangsseitigen Platte 30 und dem Nabenflansch 40 in einen Bereich von -θ1 bis +θ1, wenn in einem Bereich von +t bis -t Drehmomentschwankungen auftreten, und es findet kein Kontakt der Endflächen der Schraubenfeder 51 in jeder ersten Fenstergruppe w1 mit der R1-Aufnahmefläche 401a und der R2-Stützfläche 301b statt. Zum anderen findet kein Kontakt der Endflächen der Schraubenfeder 51 in jeder zweiten Fenstergruppe w2 mit der R1-Stützfläche 302a und der R2-Aufnahmefläche 402b statt. Dadurch lässt sich das Kollisionsgeräusch verhindern, das aufgrund von Drehmomentschwankungen, die in dem Bereich von +t bis -t auftreten, zwischen den jeweiligen Elementen entstehen würde.
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Wenn der Absolutwert des Torsionswinkel dagegen ±θ1 übersteigt, nimmt die Schraubenfeder 51 in jeder ersten Fenstergruppe w1 bzw. jeder zweiten Fenstergruppe w2 den Zustand ihrer freien Länge ein. Diese Konfiguration kann ein Kollisionsgeräusch zwischen den jeweiligen Elementen weitergehender verhindern als eine Konfiguration, bei der sämtliche Schraubenfedern 51 im Zustand der freien Länge eingestellt sind.
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Es sollte beachtet werden, dass wie in 6A gezeigt, das Harzelement 52 in jeder Fenstergruppe w1, w2 komprimiert wird, wenn der Torsionswinkel ±θ3 erreicht. Deshalb sind die Torsionscharakteristiken der gesamten Dämpfungsvorrichtung wie zweistufige Charakteristiken. Wenn der Torsionswinkel dann ±θ4 erreicht, kontaktieren die Anschlagvorsprünge 42b des Flansches 42 die Anschlagbereiche 31a der ersten Platte 31, wodurch die eingangsseitige Platte 30 und der Nabenflansch 40 an einer Drehung relativ zueinander gehindert werden.
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[Weitere bevorzugten Ausführungsformen]
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Vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt. Vielfältige Änderungen oder Modifikationen innerhalb des Rahmens der Erfindung sind möglich.
- (a) Eine Relation zwischen der Breite jedes der Stützbereiche 301, 302 und jedes Aufnahmebereichs 401, 402 und der freien Länge jeder Schraubenfeder 51 ist nicht auf die in der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform beschriebene Relation beschränkt.
- (b) In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind sämtliche Schraubenfedern auf die gleiche Steifigkeit eingestellt. Die Steifigkeit der vorliegend verwendeten Schraubenfedern kann jedoch unterschiedlich sein.
- (c) Die Anzahl von Aufnahmebereichen, von Stützbereichen und von Schraubenfedern ist lediglich ein Beispiel und ist nicht auf die in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen genannte Anzahl beschränkt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dämpfungsvorrichtung
- 30
- eingangsseitige Platte (erster Rotor)
- 301
- erster Stützbereich
- 302
- zweiter Stützbereich
- 301a, 302a
- R1-Stützfläche
- 301b, 302b
- R2-Stützfläche
- 40
- Nabenflansch (zweiter Rotor)
- 401
- erster Aufnahmebereich
- 402
- zweiter Aufnahmebereich
- 401a, 402a
- R1-Aufnahmefläche
- 401b, 402b
- R2-Aufnahmefläche
- 50
- elastischer Verbindungsbereich
- 51
- Schraubenfeder (erstes elastisches Element, zweites elastisches Element)
