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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung mit einem
Schwungrad. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung eine Kupplungsvorrichtung,
bei der das Schwungrad eine Reibfläche aufweist, um das Verbinden
der Kupplung mit einem Reibverbindungsbereich einer Kupplungsscheibenanordnung
zu erleichtern. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin einen
Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus, welcher ein Hysteresisdrehmoment zur
Dämpfung
von Torsionsschwingungen erzeugt.
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Üblicherweise
ist ein Schwungrad an einer Kurbelwelle eines Motors befestigt,
um Schwingungen zu absorbieren, welche durch Änderung in der Motorverbrennung
verursacht werden. Weiter ist eine Kupplungsvorrichtung bezüglich des
Schwungrads an einer Getriebeseite (d.h. an einer Position, welche axial
in Richtung des Getriebes versetzt ist) angeordnet. Die Kupplungsvorrichtung
umfasst üblicherweise eine
Kupplungsscheibenanordnung, welche mit einer Eingangswelle des Getriebes
verbunden ist, und eine Kupplungsdeckelanordnung zum Vorspannen
des Reibverbindungsbereichs der Kupplungsscheibenanordnung in Richtung
des Schwungrads. Die Kupplungsscheibenanordnung weist typischerweise
einen Dämpfermechanismus
zum Absorbieren und Dämpfen
von Torsionsschwingungen auf. Der Dämpfermechanismus weist elastische
Elemente wie z.B. Schraubenfedern auf, welche zum Zusammendrücken in
einer Rotationsrichtung angeordnet sind.
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Ein
weiterer Aufbau, bei dem der Dämpfermechanismus
nicht in der Kupplungsscheibenanordnung angeordnet ist, sondern
zwischen dem Schwungrad und der Kurbelwelle angeordnet ist, ist ebenfalls
bekannt. Bei diesem Aufbau ist das Schwungrad an der Ausgangsseite
eines Schwingungssystems angeordnet, bei dem die Schraubenfedern
eine Grenze zwischen der Ausgangs- und Eingangsseite bilden, so
dass eine Trägheit
an der Ausgangsseite größer als
im anderen Stand der Technik ist. Dementsprechend kann die Resonanzdrehzahl kleiner
als eine Leerlaufdrehzahl sein, so dass die Dämpfungsfunktion verbessert
ist. Der Aufbau, bei dem das Schwungrad und der Dämpfermechanismus
wie oben beschrieben verbunden sind, stellt eine Schwungradanordnung
und/oder einen Schwungraddämpfer
bereit.
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Wenn
der oben beschriebenen Schwungradanordnung Drehmomentschwingungen
vom Motor zugeführt
werden, werden die Federn im Dämpfermechanismus
in Rotationsrichtung zusammengedrückt, so dass die Drehmomentschwingungen
absorbiert und gedämpft
werden. Ein Leistungsübertragungssystem
eines Fahrzeugs verursacht unerwünschte
Geräusche
und Schwingungen wie z.B. Zahnrad- bzw. Getriebeschlaggeräusche eines
Antriebssystems und gedämpfte
bzw. dumpfe Geräusche
während
des Fahrens. Zur Verringerung derartiger Geräusche und Schwingungen ist
es notwendig, die Torsionssteifigkeit in einem Beschleunigungs-/Verzögerungsdrehmomentbereich
zu verringern, so dass eine Torsionsresonanzfrequenz des Antriebssystems
kleiner als ein Betriebsdrehzahlbereich des Motors sein kann. Um
die Torsionssteifigkeit im Dämpfermechanismus
zu verringern, kann ein Torsionswinkel eines elastischen Elements
vergrößert werden
und/oder eine Vielzahl von elastischen Elementen angeordnet werden,
um in Reihe betrieben zu werden.
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Wenn
die Steifigkeit des elastischen Elements verringert ist, kann eine
Situation auftreten, bei der eine Drehzahl im unteren Drehzahlbereich,
z.B. kleiner als 500 U/min durch einen Resonanzpunkt hindurchgeht,
wenn der Motor gestartet oder ausgeschaltet wird. Dies kann übermäßig große Drehmomentschwingungen
erzeugen, was zu einer Zerstörung
des Dämpfermechanismus
führen
kann. Alternativ können
auch starke Geräusche
und Schwingungen auftreten. Um die obigen Probleme zu überwinden,
wurde ein Überbrückungsmechanismus
verwendet, so dass Elemente an den entgegengesetzten Seiten des
Dämpfermechanismus
miteinander in einem unteren Drehzahlbereich fest miteinander verbunden
sind, und voneinander freigegeben werden, um den Betrieb des Dämpfermechanismus
in einem hohen Drehzahlbereich zu ermöglichen. Dieser Überbrückungsmechanismus
wird im Allgemeinen aus einem Überbrückungselement
und einem elastischen Element gebildet. Das Überbrückungselement wird durch das
elastische Element in Richtung einer Eingriffsposition zur Verhinderung
einer Rotation eines Elements an der Ausgangsseite des Dämpfermechanismus
bezüglich
eines anderen Elements an der Kurbelwellenseite vorgespannt und
wird durch eine Zentrifugalkraft in eine Freigabeposition bewegt, um
den Überbrückungszustand
freizugeben. Jedoch weist dieser Überbrückungsmechanismus einen komplizierten
Aufbau und eine vergrößerte Teilezahl auf.
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Wenn
der oben beschriebenen Schwungradanordnung zusätzlich Drehmomentänderungen vom
Motor übertragen
werden, werden die Federn im Dämpfermechanismus
in Rotationsrichtung wie erwähnt
zusammengedrückt,
so dass die Drehmomentänderungen
absorbiert und gedämpft
werden. Der Dämpfermechanismus
weist einen Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus auf, welcher aus einer
Vielzahl von Elementen gebildet ist, und ein Gleiten tritt im Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus
auf, um ein vorbestimmtes Hysteresisdrehmoment zu erzeugen, wenn
die Federn zusammengedrückt
werden. Dadurch werden die Torsionsschwingungen schnell gedämpft.
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Jedoch
ist der Reibwiderstand-Erzeugungsmechanismus aus einer Vielzahl
von Platten und Reibelementen gebildet und weist ebenfalls Elemente auf,
um die axial gegenüberliegenden
Seiten dieser Elemente abzustützen.
Dementsprechend benötigt der Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus ebenfalls
eine Vielzahl von Teilen und weist einen komplizierten Gesamtaufbau
auf.
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Schwingungen
eines Fahrzeugs umfassen Leerlaufgeräusche oder Rattergeräusche, Fahrgeräusche oder
Beschleunigungs- und Verzögerungsrattergeräusche und
gedämpfte
Geräusche
und Eingriffs-/Ausgriffs- oder niederfrequente Schwingungen.
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Die
Leerlaufgeräusche
sind Rattergeräusche,
welche von einem Getriebe erzeugt werden, wenn ein Kupplungspedal
freigegeben wird, nachdem eine Gangposition in eine neutrale Stellung,
z.B. während
eines Haltes an einer Ampel, geschaltet wurde. Diese Geräusche haben
ihre Ursache darin, dass das Motordrehmoment gering ist und sich
in einem großen
Umfang in Reaktion auf die Motorverbrennung ändert, wenn eine Motordrehzahl
bei oder nahe einem Leerlaufbereich ist. Im Leerlaufbereich treten
Zusammenstöße zwischen
Zähnen
zwischen einem Eingangszahnrad und einem Vorgelegerad des Getriebes
auf.
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Die
Eingriffs-/Ausgriffs- oder niederfrequenten Schwingungen oder große Longitudinalschwingungen
des Fahrzeugkörpers
können
auftreten, wenn ein Fahrer schnell ein Gaspedal niedertritt oder freigibt.
Wenn ein Leistungsübertragungssystem eine
geringe Steifigkeit aufweist, wird das zu den Rädern übertragene Drehmoment reversibel
von den Rädern
zum Leistungsübertragungssystem übertragen.
Diese Reaktion verursacht somit, dass ein übermäßiges Drehmoment auf die Räder ausgeübt wird, so
dass große
Longitudinalschwingungen übergangsweise
auftreten, um die Fahrzeugkarosserie in Längsrichtung in einem großen Umfang
schwingen zu lassen.
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Die
Leerlaufgeräusche
werden signifikant durch die Torsionscharakteristiken eines Dämpfermechanismus
bei und um ein Nulldrehmoment herum beeinflusst und können wirksam
durch Ver ringerung der Torsionssteifigkeit beim Nulldrehmoment verhindert
werden. Umgekehrt muss zur Verringerung der Longitudinalschwingungen
des Eingriffs/Außereingriffs
die Torsionscharakteristiken des Dämpfermechanismus solide sein.
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Um
die obigen Probleme zu überwinden, wurde
ein Dämpfermechanismus
vorgeschlagen, welcher zwei Arten von Federelementen zur Bereitstellung
von Charakteristiken mit zwei Stufen verwendet. Bei diesem Mechanismus
werden die Torsionssteifigkeit und ein Hysteresisdrehmoment in einer ersten
Stufe der Torsionscharakteristiken klein gehalten (Niedertorsionswinkelbereich).
Dies ist wirksam zur Verhinderung von Geräuschen während des Leerlaufs. Da die
Torsionssteifigkeit und das Hysteresisdrehmoment in der zweiten
Stufe der Torsionscharakteristiken hochgehalten wird (Hochtorsionswinkelbereich),
können
die Longitudinalschwingungen des Eingriffs/Außereingriffs ausreichend gedämpft werden.
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Des
Weiteren wurde ein Dämpfermechanismus
bekannt, welcher wirksam sehr kleine Torsionsschwingungen durch
Nichtbetreiben eines Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus absorbiert, wenn
die sehr kleinen Torsionsschwingungen auftreten, z.B. während Änderungen
der Verbrennung des Motors im zweiten Bereich der Torsionscharakteristiken.
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Bei
diesem Aufbau zur Deaktivierung des Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus
in Reaktion auf sehr kleine Schwingungen ist es notwendig, einen
vorbestimmten Winkelzwischenraum in Rotationsrichtung zwischen einem
Federelement einer hohen Steifigkeit in einem zusammengedrückten Zustand
und dem Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus sicherzustellen. Der
Winkel dieses Zwischenraumes in Rotationsrichtung nimmt üblicherweise
einen sehr kleinen Wert ein, z.B. von ungefähr 0,2° bis 1,0°. Dieser Winkelzwischenraum
wird aufrechterhalten, z.B. zwischen einem Bolzen und einem Rand
einer Öffnung
oder einer Ausnehmung, welche in einer Platte gebildet sind, um
den Bolzen hindurch aufzunehmen. Dadurch wird ein Aufbau kompliziert
und es ist ein schwieriger Montagevorgang notwendig, um den Winkelraum
sicherzustellen.
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Überdies
ist ein herkömmlicher
Dämpfermechanismus
aus einem Eingangselement an der Kurbelwellenseite, einem Ausgangselement
an der Schwungradseite und einer Vielzahl von elastischen Elementen
gebildet. Die Elemente an der Eingangs- und Ausgangsseite sind Plattenelemente
und sind mit Fenstern versehen, um die elastischen Elemente aufzunehmen.
Das Fenster ist eine in Axialrichtung in dem Element verlaufende Öffnung und
ist ausgelegt, um ein Drehmoment durch Abstützen der in Umfangsrichtung
liegenden Enden in Rotationsrichtung des elastischen Elements zu übertragen,
und um radial entgegengesetzt liegende Enden und axial entgegengesetzt
liegende Seiten des elastischen Elements abzustützen.
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Jedoch
weisen verschiedene Elemente des Dämpfermechanismus Fenster auf,
welche die Räume
an den axial entgegengesetzt liegenden Seiten miteinander verbinden.
Deshalb neigen diese Fenster da zu, Schwingungsgeräusche sowie
auch Gleitgeräusche
und andere Geräusche
des elastischen Elements von der Motorseite zur Getriebeseite zu übertragen.
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Die
DE 37 06 883 C2 offenbart
eine Einrichtung zum Kompensieren von Drehstößen im Antriebsstrang eines
Kraftfahrzeugs, welche zwischen zwei Schwungmassen einen Dämpfer aufweist.
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Aus
der
DE 37 03 123 C2 ist
eine Dämpfungseinrichtung
bekannt, bei der zwischen zwei Schwungmassen eine Reibeinrichtung,
min destens zwei Dämpfer
und eine Rutschkupplung in Reihe angeordnet sind.
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Von
daher besteht eine Notwendigkeit für eine Kupplungsvorrichtung,
welche die oben erwähnten
Probleme im Stand der Technik überwindet.
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf diese Notwendigkeit im
Stand der Technik sowie auch auf weitere Notwendigkeiten, welche
dem Fachmann aus der vorliegenden Offenbarung offensichtlich werden.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kupplungsvorrichtung
bereitzustellen, welche ein Schwungrad aufweist, das mit einer Welle
eines Getriebes über
eine Kupplungsscheibenanordnung oder dergleichen verbunden ist,
und insbesondere Resonanzschwingungen in einem Niederdrehzahlbereich
durch einen einfachen Aufbau unterdrücken kann.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schwungradanordnung
bereitzustellen, welche mit einer Welle eines Getriebes über eine Kupplungsscheibenanordnung
und/oder weitere Bauteile verbunden ist und insbesondere einen Gesamtaufbau
durch Reduzierung der Teilezahl eines Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus
vereinfacht. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Winkelzwischenraum
in Rotationsrichtung auf einfache Weise sicherzustellen, um zu verhindern,
dass ein Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus ein hohes Hysteresisdrehmoment
in einem vorbestimmten Torsionswinkelbereich erzeugt.
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Darüber hinaus
ist es Aufgabe der Erfindung, eine Schwungradanordnung bereitzustellen,
welche eine Übertragung
von Geräuschen
von einer Motorseite auf eine Getriebeseite verhindern kann, um
Geräuschemissionen
zu reduzieren.
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Diese
Aufgaben werden durch eine Kupplungsvorrichtung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 bzw. eine Schwungradanordnung mit den Merkmalen
des Anspruches 9 bzw. 15 bzw. einen Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus
mit den Merkmalen des Anspruches 12 bzw. einer Kupplungsvorrichtung
mit den Merkmalen des Anspruches 18 gelöst. Die Unteransprüche zeigen
jeweils bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Kupplungsvorrichtung, welche
in der Lage ist, unterbrechbar ein Drehmoment von einer Kurbelwelle
eines Motors auf ein Getriebe zu übertragen, ein Schwungrad,
einen Dämpfermechanismus,
eine Kupplungsscheibenanordnung, eine Freigabevorrichtung und einen
Relativrotations-Unterdrückungsmechanismus.
Das Schwungrad ist axial innerhalb eines vorbestimmten Bereichs
bezüglich
der Kurbelwelle bewegbar und weist eine Reibfläche an einer Seite gegenüber des Motors
auf. Der Dämpfermechanismus
verbindet das Schwungrad und die Kurbelwelle elastisch miteinander
in einer Rotationsrichtung. Die Kupplungsscheibenanordnung weist
einen Reibverbindungsbereich auf, welcher benachbart zur Reibfläche des Schwungrads
angeordnet ist. Die Kupplungsscheibenanordnung ist am Schwungrad
befestigt und spannt den Reibverbindungsbereich in Richtung der Reibfläche des
Schwungrads elastisch vor. Die Freigabevorrichtung gibt eine Vorspannkraft
vom Reibverbindungsbereich durch Ausübung einer axial in Richtung
des Motors auf die Kupplungsdeckelanordnung gerichteten Last frei.
Der Relativrotations-Unterdrückungsmechanismus
verbindet das Schwungrad mit einem Element an der Kurbelwellenseite, wenn
die Kupplungsdeckelanordnung eine Last empfängt, die axial in Richtung
des Motors gerichtet ist.
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Wenn
bei dieser Kupplungsvorrichtung die Freigabevorrichtung eine Last
auf die Kupplungsdeckelanordnung ausübt, um die Kupplung freizugeben,
verwendet der Relativrotations-Unterdrückungsmechanismus
diese Last, um das Schwungrad mit einem Element an der Kurbelwellenseite
zu verbinden (z.B. mit der Kurbelwelle selbst oder einem anderen Element,
welches an der Kurbelwelle befestigt ist). Dies verhindert den Betrieb
des Dämpfermechanismus
im Kupplungsfreigabebetrieb und unterdrückt eine Resonanz in einem
Niederdrehzahlbereich zum Zeitpunkt des Startens oder Ausschaltens
des Motors. Bei dem obigen Aufbau wird der Dämpfermechanismus gesperrt durch
Verwendung der Last, welche von der Freigabevorrichtung im Kupplungsfreigabebetrieb
ausgeübt
wird. Deshalb kann der Aufbau im Vergleich mit dem Stand der Technik
deutlich vereinfacht werden.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Kupplungsvorrichtung
des ersten Aspekts weiter ein Merkmal derart auf, dass der Relativrotations-Unterdrückungsmechanismus das
Schwungrad von einer Getriebeseite axial gegen die Kurbelwellenseite
mittels einer Last drückt,
welche durch die Freigabevorrichtung auf die Kupplungsdeckelanordnung
in Axialrichtung in Richtung des Motors ausgeübt wird.
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Gemäß der Kupplungsvorrichtung
des obigen Aspekts drückt
der Relativrotations-Unterdrückungsmechanismus
das Schwungrad in Axialrichtung gegen das Element an der Kurbelwellenseite von
der Getriebeseite aus, wenn die Freigabevorrichtung, die axial in
Richtung des Motors auf die Kupplungsdeckelanordnung gerichtete
Last ausübt.
Bei diesem Aufbau ist der Dämpfermechanismus
durch Verwendung der Last gesperrt, welche von der Freigabevorrichtung
im Kupplungsfreigabebetrieb ausgeübt wird. Dies vereinfacht den
Gesamtaufbau der Kupplungsvorrichtung.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Kupplungsvorrichtung
des zweiten Aspekts weiter ein Merkmal derart auf, dass der Relativrotations-Unterdrückungsmechanismus des
Weiteren ein Sperr- bzw. Verriegelungselement aufweist, welches
an der Kurbelwelle befestigt ist und als ein Element an der Kurbelwellenseite
fungiert.
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Gemäß einem
vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Kupplungsvorrichtung
des dritten Aspekts weiter ein Merkmal derart auf, dass das Verriegelungselement
eine scheibenförmige
Gestalt aufweist.
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Gemäß einem
fünften
Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Kupplungsvorrichtung
des vierten Aspekts weiter ein Merkmal derart auf, dass der Relativrotations-Unterdrückungsmechanismus weiter
ein Reibelement aufweist, welches zwischen dem Schwungrad und dem
Verriegelungselement angeordnet ist.
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Bei
dieser Kupplungsvorrichtung drückt
der Relativrotations-Unterdrückungsmechanismus
das Schwungrad in Axialrichtung gegen das Element an der Kurbelwellenseite
von der Getriebeseite aus, wenn die Freigabevorrichtung die Last
ausübt,
welche in Axialrichtung in Richtung des Motors auf die Kupplungsdeckelanordnung
gerichtet ist. Bei diesem Aufbau wird das Reibelement zwischen dem Schwungrad
und dem anderen Element an der Kurbelwelle gehalten, um diese reibschlüssig miteinander
in Rotationsrichtung zu verbinden. Dieses Reibelement fungiert als
ein Element zum Dämpfen
eines Schlages, welcher verursacht wird, wenn das Schwungrad mit
dem Element an der Kurbelwellenseite verbunden ist, und trägt ebenfalls
dazu bei, die Relativrotation im Kupplungsbetrieb früh zu stoppen. Das
Reibelement kann entweder am Schwungrad oder am Verriegelungselement
befestigt werden.
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Gemäß einem
sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Kupplungsvorrichtung gemäß einem
der vorhergehenden Aspekte weiter ein Merkmal derart auf, dass das
Schwungrad aus einem Schwungradkörper,
welcher mit der Reibfläche versehen
ist, und einem Kontaktelement gebildet ist, welches an der Motorseite
des Schwungradkörpers angeordnet
ist. Die Kupplungsvorrichtung weist weiter einen Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus
auf. Der Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus
wird am Schwungradkörper
durch das Kontaktelement gehalten und erzeugt einen vorbestimmten
Reibwiderstand, wenn eine Relativrotation zwischen der Kurbelwelle und
dem Schwungrad auftritt.
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Da
das Kontaktelement eine Funktion des Haltens des Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus
an der Schwungradkörperseite
aufweist, kann die Teileanzahl bei dieser Kupplungsvorrichtung klein sein
und der Aufbau kann einfacher als im Vergleich mit dem im Stand
der Technik sein.
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Gemäß einem
siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Kupplungsvorrichtung
des sechsten Aspekts weiter ein Merkmal derart auf, dass das Kontaktelement
einen Befestigungsbereich, mit welchem es am Schwungradkörper befestigt
ist, und einen Kontaktbereich aufweist, welcher sich in Kontakt
mit dem Element an der Kurbelwellenseite befindet. Der Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus ist
zwischen dem Kontaktbereich und dem Schwungradkörper angeordnet.
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Da
bei dieser Kupplungsvorrichtung der Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus
zwischen dem Kontaktbereich des Kontaktelements des Schwungrads
und dem Schwungradkörper
angeordnet ist, kann der notwendige Raum für diesen Aufbau verringert
werden.
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Gemäß einem
achten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Kupplungsvorrichtung
gemäß dem sechsten
oder siebten Aspekt weiter ein Merkmal derart auf, dass das Kontaktelement
weiter einen Abstützbereich
aufweist, welcher das elastischen Element in Rotationsrichtung abstützt.
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Da
bei dieser Kupplungsvorrichtung das Kontaktelement einen Abstützbereich
aufweist, kann die Teileanzahl klein sein und der Aufbau kann im Vergleich
mit dem Stand der Technik vereinfacht werden.
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Gemäß einem
neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Schwungradanordnung, welche
mit einer Kurbelwelle eines Motors verbunden ist und sich lösbar mit
einem Reibverbindungsbereich einer Kupplungsscheibenanordnung im
Eingriff befindet, ein Schwungrad, ein elastisches Element und einen
Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus. Das Schwungrad weist eine
erste Reibfläche
für eine
Kupplung auf, welche an einer Seite entfernt von einer Motorseite
angeordnet ist, und eine zweite Reibfläche, welche an der Motorseite
angeordnet ist. Das elastische Element verbindet das Schwungrad
mit der Kurbelwelle in Rotationsrichtung elastisch und wird in Rotationsrichtung
zusammengedrückt,
wenn eine Relativrotation zwischen dem Schwungrad und der Kurbelwelle
auftritt. Der Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus erzeugt einen Reibwiderstand,
wenn eine Relativrotation zwischen dem Schwungrad und der Kurbelwelle
auftritt. Der Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus weist ein Reibelement
auf, welches sich in Kontakt mit der zweiten Reibfläche des
Schwungrads befindet.
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Bei
dieser Schwungradanordnung wird ein Drehmoment von der Kurbelwelle
auf das Schwungrad über
das elastische Element übertragen.
Wenn Drehmomentänderungen
vom Motor her übertragen werden,
dreht sich das Schwungrad relativ zur Kurbelwelle, um das elastische
Element in Rotationsrichtung zusammenzudrücken. Dadurch werden die Torsionsschwingungen
in der Schwungradanordnung absorbiert und gedämpft. Da der Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus
einen Reibwiderstand erzeugt, werden die Torsionsschwingungen schnell
gedämpft.
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Da
sich beim Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus das Reibelement
mit der zweiten Reibfläche
des Schwungrads in Kontakt befindet, fungiert die zweite Reibfläche des
Schwungrads als ein Teil des Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus. Dies
verringert die Anzahl von Teilen, welche den Reibwiderstands- Erzeugungsmechanismus
bilden, und vereinfacht dessen Aufbau. Alternativ kann das Reibelement
an einem anderen Element oder dem Schwungrad befestigt werden, oder
kann drehbar bezüglich
diesen beiden angeordnet werden.
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Gemäß einem
zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Schwungradanordnung
gemäß dem neunten
Aspekt weiter ein Merkmal derart auf, dass der Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus
angeordnet ist, um parallel mit dem elastischen Element in Rotationsrichtung
zwischen dem Schwungrad und der Kurbelwelle betrieben zu werden.
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Bei
dieser Schwungradanordnung wird der Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus
parallel mit dem elastischen Element betrieben, um die Torsionsschwingungen
zu absorbieren und zu dämpfen.
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Gemäß einem
elften Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Schwungradanordnung
des neunten oder zehnten Aspekts weiter ein Merkmal derart auf,
dass die erste und die zweite Reibfläche ringförmige Formen aufweisen und
die zweite Reibfläche
einen effektiven Radius aufweist, welcher größer als der der ersten Reibfläche ist.
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Diese
Schwungradanordnung kann ein hohes Hysteresisdrehmoment erzeugen,
da die zweite Reibfläche
einen größeren effektiven
Radius als die der ersten Reibfläche
aufweist.
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Gemäß einem
zwölften
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus
zur Dämpfung
von Torsionsschwingungen durch Erzeugung eines Reibwiderstands,
wenn eine Relativrotation zwischen einem ersten und einem zweiten
Rotationselement auftritt, ein erstes Element, welches an einem
ersten Rotationselement befestigt ist, und ein zwei tes Element, welches
sich reibschlüssig
und relativ drehbar mit dem zweiten Rotationselement im Eingriff
befindet. Das erste und das zweite Element bilden einen Rotationsrichtungs-Eingriffsbereich
für einen
Eingriff in einer Rotationsrichtung. Der Rotationsrichtungs-Eingriffsbereich
stellt einem Raum in Rotationsrichtung sicher, um eine Relativrotation über einen
vorbestimmten Winkelbereich zu ermöglichen und ist in Axialrichtung
entfernbar und befestigbar.
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Wenn
sich bei dem Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus das erste und
das zweite Rotationselement relativ zueinander drehen, dreht sich
das zweite Element gemeinsam mit dem ersten Element über den
dazwischen liegenden Rotationsrichtungs-Eingriffsbereich, und gleitet bezüglich des zweiten
Rotationselements, um ein relativ großes Hysteresiselement zu erzeugen.
Dadurch können Torsionsschwingungen
eines großen
Torsionswinkels schnell gedämpft
werden. Wenn sehr kleine Torsionsschwingungen eines kleinen Torsionswinkels übertragen
werden, dreht sich das erste Element relativ zum zweiten Element über einen
vorbestimmten Winkelbereich infolge des Raumes in Rotationsrichtung
des Rotationsrichtungs-Eingriffsbereichs. Somit dreht sich das zweite
Element nicht relativ zum zweiten Rotationselement und somit wird
kein hohes Hysteresisdrehmoment erzeugt. Da das hohe Hysteresisdrehmoment
wie oben beschrieben nicht erzeugt wird, werden sehr kleine Torsionsschwingungen
effektiv absorbiert.
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Da
bei diesem Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus der Rotationsrichtungs-Eingriffsbereich
in Axialrichtung entfernbar und anbringbar ist, kann der Rotationsrichtungs-Eingriffsbereich einfach
zusammengebaut werden.
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Gemäß einem
dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus
des zwölften Aspekts
weiter ein Merkmal derart auf, dass der Rotationsrichtungs-Eingriffsbereich
aus einer ersten Klaue des ersten Elements und einer zweiten Klaue
des zweiten Elements gebildet ist.
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Gemäß einem
vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus
des dreizehnten Aspekts weiter ein Merkmal derart auf, dass jedes
der ersten und zweiten Elemente aus einem plattenförmigen Element
gebildet ist und jede der ersten und zweiten Klauen in Axialrichtung
von einem Hauptkörper
des Plattenelements verläuft.
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Gemäß einem
fünfzehnten
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Schwungradanordnung
zur Übertragung
von Drehmoment von einer Kurbelwelle eines Motors ein Schwungrad
und ein elastisches Element. Das Schwungrad ist bezüglich der
Kurbelwelle drehbar. Das elastische Element ist an der Motorseite
des Schwungrads angeordnet, um die Kurbelwelle mit dem Schwungrad
in einer Rotationsrichtung elastisch zu verbinden. Das Schwungrad weist
eine kontinuierliche, durchgehende Form auf, um Räume an den
axial gegenüberliegenden
Seiten voneinander zu isolieren.
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Bei
dieser Schwungradanordnung wird Drehmoment von der Kurbelwelle auf
da Schwungrad über
das elastische Element übertragen.
Wenn Drehmomentänderungen
vom Motor her übertragen werden,
dreht sich das Schwungrad relativ zur Kurbelwelle, so dass das elastische
Element in Rotationsrichtung zusammengedrückt wird. Dadurch werden Torsionsschwingungen
in der Schwungradanordnung absorbiert und gedämpft.
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Bei
dieser Schwungradanordnung weist das Schwungrad eine kontinuierliche,
durchgehende Form auf, um die Räume
an axial gegenüberliegenden
Seiten von einander zu isolieren. Dies ver hindert die Übertragung
von Geräuschen,
welche an der Motorseite des Schwungrads erzeugt werden, auf die andere
Seite. Dieser Aufbau mit der "kontinuierlichen Form,
um die Räume
an den axial gegenüberliegenden
Seiten von einander zu isolieren",
stellt insbesondere einen derartigen Aufbau dar, welcher keine in
Axialrichtung hindurchgehende Öffnung über einen
Bereich von zumindest einer vorbestimmten Fläche aufweist und dadurch im
Wesentlichen eine axiale Übertragung
von Geräuschen
in diesen Bereich erschwert.
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Gemäß einem
sechzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Schwungradanordnung
des fünfzehnten
Aspekts weiter ein Merkmal derart auf, dass das Schwungrad einen
ringförmigen Schwungradkörper und
ein Plattenelement aufweist, welches am Schwungradkörper befestigt
ist und bezüglich
des Schwungrads radial nach innen verläuft. Das Plattenelement weist
ein kontinuierliche Form auf, um Räume an den axial gegenüberliegenden Seiten
von einander zu isolieren.
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Da
bei dieser Schwungradanordnung das Plattenelement eine kontinuierliche
Form aufweist, um die Räume
an den axial gegenüberliegenden
Seiten von einander zu isolieren, kann sie die Übertragung von Geräuschen,
welche an der Motorseite des Schwungrads erzeugt werden, auf die
gegenüberliegende
Seite verhindern.
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Gemäß einem
siebzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Schwungradanordnung
des sechzehnten Aspekts weiter ein Merkmal derart auf, dass das
Plattenelement einen Aufnahmebereich für das elastische Element aufweist,
welcher an einer in Richtung des Motors geöffneten Konkavität gebildet
ist. Der Aufnahmebereich des elastischen Elements weist vorzugsweise
eine kontinuierliche Form auf.
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Bei
dieser Schwungradanordnung ist das elastische Element am Plattenelement
durch den Aufnahmebereich für
das elastische Element abgestützt.
Ebenfalls weist der Aufnahmebereich für das elastische Element des
Plattenelements eine kontinuierliche Form auf. Dieser Aufbau verhindert
die Übertragung
von Geräuschen,
welche an der Motorseite des Schwungrads erzeugt werden, auf die
gegenüberliegende
Seite.
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Gemäß einem
achtzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Schwungradanordnung
des sechzehnten oder siebzehnten Aspekts weiter ein Merkmal derart
auf, dass die Schwungradanordnung weiter ein Abstützelement
umfasst, welches an der Kurbelwelle befestigt ist. Das Plattenelement
ist mit einem Sammel- bzw. Empfangsbereich versehen, welcher aus
einer in Richtung des Motors geöffneten
Konkavität
gebildet ist und ein Ende des Abstützelements aufnimmt. Der Empfangsbereich
weist eine kontinuierliche Form auf.
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Bei
dieser Schwungradanordnung ist das Schwungrad an der Kurbelwelle
durch das Abstützelement
abgestützt.
Ebenfalls weist der Empfangsbereich eine kontinuierliche Form auf.
Dieser Aufbau verhindert die Übertragung
von Geräuschen,
welche an der Motorseite des Schwungrads erzeugt werden, auf die
gegenüberliegende
Seite.
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Gemäß einem
neunzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Schwungradanordnung
des sechzehnten, siebzehnten oder achtzehnten Aspekts weiter ein
Merkmal derart auf, dass die Schwungradanordnung ferner ein scheibenförmiges Element
umfasst, welches an der Kurbelwelle befestigt ist. Das Plattenelement
weist einen radial äußeren Reibverbindungsbereich
zur Reibverbindung mit dem scheibenförmigen Element auf und einen
kontinuierlichen Bereich auf, welcher kontinuierlich vom Reibverbindungsbereich
zu einem inneren Umfang des Plattenele ments verläuft.
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Wenn
bei dieser Schwungradanordnung der Reibverbindungsbereich des Plattenelements
des Schwungrads mit dem scheibenförmigen Element verbunden wird,
hält das
Schwungrad seine Relativrotation zur Kurbelwelle an und das elastische
Element wird nicht länger
zusammengedrückt.
Da das Plattenelement einen kontinuierlichen Bereich aufweist, wird
dadurch die Übertragung
von Geräuschen,
welche an der Motorseite des Schwungrads erzeugt werden, zur gegenüberliegenden
Seite verhindert.
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Diese
und weitere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden dem Fachmann aus der nachfolgenden detaillierten
Beschreibung offensichtlich, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschreiben.
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In
der Zeichnung ist:
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1 eine
schematische Querschnittsansicht einer Kupplungsvorrichtung gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
andere schematische Querschnittsansicht der Kupplungsvorrichtung
von 1;
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3 eine
Seitenansicht der Kupplungsvorrichtung von 1;
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4 eine
vergrößerte Teilquerschnittsansicht,
welche insbesondere einen Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus der Kupplungsvorrichtung
von 1 darstellt;
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5 eine
vergrößerte Teil-Seitenansicht, welche
insbesondere den Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus der Kupplungsvorrichtung
von 1 darstellt;
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6 eine
Seitenansicht eines ersten Schwungrads der Kupplungsvorrichtung
von 1;
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7 eine
Seitenansicht einer Abstützplatte für das erste
Schwungrad;
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8 eine
Querschnittsansicht der Abstützplatte
entlang der Linie XIII-XIII von 7;
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9 eine
Seitenansicht eines scheibenförmigen
Elements der Kupplungsvorrichtung von 1;
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10 eine
Schnittansicht des scheibenförmigen
Elements entlang der Linie X-X in 9;
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11 eine
Teildraufsicht des scheibenförmigen
Elements, gesehen in Richtung entlang des Pfeils XI in den 9 und 10;
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12 eine
Teilseitenansicht einer zweiten Reibplatte der Kupplungsvorrichtung
von 1;
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13 eine
Querschnittsansicht der zweiten Reibplatte entlang der Linie XIII-XIII
in 12;
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14 eine
Ansicht eines mechanischen Kreisdiagramms des Dämpfermechanismus der Kupplungsvorrichtung
von 1; und
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15 eine
Darstellung einer Kurve, welche die Torsion scharakteristiken des
Dämpfermechanismus
zeigt.
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Nachfolgend
werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben. Es ist dem Fachmann aus dieser Offenbarung offensichtlich,
dass die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden
Erfindung nur zu illustrativen Zwecken gemacht wird und nicht zum Zwecke
der Beschränkung
der Erfindung wie in den beigefügten
Ansprüchen
sowie ihrer Äquivalente
definiert.
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(1) Aufbau
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Bezugnehmend
auf die 1 und 2 umfasst
eine Kupplungsvorrichtung 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen eine erste Schwungradanordnung 4,
eine zweite Schwungradanordnung 5, eine Kupplungsdeckelanordnung 8,
eine Kupplungsscheibenanordnung 9 und eine Freigabevorrichtung 10.
Die ersten und zweiten Schwungradanordnungen 4 und 5 sind
mit einander kombiniert, um einen Schwungraddämpfer 11 mit einem
Dämpfermechanismus 6 zu
bilden.
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Ein
Motor (nicht gezeigt) ist an der linken Seite der 1 und 2 angeordnet,
und ein Getriebe (nicht gezeigt) ist an der rechten Seite angeordnet. Die
Kupplungsvorrichtung 1 ist eine Vorrichtung, welche ein
Drehmoment zwischen einer Kurbelwelle an der Motorseite und einer
Eingangswelle 3 an der Getriebeseite unterbrechbar überträgt.
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Die
erste Schwungradanordnung 4 ist an einem Ende der Kurbelwelle 2 befestigt.
Die erste Schwungradanordnung 4 ist ein Element, welches ein
großes
Trägheitsmoment
an der Kurbelwellenseite sicherstellt. Die erste Schwungradanordnung 4 ist im
Wesentlichen aus einem scheibenförmigen
Element 13, einem ringförmigen
Element 14 und einer Abstützplatte 39 gebildet,
welche später
beschrieben wird. Das scheibenförmige
Element 13 weist ein radial inneres Ende auf, welches zu
einem Ende der Kurbelwelle 2 mittels einer Vielzahl von
Bolzen 15 befestigt ist. Das scheibenförmige Element 13 weist
eine Bolzeneinführöffnung 13a in
Positionen jeweils entsprechend den Bolzen 15 auf. Jeder
Bolzen 15 ist vorzugsweise von der Getriebeseite axial
an der Kurbelwelle 2 befestigt. Das ringförmige Element 14 ist vorzugsweise
axial zum radial äußeren Ende
des scheibenförmigen
Elements 13 befestigt und weist eine relativ dicke, blockförmige Gestalt
auf. Das ringförmige
Element 14 verläuft
vorzugsweise in Richtung der Getriebeseite relativ zum scheibenförmigen Element 13.
Bereiche des ringförmigen
Elements 14 berühren
jedoch vorzugsweise das radial äußere Ende
des scheibenförmigen
Elements 13 an einem radial äußersten Bereich und einem radial äußeren motorseitigen
Bereich. Das radial äußere Ende
des scheibenförmigen
Elements 13 ist vorzugsweise an das ringförmige Element 14 geschweißt. Weiterhin
ist ein Ringzahnrad 17 für einen Motoranlasser an einer äußeren Umfangsfläche des
ringförmigen
Elements 14 befestigt. Die erste Schwungradanordnung 4 kann auch
als ein integrales bzw. einstückiges
Element gebildet sein.
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Nachfolgend
wird ein Aufbau des radial äußeren Bereichs
des scheibenförmigen
Elements 13 im Detail beschrieben. Wie in 4 gezeigt,
weist ein radial äußerer Bereich
des scheibenförmigen
Elements 13 eine flache Form auf und ein Reibelement 19 ist
an dessen radialer Fläche
an der Getriebeseite befestigt. Wie in 6 gezeigt,
ist das Reibelement 19 aus einer Vielzahl von bogenförmigen Elementen gebildet
und weist insgesamt eine ringförmige
Form auf. Nochmals bezugnehmend auf die 1 und 2 fungiert
in einem Relativrotations-Unterdrückungsmechanismus 24 das
Reibelement 19 als ein Element zur Dämpfung eines Stoßes, welcher
verursacht wird, wenn die ersten und zweiten Schwungradanordnungen 4 und 5 mit
einander verbunden werden. Das Reibelement 19 dient ebenfalls
zum frühen
Stoppen der Relativrotation im Kupplungs- bzw. Verbindungsbetrieb.
Alternativ kann das Reibelement 19 auch an einer scheibenförmigen Platte 22 befestigt
werden.
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt, weist das scheibenförmige Element 13 an
dessen äußerem Umfang
einen zylindrischen Bereich 20 auf, welcher axial in Richtung
des Getriebes verläuft.
Der zylindrische Bereich 20 ist an der inneren Umfangsfläche des
ringförmigen
Elements 14 abgestützt
und weist ein Ende mit einer Vielzahl von Ausnehmungen 20a auf.
Wie in 11 gezeigt, weist jede Ausnehmung 20a eine
vorbestimmte Winkellänge
in Rotationsrichtung auf und fungiert als ein Teil eines Rotationsrichtungs-Eingriffsbereichs 62,
was später
beschrieben wird. Jede Ausnehmung 20a ist in Rotationsrichtung
zwischen den gegenüberliegenden
Bereichen definiert, was als axiale Klauen 20b des zylindrischen
Bereichs 20 betrachtet werden kann.
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt, ist die zweite Schwungradanordnung 5 im
Wesentlichen aus einem Schwungrad 21 mit einer Reibfläche und einer
scheibenförmigen
Platte 22 gebildet. Das Schwungrad 21 mit der
Reibfläche
weist eine ringförmige
und scheibenförmige
Gestalt auf und ist in Axialrichtung an der Getriebeseite bezüglich des äußeren Umfangsbereichs
der ersten Schwungradanordnung 4 angeordnet. Das Schwungrad 21 mit
der Reibfläche
ist an seiner Getriebeseite mit einer ersten Reibfläche 21a versehen.
Die erste Reibfläche 21a ist
eine ringförmige
und flache Fläche
und kann mit der Kupplungsscheibenanordnung 9, welche später beschrieben
wird, verbunden werden. Das Schwungrad 21 mit der Reibfläche weist
ferner an seiner Motorseite eine zweite Reibfläche 21b auf. Die zweite
Reibfläche 21b ist
eine ringförmige
und flache Fläche
und fungiert als eine Reibgleitfläche eines Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus 7,
welcher später
beschrieben wird. Im Vergleich mit der ersten Reibfläche 21a weist
die zweite Reibfläche 21b vorzugsweise
einen leicht kleineren Außendurchmesser
und einen signifikant größeren Innendurchmesser
auf. Demgemäß weist
die zweite Reibfläche 21b einen
größeren effektiven
Radius als die erste Reibfläche 21a auf.
Die zweite Reibfläche 21b liegt
in Axialrichtung gegenüber
dem Reibelement 19.
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Nachfolgend
wird die scheibenförmige
Platte 22 beschrieben. Die scheibenförmige Platte 22 ist axial
zwischen der ersten Schwungradanordnung 4 und dem Schwungrad 21 mit
der Reibfläche
angeordnet. Die scheibenförmige
Platte 22 weist einen radialen äußeren Bereich auf, welcher
an einem radialen äußeren Bereich
des Schwungrads 21 mit der Reibfläche mittels einer Vielzahl
von Nieten 23 befestigt ist, und fungiert als ein Element,
welches sich gemeinsam mit dem Schwungrad 21 mit der Reibfläche dreht.
Genauer ist das scheibenförmige
Element 22 aus einem radial äußeren Befestigungsbereich 25, einem
zylindrischen Bereich 26, einem Kontaktbereich 27,
einem Verbindungsbereich 28, einem Federabstützbereich 29,
einem radialen Innenbereich 30 und einem radialen inneren
zylindrischen Bereich 31 gebildet, welche radial in dieser
Reihenfolge angeordnet sind. Der radiale äußere Befestigungsbereich 25 ist
flach und befindet sich in Axialkontakt mit der Motorseite des radial äußeren Bereichs
des die Reibfläche
aufweisenden Schwungrades 21. Der radial äußere Befestigungsbereich 25 ist
mit dem Schwungrad 21 mittels der Nieten 23 befestigt,
wie schon beschrieben wurde. Der zylindrische Bereich 26 verläuft axial
in Richtung des Motors vom inneren Umfang des radial äußeren Befestigungsbereichs 25 und
ist an der radialen Innenseite des zylindrischen Bereichs 20 des
scheibenförmigen
Elements 13 angeordnet. Der zylindrische Bereich 26 weist
eine Vielzahl von Ausnehmungen 26a auf. Wie in 5 gezeigt,
ist jede Ausnehmung 26a entsprechend der Ausnehmung 20a im
zylindrischen Bereich 20 gebildet, ist jedoch hinsichtlich
des Winkels in Rotationsrichtung länger als die Ausnehmung 20a.
Deshalb sind in Rotationsrichtung die gegenüberliegenden Enden jeder Ausnehmung 26a außerhalb
der gegenüberliegenden
Enden der entsprechenden Ausnehmung 20a angeordnet. Bezugnehmend
auf die 1 und 5 weist
der Kontaktbereich 27 eine ringförmige und flache Form auf und
entspricht dem Reibelement 19. Der Kontaktbereich 27 ist
axial gegenüber der
zweiten Reibfläche 21b des
die Reibfläche
aufweisenden Schwungrads 21 mit einem Zwischenraum dazwischen
angeordnet und verschiedene Elemente des Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus 7,
welcher später
beschrieben wird, sind in diesem Raum angeordnet. Der Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus 7 ist
zwischen dem Kontaktbereich 27 der scheibenförmigen Platte 22 der
zweiten Schwungradanordnung 5 und dem die Reibfläche aufweisenden
Schwungrad 21 angeordnet, so dass der Raum, welcher durch
den Aufbau benötigt
wird, klein sein kann. Der Verbindungsbereich 28 ist ein flacher
Bereich, welcher axial an der Getriebeseite bezüglich des Kontaktbereichs 27 angeordnet
ist, und eine Federabstützplatte 35 ist
daran befestigt, was später
beschrieben wird. Der Federabstützbereich 29 ist
ein Bereich zur Aufnahme und zum Abstützen von Schraubenfedern 32 des
Dämpfermechanismus 6.
Da die scheibenförmige
Platte 22 mit dem Kontaktbereich 27 ebenfalls
den Federabstützbereich 29 aufweist,
ermöglicht
dieser Aufbau eine Verringerung der Teilezahl und vereinfacht den
Aufbau im Vergleich mit dem Stand der Technik. Der radial innere
zylindrische Bereich 31 ist radial an einem radial inneren
zylindrischen Bereich 13b des scheibenförmigen Elements 13 abgestützt und
ist dazu drehbar angeordnet.
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Nachfolgend
wird der Dämpfermechanismus 6 zuerst
unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben.
Der Dämpfermechanismus 6 ist
ein Mechanismus, welcher die Kurbelwelle 2 mit dem die Reibfläche aufweisenden
Schwungrad 21 in Rotationsrichtung elastisch verbindet.
Der Dämpfermechanismus 6 ist
aus einem elastischen Verbindungsmechanismus, umfassend eine Vielzahl
von Schraubenfedern 32 und dem Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus 7 gebildet.
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Jede
Schraubenfeder 32 ist vorzugsweise aus einer Kombination
von großen
und kleinen Federn gebildet. Jede Schraubenfeder 32 ist
jeweils in den Federabstützbereichen 29 aufgenommen
und ihre radial gegenüberliegenden
Seiten relativ zur Rotationsrichtung der Kupplungsvorrichtung 1 sind durch
den Federabstützbereich 29 abgestützt. Der Federabstützbereich 29 stützt ebenfalls
die Getriebeseite der Schraubenfeder 32 ab und stützt ferner
die gegenüberliegenden
Seiten in Rotationsrichtung ab. Die Federabstützplatte 35 ist am
Verbindungsbereich 28 der scheibenförmigen Platte 22 mittels
Nieten 34 befestigt. Die Federabstützplatte 35 ist entsprechend dem
Federabstützbereich 29 angeordnet
und stützt die
Motorseite des radial äußeren Bereichs
jeder Schraubenfeder 32 in axialer Richtung ab.
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Nachfolgend
wird der Aufbau des elastischen Verbindungsmechanismus weiter im
Detail beschrieben. Wie in den 2 und 3 gezeigt,
ist ein Federrotationsrichtungs-Abstützmechanismus 37 in
Umfangsrichtung (d.h. in Rotationsrichtung) zwischen benachbarten
Schraubenfedern 32 angeordnet und ist in Rotationsrichtung
bewegbar, während er
in Axialrichtung zwischen der scheibenförmigen Platte 22 und
der Federabstützplatte 35 gehalten wird.
Jeder Federrotationsrichtungs-Abstützmechanismus 37 weist
im Wesentlichen eine Blockform auf und weist ferner eine axiale
Durchgangsöffnung 37a auf.
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Die
Abstützplatte 39 ist
an der Fläche
des radial inneren Bereichs des scheibenförmigen Elements 13 an
der Getriebeseite befestigt. Die Abstützplatte 39 ist aus
einem scheibenförmigen
Bereich 39a und einer Vielzahl von radialen Vorsprüngen 39b gebildet,
welche vom äußeren Umfang
des scheibenförmigen
Bereichs 39a radial nach außen verlaufen. Jeder Vorsprung 39b ist
an diametral gegenüberliegenden
zwei Positionen mit kreisförmigen Öffnungen 39d versehen,
wobei jede durch eine Fläche
definiert ist, welche sich in Axialrichtung verjüngt. Ein Bolzen 40 ist
in jede kreisförmige Öffnung 39d eingeführt. Der
Bolzen 40 befindet sich mit einer Gewindeöffnung 33 im
scheibenförmigen
Element 13 im Eingriff, um die Abstützplatte 39 am scheibenförmigen Element 13 zu
befestigen. Wie in 1 gezeigt, ist der scheibenförmige Bereich 39a mit
einer Vielzahl von kreisförmigen Öffnungen 39c entsprechend
den Bolzendurchgangsöffnungen 13a des
scheibenförmigen Elements 13 ausgebildet,
in welche jeweils die Schäfte
der Bolzen 15 eingeführt
sind. Nochmals bezugnehmend auf 2 ist der
Vorsprung 39b aus einer radialen Verlängerung 39e gebildet,
welche im Wesentlichen entlang des scheibenförmigen Elements 13 verläuft und
eine axiale Verlängerung 39f verläuft vom
Ende der Verlängerung 39e axial
in Richtung des Getriebes. Die axiale Verlängerung 39f des Vorsprungs 39b ist
in die Öffnung 39a in
jedem Federrotationsrichtungs-Abstützungsmechanismus 37 von der
Motorseite her eingeführt
und kann mit ihr in Eingriff treten. Wie oben beschrieben fungieren
der Federrotationsrichtungs-Abstützmechanismus 37 und die
Abstützplatte 39 als
Elemente an der Drehmomenteingangsseite im elastischen Verbindungsmechanismus.
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Nun
bezugnehmend auf die 1 und 2 wird der
Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus 7 in einem in Rotationsrichtung
liegenden Raum zwischen der Kurbelwelle 2 und dem die Reibfläche aufweisenden
Schwungrad 21 betrieben. Weiter wird der Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus 7 parallel
mit der Schraubenfeder 32 betrieben, um ein vorbestimmtes
Hysteresis drehmoment zu erzeugen, wenn eine Relativrotation zwischen
der Kurbelwelle 2 und dem die Reibfläche aufweisenden Schwungrad 21 auftritt.
Wie in 4 gezeigt ist der Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus 7 aus
einer Vielzahl von Scheibenelementen gebildet, welche zwischen der
zweiten Reibfläche 21b des
die Reibfläche aufweisenden
Schwungrads 21 und dem Kontaktbereich 27 der scheibenförmigen Platte 22 angeordnet sind,
und befinden sich mit einander in Kontakt. Der Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus 7 umfasst
eine erste Reibscheibe 41, eine erste Reibplatte 42,
eine konische Feder 43, eine zweite Reibplatte 44 und
eine zweite Reibscheibe 45, welche axial in dieser Reihenfolge
von der Position nahe des Kontaktbereichs 27 in Richtung
des die Reibfläche
aufweisenden Schwungrads 21 angeordnet sind. Die ersten und
zweiten Reibscheiben (Unterlegscheiben) 43 und 45 sind
vorzugsweise aus einem Material mit einem hohen Reibkoeffizienten
hergestellt und die anderen Elemente sind vorzugsweise aus Stahl
hergestellt. Wie oben beschrieben weist die scheibenförmige Platte 22 eine
Funktion des Haltens des Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus 7 an
der Seite des die Reibfläche
aufweisenden Schwungrads 21 auf. Diese Anordnung verringert
die Anzahl von Teilen und vereinfacht den Aufbau.
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Die
erste Reibscheibe 41 ist zwischen dem Kontaktbereich 27 und
der ersten Reibplatte 42 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel
ist die erste Reibscheibe 41 an der ersten Reibplatte 42 befestigt. Alternativ
kann sie auch am Kontaktbereich 27 befestigt sein oder
sie ist an keinem von beiden befestigt. Die erste Reibplatte 42 ist
zwischen der ersten Reibscheibe 41 und der konischen Feder 43 angeordnet. Die
erste Reibplatte 42 ist an ihrem äußeren Umfang mit einer Vielzahl
von Vorsprüngen 42a versehen, welche
in Axialrichtung in Richtung des Getriebes verlaufen. Eine radiale
Innenfläche
des Endes jedes Vorsprungs 42a befindet sich vorzugsweise
mit der äußeren Umfangsfläche des
die Reibfläche
aufweisenden Schwungrades 21 in Kontakt und ist in Radialrichtung
dadurch abgestützt.
Die konische Feder 43 weist eine konische Form auf, wenn
sie nicht zusammengedrückt
ist. In 4 ist die konische Feder 43 zwischen
den ersten und zweiten Reibplatten 42 und 44 in
eine flache Form zusammengedrückt,
so dass sie eine elastische Kraft auf beide Elemente an den gegenüberliegenden
Seiten ausübt.
Die zweite Reibplatte 44 ist zwischen der konischen Feder 43 und
der zweiten Reibscheibe 45 angeordnet. Die zweite Reibplatte 44 ist
an ihrem Innenumfang mit einem inneren Zylinderbereich 44a versehen,
welcher in Axialrichtung in Richtung des Motors verläuft. Die innere
Umfangsfläche
des radial inneren zylindrischen Bereichs 44a ist radial
durch die scheibenförmige
Platte 22 abgestützt.
Die äußere Umfangsfläche des
inneren Zylinderbereichs 44 befindet sich mit der inneren
Umfangsfläche
der ersten Reibplatte 42 und der konischen Feder 43 in
Kontakt, um diese in Radialrichtung abzustützen. Die zweite Reibplatte 44 ist
an ihrem Außenumfang
mit Ausnehmungen 44e versehen, durch welche die vorhergehend
beschriebenen Vorsprünge 42a jeweils
für einen
Eingriff verlaufen. Infolge dieses Eingriffs ist die erste Reibplatte 42 in
Axialrichtung bewegbar, aber in Rotationsrichtung unbewegbar bezüglich der
zweiten Reibplatte 44. Die zweite Reibscheibe 45 ist
zwischen der zweiten Reibplatte 44 und der zweiten Reibfläche 21b des die
Reibfläche
aufweisenden Schwungrades 21 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel
ist die zweite Reibscheibe 45 an der zweiten Reibplatte 44 befestigt.
Sie kann jedoch auch an dem die Reibfläche aufweisenden Schwungrad 21 befestigt
sein oder kann auch an keinem von beiden befestigt sein.
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Die
zweite Reibplatte 44 ist an ihrem Außenumfang mit einer Vielzahl
von Vorsprüngen 44b versehen.
Die Vorsprünge 44b sind
jeweils entsprechend den Ausnehmungen 26a gebildet und
jeder ist aus einem vorstehenden Bereich 44c, welcher radial nach außen verläuft, und
einer Klaue 44d gebildet, welche in Axialrichtung in Richtung
des Motors vom Ende des vorstehenden Bereichs 44c verläuft. Der vorstehende
Bereich 44c verläuft
radial durch die Ausnehmung 26a. Die Klaue 44d ist
radial außerhalb des
zylindrischen Bereichs 26 angeordnet und verläuft axial
in die Ausnehmung 20a im zylindrischen Bereich 20 des
scheibenförmigen
Elements 13 von der Getriebeseite her. Die Klaue 44d und
die Ausnehmung 20a bilden einen Rotationsrichtungs-Eingriffsbereich 62,
welcher zwischen dem scheibenförmigen Element 13 und
der zweiten Reibplatte 44 angeordnet ist.
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Wie
in 5 gezeigt, weist die Klaue 44d im Rotationsrichtungs-Eingriffsbereich 62 eine
Umfangsbreite (d.h. Breite in Rotationsrichtung) auf, welche kleiner
als die der Ausnehmung 20a ist, und deshalb kann sie sich
in einem vorbestimmten Winkel innerhalb der Ausnehmung 20a bewegen.
Das bedeutet, dass die zweite Reibplatte 44 über einen
vorbestimmten Winkelbereich bezüglich
des scheibenförmigen
Elements 13 bewegbar ist. Dieser vorbestimmte Winkel und
Winkelbereich entspricht den sehr kleinen Torsionsschwingungen,
welche durch die Änderungen
in der Motorverbrennung verursacht werden, und Magnituden aufweisen,
so dass derartige Schwingungen ohne Verursachung eines hohen Hysteresisdrehmoments
wirksam absorbiert werden können.
Genauer wird ein Umfangszwischenraum 46 eines Torsionswinkels θ1 an der
Vorderseite in Rotationsrichtung R1 bezüglich der Klaue 44d aufrecht
erhalten und ein Umfangsraum 47 eines Torsionswinkels θ2 wird an
der Vorderseite in Rotationsrichtung R2 des zylindrischen Bereichs 20 aufrecht
erhalten. Dementsprechend ist die Summe der Torsionswinkel θ1 und θ2 gleich
dem vorbestimmten Winkel, welches der Winkel ist, über den
sich die zweite Reibplatte 44 relativ zum scheibenförmigen Element 13 drehen
kann. Wie in 15 gezeigt, ist in diesem Ausführungsbeispiel
der Gesamttorsionswinkel vorzugsweise gleich 8° und ist vorzugsweise in einem Bereich,
welcher etwas den Dämpferbetriebswinkel überschreitet,
welcher durch die sehr kleinen Torsionsschwingungen infolge der Änderungen
in der Motorverbrennung erzeugt wird.
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Nochmals
bezugnehmend auf 5, von einem anderen Standpunkt,
können
die sehr kleinen Umfangsräume 46 und 47 betrachtet
werden als durch die Klaue 20b des scheibenförmigen Elements 13 und
die Klaue 44d der zweiten Reibplatte 44 gebildet.
Jede der Klauen 20b und 44d ist durch axiales Biegen
eines radial äußeren Bereichs
des scheibenförmigen
Elements 13 und der zweiten Reibplatte 44 gebildet.
Somit weist jede der Klauen 20b und 44d einen
einfachen Aufbau auf.
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Nun
bezugnehmend auf die 1 und 5 können die
sehr kleinen Umfangsräume 46 und 47, welche
durch die Ausnehmung 20a im scheibenförmigen Element 13 und
die Klauen 44d der zweiten Reibplatte 44 wie oben
beschrieben gebildet sind, durch bloßes Anordnen der ersten und
zweiten Schwungradanordnungen 4 und 5 nahe zueinander in
Rotationsrichtung und jeweiliges Einfügen der Klauen 44d in
die Ausnehmungen 20a bereitgestellt werden. Dies vereinfacht
den Montagevorgang.
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Da
die sehr kleinen Umfangsräume 46 und 47,
welche durch die Ausnehmungen 20a im scheibenförmigen Element 13 und
die Klauen 44d der zweiten Reibplatte 44 gebildet
sind, zwischen den radial äußeren Bereichen
der ersten und zweiten Schwungradanordnungen 4 und 5 gebildet
sind, kann der radial innere Bereich jedes der Schwungradanordnungen 4 und 5 mit
großer
Flexibilität
gestaltet werden.
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Bezugnehmend
auf die 1 und 2 ist die
Kupplungsdeckelanordnung ein Mechanismus zum elastischen Vorspannen
eines Reibbelags 54 der Kupplungsscheibenanordnung 9 in
Richtung der ersten Reibfläche 21a des
die Reibfläche
aufweisenden Schwung rads 21. Die Kupplungsdeckelanordnung 8 ist
im Wesentlichen aus einem Kupplungsdeckel 48, einer Druckplatte 49 und
einer Membranfeder 50 gebildet.
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Der
Kupplungsdeckel 48 ist ein scheibenförmiges Element, welches vorzugsweise
aus einem Blechmetall hergestellt ist, und weist einen radial äußeren Bereich
auf, welcher an das die Reibfläche aufweisende
Schwungrad 21 mittels Bolzen 51 befestigt ist.
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Die
Druckplatte 49 ist vorzugsweise aus Gusseisen hergestellt.
Die Druckplatte 49 ist radial innerhalb des Kupplungsdeckels 48 angeordnet
und ist axial an der Getriebeseite bezüglich des die Reibfläche aufweisenden
Schwungrads 21 angeordnet. Die Druckplatte 49 weist
eine Druckfläche 49a gegenüber der
Reibfläche 21a des
die Reibfläche
aufweisenden Schwungrads 21 auf. Die Druckplatte 49 ist
an ihrer Fläche
abgewandt von der Druckfläche 49a mit
einer Vielzahl von bogenförmigen
vorstehenden Bereichen 49b versehen, welche in Richtung
des Getriebes vorstehen. Die Druckplatte 49 ist nicht drehbar
mit dem Kupplungsdeckel 48 mittels einer Vielzahl von bogenförmigen Bandplatten 43,
welche eine axiale Bewegbarkeit ermöglichen, verbunden. Im Kupplungseingriffszustand üben die
Bandplatten 43 eine Last auf die Druckplatte 49 aus,
um diese von dem die Reibfläche
aufweisenden Schwungrad 21 fortzubewegen.
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Die
Membranfeder 50 ist vorzugsweise ein scheibenförmiges Element,
welches zwischen der Druckplatte 49 und dem Kupplungsdeckel 48 angeordnet
ist, und ist aus einem ringförmigen
elastischen Bereich 50a und einer Vielzahl von Hebelbereichen 50b gebildet,
welche radial vom elastischen Bereich 50a nach innen verlaufen.
Der elastische Bereich 50a befindet sich mit der Getriebeseite
des vorstehenden Bereichs 59b der Druckplatte 49 in
axialem Kontakt.
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Der
Kupplungsdeckel 48 weist an seinem inneren Umfang eine
Vielzahl von Streifen bzw. Lappen 48a auf, welche axial
in Richtung des Motors verlaufen, und anschließend radial nach außen gebogen sind.
Jeder Lappen 48 verläuft
in Richtung der Druckplatte 49 durch eine Öffnung in
der Tellerfeder 50. Zwei Drahtringe 52, welche
durch die Lappen 48a gestützt sind, stützen die
axial gegenüberliegenden Seiten
des radialen Innenbereichs des elastischen Bereichs 50a der
Membranfeder 50 ab. In diesem Zustand ist der elastische
Bereich 50a in Axialrichtung zusammengedrückt, um
eine axiale elastische Kraft auf die Druckplatte 49 und
den Kupplungsdeckel 48 auszuüben.
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Die
Kupplungsscheibenanordnung 9 weist einen Reibbelag 54 auf,
welcher zwischen der ersten Reibfläche 21a des die Reibfläche aufweisenden Schwungrads 21 und
der Druckfläche 49a der
Druckplatte 49 angeordnet ist. Der Reibbelag 54 ist
an einer Nabe 56 über
eine ringförmige,
scheibenförmige Platte 55 befestigt.
Die Nabe 56 weist eine Mittelöffnung für einen keilverzahnten Eingriff
mit der Getriebeeingangswelle 3 auf.
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Die
Freigabevorrichtung 10 ist ein Mechanismus zum Betätigen der
Membranfeder 50 der Kupplungsdeckelanordnung 8,
um den Kupplungsfreigabevorgang an der Kupplungsscheibenanordnung 9 auszuführen. Die
Freigabevorrichtung 10 ist im Wesentlichen aus einem Freigabelager 58 und
einer Hydraulikzylindervorrichtung (nicht gezeigt) gebildet. Das
Freigabelager 58 ist im Wesentlichen aus inneren und äußeren Laufringen
sowie einer Vielzahl von Rollelementen, welche dazwischen angeordnet
sind, gebildet. Das Freigabelager 58 kann Radial- und Drucklasten
aufnehmen. Ein zylindrisches Rückhalteelement 59 ist
am äußeren Laufring
des Freigabelagers 58 befestigt. Das Rückhalteelement 59 weist einen
zylindrischen Bereich auf, welcher sich mit der äußeren Umfangsfläche des äußeren Laufrings
in Kontakt befindet, einen ersten Flansch auf, welcher von einem
axialen Ende an der Motorseite des zylindrischen Bereichs radial
nach innen verläuft
und sich mit der Fläche
an der Motorseite des äußeren Laufrings
in Kontakt befindet, und einen zweiten Flansch auf, welcher von
einem Ende an der Getriebeseite des zylindrischen Bereichs radial
nach außen
verläuft.
Der zweite Flansch weist einen ringförmigen Abstützbereich auf, welcher sich
in Axialkontakt mit einem Bereich an der Getriebeseite des radial
inneren Endes jedes Hebelbereichs 50b der Membranfeder 50 befindet.
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Eine
Hydraulikzylindervorrichtung ist im Wesentlichen aus einem hydraulikkammerbildenden Element
und einem Kolben 60 gebildet. Das hydraulikkammerbildende
Element und der zylindrische Kolben 60 sind radial innerhalb
des Elements angeordnet, um eine Hydraulikkammer zwischen ihnen
zu definieren. Der Hydraulikkammer kann ein Hydraulikdruck von einem
Hydraulikkreis zugeführt
werden. Der Kolben 60 weist im Wesentlichen eine zylindrische
Form auf und weist einen Flansch auf, welcher sich in Axialkontakt
mit dem inneren Laufring des Freigabelagers 58 von der
Getriebeseite her befindet. Wenn der Hydraulikkreis Hydraulikfluid
in die Hydraulikkammer zuführt,
bewegt der Kolben 60 das Freigabelager 58 axial
in Richtung des Motors.
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Wie
schon beschrieben, stellt jede der ersten und zweiten Schwungradanordnungen 4 und 5 einen Zusammenbau
unabhängig
voneinander bereit und sind axial lösbar befestigt. Genauer, wie
in den 1 und 4 gezeigt, befinden sich die
ersten und zweiten Schwungradanordnungen 4 und 5 mit
einander in Eingriff, infolge des Eingriffs zwischen dem zylindrischen
Bereich 20 und der zweiten Reibplatte 44, des Eingriffs
zwischen dem scheibenförmigen
Element 13 und dem Kontaktbereich 27, des Eingriffs
zwischen der Federabstützplatte 35 und
dem Federrotationsrichtungs-Abstützmechanismus 37 und
des Eingriffs zwi schen dem radial inneren Zylinderbereich 13b und
dem radial inneren Zylinderbereich 31, welche jeweils an
Positionen in dieser Reihenfolge radial nach innen angeordnet sind.
Diese Anordnungen 4 und 5 sind über einen
vorbestimmten Bereich zueinander in Axialrichtung bewegbar. Genauer
ist die zweite Schwungradanordnung 5 in Axialrichtung bezüglich der
ersten Schwungradanordnung 4 zwischen einer Position, bei
der der Kontaktbereich 27 leicht vom Reibelement 19 beanstandet
ist, und einer Position bewegbar, bei der der Kontaktbereich 27 sich
in Kontakt mit dem Reibelement 19 befindet.
-
(2) Betrieb
-
(2-1) Drehmomentübertragung
-
Bezugnehmend
auf die 1 und 2 wird bei
der vorliegenden Kupplungsvorrichtung 1 ein Drehmoment
von der Kurbelwelle 2 des Motors auf den Schwungraddämpfer 11 übertragen
und von der ersten Schwungradanordnung 4 über den
Dämpfermechanismus 6 auf
die zweite Schwungradanordnung 5 übertragen. Im Dämpfermechanismus 6 wird das
Drehmoment über
die Abstützplatte 39,
den Federrotationsrichtungs-Abstützmechanismus 37,
die Schraubenfeder 32 und die scheibenförmige Platte 22 in
dieser Reihenfolge übertragen.
Weiter wird das Drehmoment vom Schwungraddämpfer 11 auf die Kupplungsscheibenanordnung 9 im
Kupplungseingriffszustand übertragen
und schließlich
an die Eingangswelle 3 abgegeben.
-
Wenn
die Kupplungsvorrichtung 1 Verbrennungsänderungen vom Motor empfängt, wird
der Dämpfermechanismus 6 betrieben,
um die Abstützplatte 39 und
den Federrotationsrichtungs-Abstützmechanismus 37 relativ
zur scheibenförmigen
Platte 22 zu drehen, so dass die Vielzahl von Schraubenfedern 32 dazwischen
zusammengedrückt
wird. Weiter erzeugt der Reibungswider stands-Erzeugungsmechanismus
ein vorbestimmtes Hysteresisdrehmoment. Durch diese vorstehend beschriebenen
Vorgänge
werden die Torsionsschwingungen absorbiert und gedämpft.
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Genauer
wird jede Schraubenfeder 32 zwischen dem Federrotationsrichtungs-Abstützmechanismus 37 und
einem in Umfangsrichtung liegenden Ende des Federabstützbereichs 29 der
scheibenförmigen
Platte 22 zusammengedrückt.
Im Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus 7 drehen
sich die ersten und zweiten Reibplatten 42 und 44 zusammen mit
dem scheibenförmigen
Element 13, und drehen sich relativ zur scheibenförmigen Platte 22 und
zum die Reibfläche
aufweisenden Schwungrad 21. Dementsprechend, wie in 4 gezeigt,
gleitet die erste Reibscheibe 41 zwischen dem Kontaktbereich 27 und
der ersten Reibplatte 42 und die zweite Reibscheibe 45 gleitet
zwischen der zweiten Reibplatte 44 und dem die Reibfläche aufweisenden
Schwungrad 21. Da beide Reibflächen verlässlich betrieben werden, tritt
ein relativ großes
Hysteresisdrehmoment auf. Bei dem obigen Aufbau stellt die zweite
Reibfläche 21b des
die Reibfläche
aufweisenden Schwungrades 21 die Reibfläche des Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus 7 bereit.
Dies reduziert die Anzahl von Teilen und vereinfacht den Aufbau
im Vergleich mit dem Stand der Technik.
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Wenn
die durch die Änderungen
in der Verbrennung des Motors verursachten sehr kleinen Torsionsschwingungen
auf die Kupplungsvorrichtung 1 übertragen werden, wird der
Dämpfermechanismus 6 in
einer Weise betrieben, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf das
mechanische Kreisdiagramm von 14 und
ein Torsionscharakteristikendiagramm von 15 beschrieben
wird. Wenn der Kupplungsvorrichtung 1 sehr kleine Torsionsschwingungen
zugeführt
werden, bei denen sich die Schraubenfedern 32 des Dämpfermechanismus 6 im
zusammengedrückten
Zustand befinden, dreht sich die zweite Reibplatte 44 des
Reibwider stands-Erzeugungsmechanismus 7 relativ zum scheibenförmigen Element 13 über einen
Bereich entsprechend dem sehr kleinen Umfangsraum 46 und 47 zwischen
den Rändern
der Ausnehmung 20a im zylindrischen Bereich 20 des
scheibenförmigen
Elements 13 und der Klaue 44d. Somit drehen sich
die ersten und zweiten Reibplatten 42 und 44 zusammen
mit dem Kontaktbereich 27 und dem die Reibfläche aufweisenden Schwungrad 21,
sowie auch die ersten und zweiten dazwischen angeordneten Reibscheiben 41 und 45. Dementsprechend
verursachen die sehr kleinen Torsionsschwingungen kein hohes Hysteresisdrehmoment.
Genauer, bei "AC2
HYS" im Torsionscharakteristikdiagramm
von 15 werden die Schraubenfedern 32 betrieben,
aber der Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus 7 verursacht
kein Gleiten. Somit wird im vorbestimmten Torsionswinkelbereich
ein Hysteresisdrehmoment erzeugt, welches kleiner als das übliche Hysteresisdrehmoment
ist. Das kleinere Hysteresisdrehmoment ist vorzugsweise ungefähr 1/10
des Hysteresisdrehmoments im gesamten Bereich. Da der Aufbau den
sehr kleinen Rotationsrichtungsraum 46 und 47 umfasst,
welcher einen Betrieb des Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus 7 innerhalb
des vorbestimmten Winkelbereichs für die Torsionswinkelcharakteristiken
verhindert, kann das Schwingungs- und Geräuschniveau signifikant verringert
werden.
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(2-2) Kupplungseingriffs-
und Freigabevorgänge
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Bezugnehmend
auf die 1 und 2, wenn
der Hydraulikkreis (nicht gezeigt) Hydraulikfluid in die Hydraulikkammer
des Hydraulikzylinders zuführt,
bewegt sich der Kolben 60 axial in Richtung des Motors.
Dadurch bewegt das Freigabelager 58 das radial innere Ende
der Membranfeder 50 axial in Richtung des Motors. Dementsprechend
ist der elastische Bereich 50a der Membranfeder 50 von
der Druckplatte 49 beanstandet. Dadurch bewegt sich die
durch die Bandplatten 53 vorgespannte Druck platte 49 vom
Reibbelag 54 der Kupplungsscheibenanordnung 9 fort,
so dass die Kupplung freigegeben ist.
-
Beim
Kupplungsfreigabevorgang übt
das Freigabelager 58 eine in Richtung des Motors gerichtete
axiale Last auf die Kupplungsdeckelanordnung aus und diese Last
bewegt und spannt die zweite Schwungradanordnung 5 in Richtung
des Motors axial vor. Dadurch wird der Kontaktbereich 27 der
scheibenförmigen
Platte 22 im Relativrotations-Unterdrückungsmechanismus 24 gegen
das scheibenförmige Element 13 gedrückt und
befindet sich mit diesem reibschlüssig im Eingriff. Somit wird
die zweite Schwungradanordnung 5 nicht drehbar bezüglich der ersten
Schwungradanordnung 4. Mit anderen Worten ist die zweite
Schwungradanordnung 5 bezüglich der Kurbelwelle 2 gesperrt,
so dass der Dämpfermechanismus 6 nicht
betrieben wird. Demgemäß, wenn
die Drehzahl durch den Resonanzpunkt in einem geringen Drehzahlbereich
(z.B. von 0 bis 500 U/min) während
des Startens oder Stoppens des Motors hindurchgeht, ist es möglich, eine
Beschädigung
sowie auch Geräusche
und Schwingungen zu unterdrücken,
welche durch die Resonanz bei Freigeben der Kupplung verursacht
werden können.
-
Da
bei diesem Vorgang der Dämpfermechanismus 6 durch
Verwendung der von der Freigabevorrichtung 10 beim Kupplungsfreigabevorgang
ausgeübten
Last gesperrt ist, kann der Aufbau einfach sein. Insbesondere, da
der Relativrotations-Unterdrückungsmechanismus 24 aus
Elementen mit einem einfachen Aufbau, wie z.B. das scheibenförmige Element 13 und
die scheibenförmige
Platte 22, gebildet ist, ist ein komplizierter Aufbau nicht
notwendig.
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(3) Weitere Betriebsweisen
und Wirkungen
-
Die
scheibenförmige
Platte 22 ist vorzugsweise ein integrales oder einstückiges scheibenförmiges Element
und weist eine Vielzahl von Gestaltungsmöglichkeiten auf und erreicht
eine Vielzahl von Funktionen, wie nachfolgend beschrieben.
- (3-1)
Der Kontaktbereich 27 bildet einen Bereich des Relativrotations-Unterdrückungsmechanismus 24.
- (3-2) Der Kontaktbereich 27 hält den Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus 7 an
dem die Reibfläche
aufweisenden Schwungrad 21 und stellt die Reibfläche des
Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus 7 bereit.
- (3-3) Der Federabstützbereich 29 stützt die
Schraubenfedern 32 in Rotationsrichtung ab und stützt gemeinsam
mit der Federabstützplatte 35 die
Schraubenfedern 32 ab, um ein Außereingriffkommen zu verhindern.
- (3-4) Der radial innere Zylinderbereich 31 positioniert das
die Reibfläche
aufweisende Schwungrad 21 bezüglich der Kurbelwelle 2 radial.
-
Infolge
der Kombination von zwei oder mehreren der oben dargelegten Gestaltungsmöglichkeiten
kann die Anzahl der Teile reduziert werden und der gesamte Aufbau
kann im Vergleich mit dem Stand der Technik vereinfacht werden.
-
(4) Geräuschisolationswirkung
durch das Schwungrad
-
Wie
oben beschrieben ist die zweite Schwungradanordnung 5 im
Wesentlichen aus dem die Reibfläche
aufweisenden Schwungrad 21 und der scheibenförmigen Platte 22 gebildet
und dieser Aufbau verhindert eine Übertragung von Geräuschen in
Axialrichtung, welche an der Motorseite bezüglich der zweiten Schwungradanordnung 5 erzeugt
werden, zur Getriebeseite.
-
Genauer
weist die zweite Schwungradanordnung 5 eine kontinuierliche,
durchgehende Gestalt auf, um die Räume an dessen axial gegenüberliegenden
Seiten im Wesentlichen zu isolieren. Dieser Aufbau verhindert die Übertragung
von Geräuschen, welche
an der Motorseite der zweiten Schwungradanordnung 5 erzeugt
werden, in Axialrichtung auf die gegenüberliegende Seite. Der Aufbau
mit der "kontinuierlichen
Form zur Isolierung der Räume
an axial gegenüberliegenden
Seiten von einander" stellt
einen derartigen Aufbau dar, welcher keine axial durchgehende Öffnung oder
dergleichen über
einen Bereich von zumindest einer vorbestimmten Fläche aufweist,
und dadurch im Wesentlichen eine Axialübertragung eines Geräuschs in
diesem Bereich verhindert. Die zweite Schwungradanordnung weist
keine Öffnungen
in einem vorbestimmten Bereich auf.
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Genauer
weist die scheibenförmige
Platte 22 eine kontinuierliche Gestalt auf, welche im Wesentlichen
die Räume
an ihren axial gegenüberliegenden Seiten
isoliert. Dies verhindert die Übertragung
von Geräuschen,
welche an der Motorseite der zweiten Schwungradanordnung 5 erzeugt
werden, auf die axial gegenüberliegende
Seite.
-
Der
Federabstützbereich 29 der
scheibenförmigen
Platte 22 ist aus einer Konkavität gebildet, welche mittels
Ziehen hergestellt ist und in Richtung des Motors geöffnet ist,
und weist keine axial durchgehende Öffnung oder dergleichen im
Gegensatz zu einem durch teilweises Schneiden und Biegen eines Elements
gebildeten Bereichs auf. Somit weist der Federabstützbereich 29 eine
durchgehende Gestalt auf.
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Die
scheibenförmige
Platte 22 weist einen Empfangsbereich 63 auf,
welcher entsprechend jedem axialen Vorsprung 39f der Abstützplatte 39 angeordnet
ist. Der Empfangsbereich 63 ist aus einer Konkavität gebildet,
welche axial in Richtung des Motors geöffnet ist, und weist eine bogenförmige Form auf,
welche in Rotationsrichtung verläuft.
Das Ende des axialen Vorsprungs 39f der Abstützplatte 39 ist
in diesen Empfangsbereich 63 eingefügt und ist in Rotationsrichtung
bewegbar. Gemäß dem obigen
Aufbau stützt
der Empfangsbereich 63 den axialen Vorsprung 39f der
Abstützplatte 39,
um eine Bewegung in Rotationsrichtung zu ermöglichen, während die Radial- und Axialbewegungen
beschränkt
sind. Der Empfangsbereich 63 ist aus einer Konkavität gebildet,
welche mittels Ziehen hergestellt ist, und weist keine axial durchgehende Öffnung oder
dergleichen auf, im Gegensatz zu einem Bereich, welcher durch teilweises
Schneiden und Umbiegen des Bereichs hergestellt ist. Somit weist
der Empfangsbereich 63 eine durchgehende Gestalt auf.
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Weiter
bildet die scheibenförmige
Platte 22 einen durchgehenden Bereich, welcher sich vom
radial äußeren Kontaktbereich 27 für eine Reibverbindung
mit dem scheibenförmigen
Element 13 bis zu seinem Innenumfang (radial innerer Zylinderbereich 31)
verläuft,
und weist keinen Bereich wie beispielsweise einen Schlitz oder eine Öffnung auf.
Da die scheibenförmige
Platte 22 den kontinuierlichen Bereich wie oben beschrieben
aufweist, werden dadurch axiale Übertragungen
von Geräuschen,
welche an der Motorseite der zweiten Schwungradanordnung 5 erzeugt
werden, auf die gegenüberliegende
Seite verhindert.
-
(4) Weitere Ausführungsbeispiele
-
Obwohl
ein Ausführungsbeispiel
der Kupplungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben und illustriert wurde, ist die Erfindung nicht
auf dieses beschränkt
und es können
verschiedene Änderungen
oder Modifikationen ausgeführt werden,
ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen.
-
Beispielsweise
ist die Kupplungsdeckelanordnung des vorhergehenden Ausführungsbeispiels eine
vom Drucktyp, jedoch kann die Erfindung auch bei einer Kupplungsvorrichtung
verwendet werden, welche eine Kupplungsdeckelanordnung von einem Zugtyp
umfasst.
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Wirkungen
der Erfindung
-
Bei
der Kupplungsvorrichtung gemäß der Erfindung
verwendet, wenn die Freigabevorrichtung eine Last auf die Kupplungsdeckelanordnung
zum Freigeben der Kupplung ausübt,
der Relativrotations-Unterdrückungsmechanismus
diese Last, um das Schwungrad mit dem Element an der Kurbelwellenseite,
wie z.B. die Kurbelwelle selbst oder ein anderes an der Kurbelwelle
befestigtes Element, zu verbinden. Dementsprechend wird der Dämpfermechanismus
kaum beim Kupplungsfreigabevorgang betrieben und die Resonanz kann
in einem niederen Drehzahlbereich während des Startens oder Stoppens
der Motors unterbunden werden. Bei diesem Aufbau ist der Dämpfermechanismus
durch Verwendung der von der Freigabevorrichtung im Kupplungsfreigabevorgang
ausgeübten
Last gesperrt, so dass der Aufbau im Vergleich mit dem Stand der
Technik einfach sein kann.
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Da
gemäß dieser
Schwungradanordnung der Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus ein Reibelement
aufweist, welches sich in Kontakt mit der zweiten Reibfläche des
Schwungrads befindet, fungiert die zweite Reibfläche des Schwungrads als ein
Teil des Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus. Deshalb benötigt der
Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus nur eine verringerte Anzahl
von Teilen und kann einen einfachen Aufbau aufweisen.
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Da
gemäß einem
Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus der Erfindung der Rotationsrichtungs-Eingriffsbereich
in axialer Richtung bewegbar und anbringbar ist, kann der Rotationsrichtungs-Eingriffsbereich
einfach zusammengebaut werden.
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Da
gemäß der Schwungradanordnung
der Erfindung das Schwungrad eine durchgehende Gestalt aufweist,
welche die Räume
an axial gegenüberliegenden
Seiten von einander isoliert, verhindert dieser Aufbau eine Übertragung
von Geräuschen,
welche an der Motorseite des Schwungrads erzeugt werden, auf die
gegenüberliegende
Seite in Axialrichtung.
-
Somit
betrifft die vorliegende Erfindung eine Kupplungsvorrichtung 1,
bei der eine zweite Schwungradanordnung 5 innerhalb eines
vorbestimmten Bereichs relativ zu einer Kurbelwelle 2 axial bewegbar
ist, und ein Schwungrad 21 eine Reibfläche 21a an der vom
Motor entfernten Seite aufweist. Der Dämpfermechanismus 6 verbindet
das Schwungrad 21 elastisch mit der Kurbelwelle 2.
Die Kupplungsscheibenanordnung 9 weist einen Reibbelag 54 benachbart
der ersten Reibfläche 21a auf.
Die Kupplungsdeckelanordnung 8 ist am Schwungrad 21 befestigt
und spannt den Reibbelag 54 in Richtung der ersten Reibfläche 21a elastisch
vor. Die Freigabevorrichtung 10 übt eine in Richtung des Motors
gerichtete axiale Last auf die Kupplungsdeckelanordnung 8 aus
und gibt dadurch die Last in Richtung des Reibbelags 54 frei.
Der Relativrotations-Unterdrückungsmechanismus 24 verbindet
die zweite Schwungradanordnung 5 mit dem scheibenförmigen Element 13,
wenn die Kupplungsdeckelanordnung 8 die in Richtung des
Motors gerichtete axiale Last empfängt.
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Die
folgenden Richtungsangaben wie "vorwärts", "rückwärts", "über" "nach unten" "vertikal" "horizontal" "unterhalb" und "transversal", sowie auch jede
weitere ähnliche
Richtungsangaben beziehen sich auf die Richtungen einer Vorrichtung,
welche mit der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist. Dem entsprechend
sollten diese Begriffe, wie verwendet, um die vorliegende Erfindung
zu beschreiben, interpretiert werden als relativ zu einer mit der
vorliegenden Erfindung ausgestatteten Vorrichtung. Die Gradangaben,
wie z.B. "im Wesentlichen", "ungefähr" und "circa", wie vorliegend
verwendet, umfassen einen vernünftigen
Abweichungsbetrag des modifizierten Begriffs derart, dass das Endresultat
nicht signifikant geändert
wird. Diese Begriffe sollen derart verstanden werden, dass sie eine
Abweichung von zumindest ± 5%
des modifizierten Terms umfassen, wenn diese Abweichung nicht die
Bedeutung des Wortes negieren würde.
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Diese
Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldungen
Nr. 2002-256569, 2002-256568, 2002-256567 und 2002-342535. Hierbei
soll der gesamte Inhalt dieser japanischen Prioritätsanmeldungen
durch ausdrückliche
Inbezugnahme umfasst sein.
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Obwohl
nur ausgewählte
Ausführungsbeispiele
ausgewählt
wurden, um die vorliegende Erfindung darzustellen, ist es dem Fachmann
aus der vorliegenden Offenbarung offensichtlich, dass verschiedenen Änderungen
und Modifikationen ausgeführt werden
können,
ohne den Umfang der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen beansprucht, zu verlassen.
Des Weiteren ist die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele
gemäß der vorliegenden
Erfindung nur zu illustrativen Zwecken gegeben und nicht zum Zwecke
der Beschränkung
der Erfindung und ihrer Äquivalente,
wie in den beigefügten
Ansprüchen
definiert.