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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dämpfungsmechanismus und insbesondere einen Dämpfungsmechanismus zur Dämpfung von Torsionsschwingungen in einem Kraftübertragungssystem.
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Dämpfungsmechanismen werden zur Dämpfung von Torsionsschwingungen in Kraftübertragungssystemen von Fahrzeugen verwendet. Als Beispiel wird hier eine Kupplungsvorrichtung beschrieben, die ein Drehmoment zu einem Motor überträgt und eine Übertragung von dem Motor unterbindet.
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Eine Kupplungsvorrichtung besteht aus einer Kupplungsscheibenanordnung, die in der Nähe eines Schwungrads vorgesehen ist, und aus einer Kupplungsabdeckungsanordnung zum Andrücken der Kupplungsscheibenanordnung an das Schwungrad. Die Kupplungsscheibenanordnung arbeitet sowohl als Kupplung als auch als Dämpfer.
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Die Kupplungsabdeckungsanordnung hat eine ringförmige Kupplungsabdeckung, die an dem Schwungrad befestigt ist, eine Druckplatte, die sich in axialer Richtung bewegen und mit der Kupplungsabdeckung als Einheit drehen kann, und eine Membranfeder, die die Druckplatte in Richtung auf das Schwungrad vorspannt.
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Die Kupplungsscheibenanordnung besteht aus einer Kupplungsscheibe, die zwischen der Druckplatte und dem Schwungrad aufgenommen ist, einem Paar Eingangsplatten, die einander gegenüberliegend angeordnet sind und an denen die Kupplungsscheibe befestigt ist, einem Nabenflansch, der in der axialen Richtung zwischen dem Eingangsplattenpaar angeordnet ist, Schraubenfedern, die das Eingangsplattenpaar und den Nabenflansch in der Drehrichtung elastisch verbinden, und eine Ausgangsnabe, die in der Drehrichtung elastisch mit dem Nabenflansch verbunden ist. Das Eingangsplattenpaar, der Nabenflansch und die Schraubenfedern bilden einen Dämpfungsmechanismus.
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Bei einer zum Beispiel aus der
US 5 161 660 A bekannten konventionellen Kupplungsscheibenanordnung wird zur Begrenzung der relativen Drehung zwischen Nabenflansch und Eingangsplatten innerhalb eines bestimmten Torsionswinkelbereichs ein Anschlagbolzen verwendet. Dieser Anschlagbolzen verbindet das Eingangsplattenpaar und ist durch eine in dem Nabenflansch gebildet Öffnung hindurchgeführt. Die Funktion eines Anschlagmechanismus wird ausgeübt, wenn der Anschlagbolzen in der Drehrichtung auf die Öffnung trifft.
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Zur Sicherstellung der Festigkeit muss der Anschlagbolzen jedoch über einen einheitlichen Durchmesser verfügen und er muss in der radialen Richtung weiter nach innen angeordnet sein als die äußeren Umfangskanten des Eingangsplattenpaares. In diesem Fall wird ein angemessener relativer Torsionswinkel nicht erreicht, selbst dann nicht, wenn Schraubenfedern mit einer hohen Steifigkeit verwendet werden. Deshalb lässt sich die Funktion von Schraubenfedern bei einem konventionellen Anschlagmechanismus mit Anschlagbolzen nicht erschöpfend vorteilhaft nutzen.
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Deshalb wurde z.B. in der
JP H09-196078 A ein Dämpfungsmechanismus vorgeschlagen, bei dem ein Anschlagmechanismus ohne Verwendung eines Anschlagbolzens zum Einsatz kommt
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Bei diesem Dämpfungsmechanismus ist ein Anschlagmechanismus durch eine Vielzahl von Verbindungselementen realisiert, die ein Eingangsplattenpaar verbinden. Insbesondere sind die Verbindungselemente flache Bereiche, die integral mit einer der Eingangsplatten ausgebildet sind. Die Verbindungelemente haben jeweils einen Kontaktelement, das sich in der axialen Richtung von der äußeren Umfangskante einer der Eingangsplatten in Richtung auf die andere Eingangsplatte erstreckt, und ein festgelegtes Element, das sich in der radialen Richtung von dem Ende des Kontaktelements nach innen erstreckt und an der anderen Eingangsplatte festgelegt ist. Der äußere Umfangsbereich des Nabenflansches ist ebenfalls mit einer Vielzahl von Vorsprüngen versehen, die sich in radialer Richtung nach außen erstrecken, und mit Ausschnitten, die in der Drehrichtung zwischen den Vorsprüngen gebildet sind. Die Kontaktelemente der Verbindungselemente durchgreifen die Ausschnitte in der axialen Richtung und gelangen in Drehrichtung mit den Vorsprüngen in Kontakt, wenn sich die Eingangsplatten und der Nabenflansch relativ zueinander drehen. Dieser Dämpfungsmechanismus verzichtet auf einen Anschlagbolzen, und daher lässt sich ein Anschlagmechanismus durch eine einfache Konstruktion verwirklichen.
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Jedoch sind die Schraubenfedern bei diesem Dämpfungsmechanismus in Drehrichtung zwischen den Verbindungselementen (in Drehrichtung zwischen den Ausschnitten des Nabenflansches) vorgesehen, und die vorhandene Vielzahl von Verbindungselementen ist in Drehrichtung mit gleichem Abstand (gleich weit voneinander entfernt) angeordnet. Daher sollten im Prinzip alle Schraubenfedern bevorzugt über die gleichen Dimensionen verfügen. Mit anderen Worten ist es bei diesem Dämpfungsmechanismus, was die Anordnung betrifft, sehr schwierig, einige der Schraubenfedern größer auszubilden, selbst wenn manche der Schraubenfedern kleiner ausgebildet werden können. Das bedeutet bei einem konventionellen Dämpfungsmechanismus, dass die Anordnung der Schraubenfedern tendenziell eingeschränkt ist und dass sich die Konstruktion nicht für eine größere Variation der Torsionscharakteristiken anbietet.
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Wenn indessen niedrigere Kosten zu berücksichtigen sind, bedarf es eines Dämpfungsmechanismus, der es erlaubt, bei minimalen konstruktiven Änderungen verschiedene Torsionscharakteristiken zu erzielen.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, bei minimalen konstruktiven Änderungen eine größere Gestaltungsbreite für einen Dämpfungsmechanismus zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch einen Dämpfungsmechanismus nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung einen Dämpfungsmechanismus, umfassend ein Paar von Rotationselementen, die in der axialen Richtung aufeinander ausgerichtet sind, ein zweites Rotationselement, das in der axialen Richtung relativ drehbar zwischen dem Paar erster Rotationselemente angeordnet ist, und wenigstens ein elastisches Element für die elastische Verbindung der ersten Rotationselemente und des zweiten Rotationselements in der Drehrichtung. Das zweite Rotationselement hat ein zweites Hauptkörperelement und mehrere Vorsprünge, die sich von der äußeren Umfangskante des zweiten Hauptkörperelements in radialer Richtung nach außen erstrecken und korrespondierend zu den elastischen Elementen angeordnet sind. Das Paar erster Rotationselemente hat ein Paar erster Hauptkörperelemente und mehrere Verbindungselemente, die in der Drehrichtung zwischen den mehreren Vorsprüngen angeordnet sind und die das erste Hauptkörperelement des einen ersten Rotationselement mit dem ersten Hauptkörperelement des anderen ersten Rotationselement verbinden. Die mehreren Verbindungselement sind derart angeordnet, dass die jeweils zu einem Verbindungselement benachbarten Verbindungselemente in Drehrichtung unterschiedliche Abstände zu dem einen Verbindungselement haben.
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Wenn bei diesem Dämpfungsmechanismus beispielsweise ein Drehmoment in die ersten Rotationselemente eingeleitet wird, drehen sich die ersten Rotationselemente und das zweite Rotationselement relativ zueinander. An diesem Punkt wird die in die ersten Rotationselemente eingeführte Vibration durch das elastische Element absorbiert und gedämpft. Wenn sich die ersten Rotationselemente und das zweite Rotationselement unter einem speziellen Torsionswinkel relativ zueinander drehen, gelangen die Verbindungselemente der ersten Rotationselemente und die Vorsprünge des zweiten Rotationselements in Drehrichtung miteinander in Kontakt. Dadurch kann bei diesem Dämpfungsmechanismus das von einem Rotationselement eingeleitete Drehmoment auf das andere Rotationselement übertragen werden, während Torsionsschwingungen während der Einleitung des Drehmoments absorbiert und gedämpft werden können.
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Da die mehreren Verbindungselemente in diesem Fall so angeordnet ist, dass die benachbarten Abstände unterschiedlich sind, lässt sich die Größe der zwischen den Verbindungselementen angeordneten elastischen Elemente variieren. Zum Beispiel können große elastische Elemente in einem Bereich mit großem Abstand angeordnet sein. Dies schafft bei minimalen konstruktiven Änderungen eine größere Variationsbreite hinsichtlich der Anordnung und Art von elastischen Elementen, so dass sich eine größere Variation der Torsionscharakteristiken des Dämpfungsmechanismus erzielen lässt. Speziell bei diesem Dämpfungsmechanismus kann bei minimalen konstruktiven Änderungen eine große Gestaltungsbreite erzielt werden.
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Die Verbindungselemente weisen ein Kontaktelement auf, das sich in der axialen Richtung von einem der ersten Hauptkörperelemente erstreckt, und ein festgelegtes Element, das sich von dem Ende des Kontaktelements in der radialen Richtung nach innen erstreckt und an dem anderen der ersten Hauptkörperelemente festgelegt ist. Die auf die Drehrichtung bezogene Mitte des Kontaktelements und die auf die Drehrichtung bezogene Mitte des feststehenden Elements befinden sich in Drehrichtung an unterschiedlichen Orten.
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Der Dämpfungsmechanismus gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Dämpfungsmechanismus gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, wobei die auf die Drehrichtung bezogenen Mitten der Kontaktelemente von den auf die Drehrichtung bezogenen Mitten der korrespondierenden feststehenden Elemente in der Drehrichtung weg zu der Seite verlagert sind, auf der der angrenzende Abstand kleiner ist, wobei die korrespondierenden Verbindungselemente als Referenz verwendet werden.
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Der Dämpfungsmechanismus gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Dämpfungsmechanismus gemäß einem der Aspekte eins oder zwei, wobei das zweite Rotationselement ferner mehrere Fenster aufweist, die an der inneren Umfangsseite der Vorsprünge angeordnet sind und in denen die elastischen Elemente aufgenommen sind. Die mehreren Vorsprünge umfassen erste Vorsprünge, die in dem Bereich angeordnet sind, in dem der angrenzende Abstand größer ist, wobei die Verbindungselemente als Referenz verwendet werden. Die in Drehrichtung weisenden Endflächen der ersten Vorsprünge sind bezogen auf die in Drehrichtung weisenden Endflächen der korrespondierenden Fenster in Drehrichtung an der Außenseite angeordnet.
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In diesem Fall können in dem Bereich der Verbindungselemente, in dem die benachbarten Abstände größer sind, größere Fenster als bisher gebildet werden. Dadurch können größere elastische Elemente als bisher angeordnet werden, wodurch es leichter wird, die Variationsbreite der Torsionscharakteristiken zu vergrößern.
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Der Begriff “in Drehrichtung an der Außenseite“ bedeutet hier in Drehrichtung an der Außenseite, wenn die auf die Drehrichtung bezogene Mitte der ersten Vorsprünge oder die auf die Drehrichtung bezogene Mitte der korrespondierenden Fenster als Referenz verwendet wird.
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Der Dämpfungsmechanismus gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung ist ein Dämpfungsmechanismus gemäß dem dritten Aspekt, wobei mehreren Vorsprünge ferner zweite Vorsprünge umfassen, die in dem Bereich angeordnet sind, in dem der angrenzende Abstand kleiner ist, wobei die Verbindungselemente als Referenz verwendet werden. Die beiden Endflächen der zweiten Vorsprünge in Drehrichtung sind bezogen auf die beiden Endflächen der korrespondierenden Fenster in Drehrichtung auf der in Drehrichtung inneren Seite angeordnet.
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In diesem Fall kann der Abstand zwischen benachbarten Vorsprüngen vergrößert werden, und auch der relative Rotationswinkel zwischen den ersten Rotationselementen und dem zweiten Rotationselement lässt sich vergrößern. Das heißt, bei diesem Dämpfungsmechanismus lässt sich ein Arbeitswinkel sicherstellen, der genauso groß oder größer ist als vorher.
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Der Begriff “in Drehrichtung an der Innenseite“ bedeutet hier in Drehrichtung an der Innenseite, wenn die auf die Drehrichtung bezogene Mitte der zweiten Vorsprünge oder die auf die Drehrichtung bezogene Mitte der korrespondierenden Fenster als Referenz verwendet wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine vereinfachte vertikale Schnittansicht einer Kupplungsscheibenanordnung;
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2 ist eine vereinfachte Draufsicht einer Kupplungsscheibenanordnung;
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3 ist eine vereinfachte Draufsicht eines Dämpfungsmechanismus;
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4 ist eine Draufsicht eines Nabenflansches;
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5 ist eine Draufsicht eines Eingangsrotationselements;
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6 ist eine Teilschnittansicht eines Dämpfungsmechanismus;
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7 ist eine Teilschnittansicht eines Dämpfungsmechanismus;
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8 ist ein mechanisches Schaltdiagramm eines Dämpfungsmechanismus;
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9 ist ein mechanisches Schaltdiagramm eines Dämpfungsmechanismus;
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10 ist ein mechanisches Schaltdiagramm eines Dämpfungsmechanismus;
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11 ist ein mechanisches Schaltdiagramm eines Dämpfungsmechanismus;
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12 ist ein Graph der Torsionscharakteristiken eines Dämpfungsmechanismus.
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Eine Ausführungsform des Dämpfungsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben. Das hier beschriebene Beispiel ist eine Kupplungsscheibenanordnung, in der ein Dämpfungsmechanismus eingebaut ist.
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1. Gesamtkonfiguration der Kupplungsscheibenanordnung
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Eine Kupplungsscheibenanordnung 1, in der ein erfindungsgemäßer Dämpfungsmechanismus 4 eingebaut ist, wird mit Bezug auf 1 bzw. 2 beschrieben. 1 ist eine vereinfachte vertikale Schnittansicht der Kupplungsscheibenanordnung 1, und 2 ist eine vereinfachte Draufsicht der Kupplungsscheibenanordnung 1. Die Linie O-O in 1 ist die Rotationsachse der Kupplungsscheibenanordnung 1. Auf der linken Seite in 1 sind auch ein Motor und ein Schwungrad (nicht gezeigt) angeordnet, und ein Getriebe (nicht gezeigt) befindet sich auf der rechten Seite in 1. Ferner ist die Seite R1 in 2 die Antriebsseite in Drehrichtung (positive Seite) der Kupplungsscheibenanordnung 1, während die Seite R2 die entgegengesetzte Seite (negative Seite) ist.
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Die Kupplungsscheibenanordnung 1 ist ein Mechanismus, der in einer Kupplungsvorrichtung verwendet wird, die einen Teil des Kraftübertragungssystems in einem Fahrzeug bildet, und sie umfasst einen Kupplungsmechanismus und einen Dämpfungsmechanismus. Die Funktion des Kupplungsmechanismus ist die Drehmomentübertragung und die Unterbrechung der Drehmomentübertragung über eine Druckplatte (nicht gezeigt), die die Kupplungsscheibenanordnung 1 an das Schwungrad (nicht gezeigt) drückt oder von dem Schwungrad abrückt. Die Funktion des Dämpfungsmechanismus ist die Absorption und Dämpfung von Torsionsschwingungen, die von der Schwungradseite eingeleitet werden, durch Schraubenfedern oder dergleichen.
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Wie die 1 und 2 zeigen, umfasst die Kupplungsscheibenanordnung 1 hauptsächlich eine Kupplungsscheibe 23, in die ein Drehmoment von dem Schwungrad eingeleitet wird, und den Dämpfungsmechanismus 4, der von der Kupplungsscheibe 23 eingeleitete Torsionsschwingungen absorbiert und dämpft.
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Die Kupplungsscheibe 23 ist der Bereich, der an das Schwungrad (nicht gezeigt) gedrückt wird, und sie umfasst hauptsächlich ein Paar ringförmiger Reibbeläge 25 und eine Dämpfungsplatte 24, an der die Reibbeläge 25 befestigt sind. Die Dämpfungsplatte 24 umfasst ein ringförmiges Element 24a, acht Dämpfungselemente 24b, die an der äußeren Umfangsseite des ringförmigen Elements 24a vorgesehen und in Drehrichtung aufeinander ausgerichtet sind, und vier festgelegte Elemente 24c, die sich von dem ringförmigen Element 24a in radialer Richtung nach innen erstrecken. Die Reibbeläge 25 sind durch Niete 26 an beiden Seiten der Dämpfungselemente 24b befestigt. Die festgelegten Elemente 24c sind an dem äußeren Umfangsteil des Dämpfungsmechanismus 4 befestigt.
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2. Konfiguration des Dämpfungsmechanismus
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Die verschiedenen Elemente, die den Dämpfungsmechanismus 4 bilden, werden nunmehr unter Bezugnahme auf die 3 bis 7 im Detail beschrieben. 3 ist eine vereinfachte Draufsicht des Dämpfungsmechanismus 4, 4 ist eine Draufsicht eines Nabenflansches 6 (Beispiel für ein zweites Rotationselement), 5 ist eine Draufsicht eines Eingangsrotationselements 2 (Beispiel für ein Paar erster Rotationselemente), und die 6 und 7 sind Teilschnittansichten des Dämpfungsmechanismus 4.
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Der Dämpfungsmechanismus 4 umfasst hauptsächlich das Eingangsrotationselement 2, an welchem die Kupplungsscheibe 23 befestigt ist, den Nabenflansch 6, der als zweites Rotationselement dient und hinsichtlich des Eingangsrotationselements 2 drehbar angeordnet ist, eine Keilnabe 3, die hinsichtlich des Nabenflansches 6 drehbar angeordnet ist, eine erste Schraubenfeder 7, die den Nabenflansch 6 und die Keilnabe 3 in der Drehrichtung elastisch verbindet, und eine zweite Schraubenfeder 8, die das Eingangsrotationselement 2 und den Nabenflansch 6 in Drehrichtung elastisch verbindet. Die Keilnabe 3 ist mit dem Ende einer Eingangswelle eines Getriebes (nicht gezeigt) kerbverbunden.
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Das Eingangsrotationselement 2 umfasst eine Kupplungsplatte 21 und eine Halteplatte 22, die als das Paar erster Rotationselemente dienen. Die Kupplungsplatte 21 und die Halteplatte 22 sind scheibenförmige oder ringförmige Elemente aus Blech und sind in der axialen Richtung mit einem bestimmten Abstand zueinander angeordnet. Die Kupplungsplatte 21 befindet sich auf der Motorseite, und die Halteplatte 22 befindet sich auf der Getriebeseite. Die Kupplungsplatte 21 und die Halteplatte 22 sind durch Verbindungselemente 31 (nachstehend erläutert) aneinander befestigt. Deshalb können sich die Kupplungsplatte 21 und die Halteplatte 22 in einem Zustand, in dem der bestimmte Abstand in der axialen Richtung eingehalten wird, als eine Einheit drehen. Die festgelegten Elemente 24c der Kupplungsscheibe 23 sind ebenfalls durch Niete 27 an dem äußeren Umfangsbereich der Kupplungsplatte 21 festgelegt.
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Die Funktion der Kupplungsplatte 21 und der Halteplatte 22 ist das Stützen der zweiten Schraubenfeder 8. Die Kupplungsplatte 21 und die Halteplatte 22 umfassen ein Paar ringförmiger erster Hauptkörperelemente 28, vier Stützelemente 35, die aufeinander ausgerichtet in der Drehrichtung um den äußeren Umfangsbereich der ersten Hauptkörperelemente 28 angeordnet sind, und vier Verbindungselemente 31, die in der Drehrichtung zwischen den Stützelementen 35 angeordnet sind.
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Die Stützelemente 35 haben gebördelte Bereiche 35a und 35b an der inneren Umfangsseite und an der äußeren Umfangsseite. Die gebördelten Bereiche 35a und 35b begrenzen die Bewegung der zweiten Schraubenfedern 8 in der axialen Richtung und in der radialen Richtung. Die Größe der Stützelemente 35 in Drehrichtung stimmt im Wesentlichen mit der Länge der zweiten Schraubenfedern 8 überein. Kontaktflächen 36, die mit den Endflächen der zweiten Schraubenfedern 8 in Kontakt oder annähernd in Kontakt kommen, sind in Umfangsrichtung an den Enden der Stützelemente 35 gebildet. Die vier Stützelemente 35 sind derart angeordnet, dass benachbarte Abstände unterschiedlich sind (siehe 5). Insbesondere sind die Stützelemente 35 links und rechts in 5 in Drehrichtung um einen Winkel θ4 gegenüber den oberen und unteren Stützelementen versetzt.
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Die Verbindungselemente 31 sind an der äußeren Umfangsseite des Paares erster Hauptkörperelemente 28 angeordnet und verbinden das Paar erster Hauptkörperelemente 28. Insbesondere umfassen die Verbindungselemente 31 jeweils ein Kontaktelement 32, das sich in der axialen Richtung von der äußeren Umfangskante eines der ersten Hauptkörperelemente 28 (in dieser Ausführungsform das erste Hauptkörperelement 28 der Kupplungsplatte 21) zu dem anderen der ersten Hauptkörperelemente 28 (in dieser Ausführungsform das erste Hauptkörperelement 28 der Halteplatte 22) erstreckt, und ein festgelegtes Element 33, das sich in der radialen Richtung von dem Ende des Kontaktelements 32 (siehe 7) nach innen erstreckt. Die feststehenden Elemente 33 sind an den feststehenden Elementen 24c der Kupplungsscheibe 23 und durch Niete an den ersten Hauptkörperelementen 28 der Kupplungsplatte 21 befestigt.
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Der Nabenflansch 6 ist relativ drehbar zwischen der Kupplungsplatte 21 und der Halteplatte 22 angeordnet und durch zweite Schraubenfedern 8 elastisch mit der Kupplungsplatte 21 und der Halteplatte 22 verbunden. Insbesondere umfasst der Nabenflansch 6 ein ringförmiges zweites Hauptkörperelement 29, ein Paar erster Fenster 41 und ein Paar zweiter Fenster 42, die an dem äußeren Umfangsbereich des zweiten Hauptkörperelements 29 gebildet sind, und vier Ausschnitte 43, die an dem äußeren Umfangsbereich des zweiten Hauptkörperelements 29 gebildet sind. Das Paar erster Fenster 41 und das Paar zweiter Fenster 42 sind an Stellen angeordnet, die mit den vier Stützelementen 35 korrespondieren. Die ersten Fenster 41 sind in radialer Richtung einander gegenüberliegend angeordnet, und die zweiten Fenster 42 sind in radialer Richtung einander gegenüberliegend angeordnet.
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Die zweiten Schraubenfedern 8 sind in den ersten Fenstern 41 und in den zweiten Fenstern 42 aufgenommen. Die Länge der ersten Fenster 41 in Drehrichtung ist länger bemessen als die der Stützelemente 35, und die Länge der zweiten Fenster 42 in Drehrichtung ist im Wesentlichen gleich groß bemessen wie die der Stützelemente 35. Erste Kontaktflächen 44 und zweite Kontaktflächen 47, die mit den Endflächen der zweiten Schraubenfedern 8 in Kontakt oder annähernd in Kontakt kommen, sind in Umfangsrichtung an beiden Enden der ersten Fenster 41 und der zweiten Fenster 42 gebildet.
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Die Keilnabe 3 ist in zentralen Öffnungen 37 und 38 der Kupplungsplatte 21 und der Halteplatte 22 angeordnet. Die Keilnabe 3 hat einen zylindrischen Vorsprung 52, der sich in der axialen Richtung erstreckt, und einen Flansch 54, der sich in der radialen Richtung von dem Vorsprung 52 nach außen erstreckt. Eine Kerböffnung 53, die mit der Eingangswelle des Getriebes (nicht gezeigt) im Eingriff ist, ist in dem inneren Umfangsbereich des Vorsprungs 52 gebildet.
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Wie 3 zeigt, kämmen mehrere äußere umfangsseitige Zähne 55, die um den äußeren Umfangsbereich des Flansches 54 gebildet sind, mit mehreren inneren umfangsseitigen Zähnen 59, die um den inneren Umfangsbereich des Nabenflansches 6 gebildet sind. Erste Ausschnitte 56 und zweite Ausschnitte 58, in denen die ersten Schraubenfedern 7 aufgenommen sind, sind um die äußere Umfangskante des Flansches 54 und die innere Umfangskante des Nabenflansches 6 gebildet. Ein Paar Federsitze ist an den Enden der ersten Schraubenfedern 7 montiert. Wenn die ersten Schraubenfedern 7 nicht komprimiert sind, wird in der Drehrichtung zwischen den äußeren umfangsseitigen Zähnen 55 und den inneren umfangsseitigen Zähnen 59 ein Spalt gebildet. Die diesem Spalt entsprechenden Torsionswinkel sind erste Torsionswinkel θ1p und θ1n. Der auf der Seite R1 der äußeren umfangsseitigen Zähne 55 gebildete Spalt entspricht dem Spaltwinkel θ1p, während der auf der Seite R2 der äußeren umfangsseitigen Zähne 55 gebildete Spalt dem Spaltwinkel θ1n entspricht.
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Auch die zweiten Schraubenfedern 8 umfassen ein Paar von Schraubenfedern, die koaxial angeordnet sind, jedoch verschiedene Durchmesser haben. Die zweiten Schraubenfedern 8 haben einen größeren Durchmesser und sind länger als die ersten Schraubenfedern 7. Die Federkonstante der zweiten Schraubenfedern 8 ist größer bemessen als die Federkonstante der ersten Schraubenfedern 7. Insbesondere sind die zweiten Schraubenfedern 8 wesentlich steifer als die ersten Schraubenfedern 7. Wenn also ein Drehmoment in das Eingangsrotationselement 2 eingeleitet wird, werden die ersten Schraubenfedern 7 zwischen dem Nabenflansch 6 und der Keilnabe 3 komprimiert, und wenn sich der Nabenflansch 6 und die Keilnabe 3 integral bzw. als eine Einheit drehen, werden die zweiten Schraubenfedern 8 zwischen dem Eingangsrotationselement 2 und dem Nabenflansch 6 komprimiert.
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Wie vorstehend erläutert, wird das in das Eingangsrotationselement 2 eingeleitete Drehmoment über die zweiten Schraubenfedern 8 auf den Nabenflansch 6 übertragen, und der Nabenflansch 6 und die Keilnabe 3 drehen sich relativ zueinander. Dadurch werden die ersten Schraubenfedern 7 zwischen dem Nabenflansch 6 und der Keilnabe 3 komprimiert. Sobald der relative Torsionswinkel zwischen dem Nabenflansch 6 und der Keilnabe 3 einen bestimmten Winkel erreicht, gelangen die äußeren umfangsseitigen Zähne 55 und die inneren umfangsseitigen Zähne 59 in Kontakt und bewirken, dass sich die Elemente 6 und 3 als eine Einheit und das Eingangsrotationselement 2 und der Nabenflansch 6 sich relativ zueinander drehen. Dadurch werden die zweiten Schraubenfedern 8 zwischen dem Eingangsrotationselement 2 und dem Nabenflansch 6 komprimiert. Dies bewirkt, dass die von der Kupplungsscheibe 23 in das Eingangsrotationselement 2 eingeleiteten Torsionsschwingungen absorbiert und gedämpft werden. Die ersten Schraubenfedern 7 wirken parallel, und auch die zweiten Schraubenfedern 8 wirken parallel.
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2.2. Anschlagmechanismus
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Der Dämpfungsmechanismus 4 ist auch mit einem ersten Anschlag 9 und einem zweiten Anschlag 10 als Anschlagmechanismus für die direkte Übertragung des eingeleiteten Drehmoments auf das Eingangsrotationselement 2 versehen.
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Der erste Anschlag 9 ist ein Mechanismus zur Begrenzung der relativen Bewegung zwischen dem Nabenflansch 6 und der Keilnabe 3 auf einen bestimmten Bereich und umfasst die äußeren umfangsseitigen Zähne 55 der Keilnabe 3 und die inneren umfangsseitigen Zähne 59 des Nabenflansches 6. Der erste Anschlag 9 erlaubt eine relative Drehung zwischen dem Nabenflansch 6 und der Keilnabe 3 innerhalb eines Bereichs der Spaltwinkel θ1p und θ1n.
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Der zweite Anschlag 10 ist ein Mechanismus zur Begrenzung der relativen Bewegung zwischen dem Nabenflansch 6 und der Keilnabe 3 auf einen bestimmten Bereich und umfasst die Verbindungselemente 31 des Eingangsrotationselements 2 und erste Vorsprünge 49 und zweite Vorsprünge 57 des Nabenflansches 6.
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Insbesondere sind um die äußere Umfangskante des zweiten Hauptkörperelements 29 ein Paar erster Vorsprünge 49 und ein Paar zweiter Vorsprünge 57 als sich in radialer Richtung nach außen erstreckende Vorsprünge gebildet. Die ersten Vorsprünge 49 und die zweiten Vorsprünge 57 sind an der äußeren Umfangsseite der ersten Fenster 41 und der zweiten Fenster 42 angeordnet, und Anschlagflächen 50 und 51 sind in Drehrichtung an den Enden gebildet. Die Anschlagflächen 50 und 51 sind für den Kontakt mit Anschlagflächen 39 der Verbindungselemente 31 ausgebildet.
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Im neutralen Zustand, der in 3 dargestellt ist, ist in der Drehrichtung zwischen den Verbindungselementen 31 und den ersten Vorsprüngen 49 und den zweiten Vorsprüngen 57 ein Spalt sichergestellt. Die diesem Spalt entsprechenden Torsionswinkel sind die Spaltwinkel θ3p und θ3n. Der auf der Seite R1 der Verbindungselemente 31 gebildete Spalt entspricht dem Spaltwinkel θ3p, während der auf der Seite R2 der Verbindungselemente 31 gebildete Spalt dem Spaltwinkel θ3n entspricht. Folglich erlaubt der zweite Anschlag 10 eine relative Drehung des Eingangsrotationselements 2 und der Keilnabe 3 in einem Bereich der Spaltwinkel θ3p und θ3n.
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2.3. Reibungserzeugungsmechanismus
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Ein Reibungserzeugungsmechanismus 5 zur Nutzung des Reibwiderstands für die Erzeugung eines Hysteresedrehmoments ist für den Dämpfungsmechanismus 4 vorgesehen, um Torsionsschwingungen wirksamer zu absorbieren und zu dämpfen. Insbesondere umfasst der Reibungserzeugungsmechanismus 5 eine erste Reibscheibe 79, eine zweite Reibscheibe 72 und eine dritte Reibscheibe 85.
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Die erste Reibscheibe 79 ist in der axialen Richtung zwischen dem Flansch 54 und der Keilnabe 3 und dem inneren Umfangsbereich der Halteplatte 22 und an der äußeren Umfangsseite des Vorsprungs 52 angeordnet. Die erste Reibscheibe 79 besteht aus Kunststoff. Sie umfasst hauptsächlich einen ringförmigen Hauptkörper 81 und mehrere Vorsprünge 82, die sich in der radialen Richtung von dem Hauptkörper 81 nach außen erstrecken.
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Der Hauptkörper 81 berührt die Fläche des Flansches 54 auf der Getriebeseite, und eine erste Kegelfeder 80 ist zwischen dem Hauptkörper 81 und der Halteplatte 22 angeordnet. Die erste Kegelfeder 80 wird in der axialen Richtung zwischen dem Hauptkörper 81 und der Halteplatte 22 komprimiert. Demzufolge wird die Reibfläche der ersten Reibscheibe 79 durch die erste Kegelfeder 80 an den Flansch 54 gedrückt. Die mehreren Vorsprünge 82 gelangen in Vertiefungen 77 (später erläutert) der zweiten Reibscheibe 72 in Eingriff. Dadurch können sich die erste Reibscheibe 79 und die zweite Reibscheibe 72 als eine Einheit drehen.
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Die zweite Reibscheibe 72 ist zwischen dem inneren Umfangsbereich des Nabenflansches 6 und dem inneren Umfangsbereich der Halteplatte 22 und an der äußeren Umfangsseite der ersten Reibscheibe 79 angeordnet. Die zweite Reibscheibe 72 umfasst hauptsächlich einen ringförmigen Hauptkörper 74, mehrere Eingriffselemente 76, die sich von dem inneren Umfangsbereich des Hauptkörpers 74 in Richtung auf die Getriebeseite erstrecken, und die Vertiefungen 77, die auf der Getriebeseite des inneren Umfangsbereichs des Hauptkörpers 74 gebildet sind. Die zweite Reibscheibe 72 besteht zum Beispiel aus Kunststoff.
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Der Hauptkörper 74 gelangt mit der Fläche des Nabenflansches 6 auf der Getriebeseite in Kontakt, und eine zweite Kegelfeder 73 ist zwischen dem Hauptkörper 74 und der Halteplatte 22 angeordnet. Die zweite Kegelfeder 73 wird zwischen dem Hauptkörper 74 und der Halteplatte 22 komprimiert. Folglich wird die Reibfläche der zweiten Reibscheibe 72 durch die zweite Kegelfeder 73 an den Nabenflansch 6 gedrückt. Die Eingriffselemente 76 treten durch die Öffnungen in der Halteplatte 22. Dadurch können sich die zweite Reibscheibe 72 und die Halteplatte 22 als eine Einheit drehen. Die Vorsprünge 82 der ersten Reibscheibe 79 sind im Eingriff in den Vertiefungen 77. Folglich kann sich die erste Reibscheibe 79 über die zweite Reibscheibe 72 als eine Einheit mit der Halteplatte 22 drehen.
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Die Vorspannkraft der ersten Kegelfeder 80 ist so bemessen, dass sie kleiner ist als die Vorspannkraft der zweiten Kegelfeder 73. Die erste Reibscheibe 79 hat einen geringeren Reibungskoeffizienten als die zweite Reibscheibe 72. Daher ist die durch die erste Reibscheibe 79 erzeugte Reibung (Hysteresedrehmoment) geringer als die durch die zweite Reibscheibe 72 erzeugte Reibung (Hysteresedrehmoment).
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Die dritte Reibscheibe 85 ist zwischen dem Flansch 54 und dem inneren Umfangsbereich der Kupplungsplatte 21 und an der äußeren Umfangsseite des Vorsprungs 52 angeordnet. Die dritte Reibscheibe 85 umfasst hauptsächlich einen ringförmigen Hauptkörper 87 und mehrere Eingriffselemente 88, die sich von dem Hauptkörper 87 in Richtung auf die Motorseite erstrecken.
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Der Hauptkörper 87 gelangt mit den Flächen des Flansches 54 und des Nabenflansches 6 auf der Motorseite und mit der Fläche der Kupplungsplatte 21 auf der Getriebeseite in Kontakt. Die Eingriffselemente 88 treten durch Öffnungen, die in der Kupplungsplatte 21 gebildet sind. Die dritte Reibscheibe 85 kann sich mittels der Eingriffselemente 88 als eine Einheit mit der Kupplungsplatte 21 drehen. Der Hauptkörper 87 ist in Eingriff mit der Öffnung 37 der Kupplungsplatte 21, so dass eine relative Drehung nicht möglich ist, und seine innere Umfangsfläche gelangt in Gleitkontakt mit der äußeren Umfangsfläche des Vorsprungs 52. Insbesondere ist die Kupplungsplatte 21 in der radialen Richtung über die dritte Reibscheibe 85 durch den Vorsprung 52 positioniert.
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Wie vorstehend erläutert, werden ein Mechanismus 14 zur Erzeugung einer hohen Reibung durch die erste Reibscheibe 79 und die dritte Reibscheibe 85 und ein Mechanismus 15 zur Erzeugung einer geringen Reibung durch die zweite Reibscheibe 72 und dritte Reibscheibe 85 gebildet. Wenn sich das Eingangsrotationselement 2, der Nabenflansch 6 und die Keilnabe 3 relativ zueinander drehen, wird durch den Mechanismus 14 zur Erzeugung einer hohen Reibung und durch den Mechanismus 15 zur Erzeugung einer geringen Reibung ein Hysteresedrehmoment erzeugt, und Torsionsschwingungen können durch den Dämpfungsmechanismus 4 wirksam absorbiert und gedämpft werden.
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3. Charakteristische Konfiguration der vorliegenden Erfindung
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Die charakteristische Konfiguration des erfindungsgemäßen Dämpfungsmechanismus 4 wird im Folgenden im Detail erläutert.
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Das Hauptmerkmal dieses Dämpfungsmechanismus 4 ist die Anordnung der Verbindungselemente 31. Wie in 3 gezeigt ist, sind die vier Verbindungselemente 31 insbesondere nicht in gleichem Abstand angeordnet. Die benachbarten Abstände sind stattdessen verschieden. Mit anderen Worten: die auf die Drehrichtung bezogenen Mitten der festgelegten Elemente 33 der Verbindungselemente 31 sind derart angeordnet, dass die benachbarten Abstände verschieden sind. Zum Beispiel ist ein erster Winkel A1, der durch die beiden in Drehrichtung beidseits der ersten Vorsprünge 49 angeordneten Verbindungselemente 31 gebildet wird, größer als ein zweiter Winkel A2, der durch die beiden Verbindungselemente 31 gebildet wird, die in Drehrichtung beidseits der zweiten Vorsprünge 57 angeordnet sind. Hier ist die Referenz für den ersten Winkel A1 und für den zweiten Winkel A2 (Abstandsreferenz) in der Drehrichtung die Mitte der Niete 27, die die festgelegten Elemente 33 der Verbindungselemente 31 festlegen (oder in der Drehrichtung die Mitte der Öffnungen 33a, durch welche die Niete 27 hindurchtreten). Die beiden Verbindungselemente 31, die auf der Seite R1 der beiden ersten Vorsprünge 49 vorgesehen sind, sind an gegenüberliegenden Stellen angeordnet, wobei die Rotationsachse O dazwischen liegt. Die beiden Verbindungselemente 31, die auf der Seite R2 der beiden ersten Vorsprünge 49 vorgesehen sind, sind ebenfalls an gegenüberliegenden Stellen angeordnet, wobei die Rotationsachse O dazwischen liegt.
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Bei dieser Konfiguration unterscheidet sich die Anordnung der Ausschnitte 43 des Nabenflansches 6 von der früheren Anordnung. Wie 3 zeigt, ist insbesondere die Form der Ausschnitte 43 komplementär zu der Form der korrespondierenden festgelegten Elemente 33, wobei diese Ausschnitte 43 geringfügig größer ausgebildet sind als die festgelegten Elemente 33. Dies deshalb, damit die festgelegten Elemente 33 bei der Montage in der axialen Richtung durch die Ausschnitte 43 hindurchtreten können. Wenn daher die Verbindungselemente 31 in verschiedenen benachbarten Abständen angeordnet sind, wie das vorstehend erwähnt wurde, sind dementsprechend auch die Ausschnitte 43 so angeordnet, dass die benachbarten Abstände verschieden sind. Dadurch können die ersten Fenster 41, die in dem durch den ersten Winkel A1 gebildeten Bereich angeordnet sind, in dem der Abstand der Verbindungselemente 31 größer ist, in der Drehrichtung größer sein als die zweiten Fenster 42, die in dem durch den zweiten Winkel A2 gebildeten Bereich angeordnet sind, in dem der Abstand der Verbindungselemente 31 kleiner ist.
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In 3 ist zum Beispiel gezeigt, dass die vier zweiten Schraubenfedern 8 alle gleich groß sind, dass aber die ersten Fenster 41 in der Drehrichtung größer sein können als die zweiten Fenster 42. Daher lässt sich in der Drehrichtung zwischen den ersten Kontaktflächen 44 der ersten Fenster 41 und den Enden der zweiten Schraubenfedern 8 ein Spalt sicherstellen. Der diesem Spalt entsprechende Torsionswinkel ist jeweils der Torsionswinkel θ2p und θ2n. Der auf der Seite R1 der Enden der zweiten Schraubenfedern 8 gebildete Spalt entspricht dem Spaltwinkel θ2p, während der auf der Seite R2 der Enden der zweiten Schraubenfedern 8 gebildete Spalt dem Spaltwinkel θ2n entspricht. Der Spaltwinkel θ2p ist kleiner bemessen als der Spaltwinkel θ2n.
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Da ein Spaltwinkel nur für die ersten Fenster 41 sichergestellt wird, wie das vorstehend erläutert wurde, können bei diesem Dämpfungsmechanismus 4 die Schraubenfedern 8 verwendet werden, um, wie nachstehend erläutert, zweistufige Torsionscharakteristiken zu erzielen.
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In 3 ist ebenfalls gezeigt, dass sich zusätzlich zu der vorstehenden Konfiguration die Positionen der auf die Drehrichtung bezogenen Mitten der Kontaktelemente 32 in der Drehrichtung von jenen der auf die Drehrichtung bezogenen Mitten der festgelegten Elemente 33 unterscheiden. Insbesondere ist die Lage der auf die Drehrichtung bezogenen Mitte der Kontaktelemente 33 in der Drehrichtung gegenüber den auf die Drehrichtung bezogenen Mitten der den Kontaktelementen 32 entsprechenden festgelegten Elemente 33 in Richtung des benachbarten kleineren Abstands verschoben, wobei die solchen Kontaktelementen 32 entsprechenden Verbindungselemente 31 als Referenz verwendet werden. Wenn beispielsweise in 3 das Verbindungselement 31 betrachtet wird, das auf der Seite R1 des ersten Vorsprungs 49 angeordnet ist, lässt sich erkennen, dass die auf die Drehrichtung bezogene Mitte des Kontaktelements 32 hinsichtlich der auf die Drehrichtung bezogenen Mitte des festgelegten Elements 33 auf der Seite R1 liegt. Wenn dieses Verbindungselement 31 als Referenz verwendet wird, ist die auf die Drehrichtung bezogene Mitte des Kontaktelements 32 in den Bereich verlagert, der durch den zweiten Winkel A2 gebildet wird und in dem der Abstand der Verbindungselemente 31 (zur Seite des zweiten Winkels A2) kleiner ist. Dies gilt auch für die anderen drei Verbindungselemente.
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Eine Verlagerung der Kontaktelemente 32 gegenüber den festgelegten Elementen 33 in der Drehrichtung führt dazu, dass das Positionsverhältnis der Anschlagflächen 50 und der ersten Vorsprünge 49 ein anderes ist als früher. Insbesondere bei diesem Dämpfungsmechanismus 4 sind die beiden Anschlagflächen 50, die an den ersten Vorsprüngen 49 gebildet sind, in Drehrichtung weiter nach außen angeordnet als die beiden ersten Kontaktflächen 44, die in den ersten Fenstern 41 gebildet sind. Die Anschlagfläche 50 auf der Seite R1 ist näher als die erste Kontaktfläche 44 an der Seite R1 angeordnet, und die Anschlagfläche 50 auf der Seite R2 ist näher als die erste Kontaktfläche 44 an der Seite R2 angeordnet. Deshalb ist die Länge der ersten Vorsprünge 49 in der Drehrichtung länger als die Länge der ersten Fenster 41 in der Drehrichtung.
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Zur Sicherstellung des Spaltwinkels θ3p sind die beiden an den zweiten Vorsprüngen 57 gebildeten Anschlagflächen 51 in Drehrichtung weiter nach innen angeordnet als die in den zweiten Fenstern 42 gebildeten beiden zweiten Kontaktflächen 47. Insbesondere ist die Anschlagfläche 51 auf der Seite R1 näher zur Seite R2 angeordnet als die zweite Kontaktfläche 47 auf der Seite R1, und die Anschlagfläche 51 auf der Seite R2 ist näher zu Seite R1 angeordnet als die zweite Kontaktfläche 47 auf der Seite R2. Deshalb ist die Länge der zweiten Vorsprünge 57 in Drehrichtung kürzer als die Länge der zweiten Fenster 42 in Drehrichtung.
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Der oben beschriebene Aufbau erlaubt eine Vergrößerung der Fenster 41 in der radialen Richtung und einen den ersten Fenstern 41 entsprechenden größeren Durchmesser der zweiten Schraubenfedern 8.
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Die Formulierung “in Drehrichtung nach außen“ bedeutet hier in Drehrichtung nach außen bei Verwendung der Mitte (in Drehrichtung gesehen) der ersten Vorsprünge 49 oder der Mitte (in Drehrichtung gesehen) der entsprechenden ersten Fenster 41 als Referenz. Die Formulierung “in Drehrichtung nach innen“ bedeutet hier in Drehrichtung nach innen bei Verwendung der Mitte (in Drehrichtung gesehen) des zweiten Vorsprungs 57 oder der Mitte (in Drehrichtung gesehen) des entsprechenden zweiten Fensters 42 als Referenz.
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4. Mechanisches Schaltdiagramm
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8 zeigt den vorstehend beschriebenen Dämpfungsmechanismus 4 in einem mechanischen Schaltdiagramm. In diesem mechanischen Schaltdiagramm ist die Relation der verschiedenen Elemente des Dämpfungsmechanismus 4 in der Drehrichtung schematisch dargestellt. Deshalb werden Elemente, die sich zusammen bzw. als eine Einheit drehen, als ein Element betrachtet.
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Wie 8 zeigt, ist der Nabenflansch 6 in der Drehrichtung zwischen dem Eingangsrotationselement 2 und der Keilnabe 3 angeordnet. Der Nabenflansch 6 ist in Drehrichtung über die ersten Schraubenfedern 7 elastisch mit der Keilnabe 3 verbunden. Der erste Anschlag 9 ist zwischen dem Nabenflansch 6 und der Keilnabe 3 gebildet. Die ersten Schraubenfedern 7 können innerhalb eines Bereichs erster Spaltwinkel θ1p und θ1n in dem ersten Anschlag komprimiert werden. Der Nabenflansch 6 ist in Drehrichtung über die zweiten Schraubenfedern 8 elastisch mit dem Eingangsrotationselement 2 verbunden. Der zweite Anschlag 10 ist zwischen dem Nabenflansch 6 und dem Eingangsrotationselement 2 gebildet. Die zweiten Schraubenfedern 8 können innerhalb eines Bereichs von Spaltwinkeln θ3p und θ3n in dem zweiten Anschlag 10 komprimiert werden. Wie vorstehend erläutert, sind das Eingangsrotationselement 2 und die Keilnabe 3 in Drehrichtung durch die ersten Schraubenfedern 7 und die zweiten Schraubenfedern 8, die in Reihe angeordnet sind, elastisch verbunden.
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Hier wirkt der Nabenflansch 6 als Zwischenelement, das zwischen den beiden Schraubenfederarten angeordnet ist. Die vorstehend beschriebene Konstruktion kann auch als eine Konstruktion betrachtet werden, bei der ein erster Dämpfer, der aus einer Vielzahl von ersten Schraubenfedern 7 und dem parallel dazu angeordneten ersten Anschlag 9 gebildet ist, und ein zweiter Dämpfer, der aus einer Vielzahl von zweiten Schraubenfedern 8 und dem parallel dazu angeordneten zweiten Anschlag 10 gebildet ist, in Reihe angeordnet sind. Die Steifigkeit der ersten Schraubenfedern 7 insgesamt ist wesentlich geringer bemessen als die Steifigkeit der zweiten Schraubenfedern 8 insgesamt. Demzufolge werden die zweiten Schraubenfedern 8 in Drehrichtung innerhalb eines Torsionswinkelbereichs bis hin zu den ersten Spaltwinkeln θ1 und θ1n überhaupt kaum komprimiert.
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5. Betrieb
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Die Torsionscharakteristiken und die Funktionsweise des Dämpfungsmechanismus der Kupplungsscheibenanordnung 1 werden nachfolgend mit Bezug auf die 8 bis 12 beschrieben. Die 9 bis 11 sind mechanische Schaltdiagramme während des Betriebs, wohingegen 12 ein Graph der Torsionscharakteristiken ist. Die folgende Beschreibung ist die der positiven Torsionscharakteristiken, wobei das Eingangsrotationselement 2 gegenüber der Keilnabe 3 aus dem in 8 gezeigten Neutralzustand zur Seite R1 verdreht wird. Das gleiche gilt für die negativen Torsionscharakteristiken, so dass diese hier nicht eigens beschrieben werden.
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Das Eingangsrotationselement 2 wird gegenüber der Keilnabe 3 aus dem in 8 gezeigten Neutralzustand zur Seite R1 verdreht, das heißt, zur Drehantriebsseite. Da hier die Federkonstante der ersten Schraubenfedern 7 kleiner ist als die Federkonstante der zweiten Schraubenfedern 8, werden die zweiten Schraubenfedern 8 nicht komprimiert, jedoch werden die ersten Schraubenfedern 7 in Drehrichtung zwischen der Keilnabe 3 und dem Nabenflansch 6 komprimiert. Die relative Drehung zwischen der Keilnabe 3 und dem Nabenflansch 6 bewirkt ein Rutschen in dem Mechanismus 15 für die Erzeugung einer geringen Reibung. Wie 12 zeigt, erhält man dadurch die Charakteristiken einer geringen Steifigkeit und eines niedrigen Hysteresedrehmoments innerhalb eines Torsionswinkelbereichs von 0 bis θ1p. In dem Zustand, der in 9 veranschaulicht ist, kontaktieren die äußeren umfangsseitigen Zähne 55 des Flansches 54 und die inneren umfangsseitigen Zähne 59 des Nabenflansches 6 einander in der Drehrichtung, und es kommt der erste Anschlag 9 zum Einsatz. Infolgedessen drehen sich die Keilnabe 3 und der Nabenflansch 6 als eine Einheit, wenn sich der Torsionswinkel des Eingangsrotationselements 2 ausgehend von dem in 9 gezeigten Zustand vergrößert.
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Wenn das Eingangsrotationselement 2 ausgehend von dem in 9 gezeigten Zustand weiter zur Seite R1 verdreht wird, werden die zweiten Schraubenfedern 8 in der Drehrichtung zwischen dem Nabenflansch 6 und dem Eingangsrotationselement 2 komprimiert. Hier wird zwischen den ersten Kontaktflächen 44 der ersten Fenster 41 und den Enden der zweiten Schraubenfedern 8 einer erster Spaltwinkel θ2p sichergestellt. Wie in 10 gezeigt ist, werden daher in einem von dem Torsionswinkel θ1p bis zu dem Torsionswinkel θ1p + θ2p reichenden Bereich nur die in den zweiten Fenstern 42 enthaltenen zweiten Schraubenfedern 8 komprimiert. An diesem Punkt wird zusätzlich zu dem Mechanismus 15 für die Erzeugung einer geringen Reibkraft in dem Mechanismus 14 für die Erzeugung einer hohen Reibkraft ein Reibwiderstand erzeugt.
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Wenn das Eingangsrotationselement 2 ausgehend von dem in 10 gezeigten Zustand weiter zur Seite R1 verdreht wird, werden zusätzlich zu den beiden zweiten Schraubenfedern 8 in den Fenstern 42 auch die beiden zweiten Schraubenfedern 8 in den Fenstern 41 komprimiert. Sobald der Torsionswinkel den Wert θ1p + θ3p erreicht, gelangen die Verbindungselemente 31 und die ersten Vorsprünge 49 sowie die Verbindungselemente 31 und die zweiten Vorsprünge 57 in Drehrichtung in Kontakt miteinander, und es kommt der zweite Anschlag 10 zum Einsatz. Wie insbesondere 12 zeigt, werden mit diesem Dämpfungsmechanismus in einem von dem Torsionswinkel θ1p + θ2p zu dem Torsionswinkel θ1p + θ3p reichenden Bereich dreistufige Torsionscharakteristiken realisiert, und sobald der Torsionswinkel den Wert θ1p + θ3p erreicht, wird das in das Eingangsrotationselement 2 eingeleitete Drehmoment von der Keilwelle 3 abgegeben.
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Wie vorstehend beschrieben, werden bei dieser Kupplungsscheibenanordnung 1 dreistufige Torsionscharakteristiken durch die ersten Schraubenfedern 7, die zweiten Schraubenfedern 8 und die Spaltwinkel θ1p, θ2p und θ3p realisiert.
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6. Funktionsweise und Wirkung
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Da bei dieser Kupplungsscheibenanordnung 1 die benachbarten Verbindungselemente 31 verschiedene Abstände haben, kann der Bereich rund um die ersten Fenster 41 des Nabenflansches 6 größer sein. Dadurch können auch die ersten Fenster 41 des Nabenflansches 6 bzw. die zweiten Schraubenfedern 8 in den ersten Fenstern 41 größer sein.
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Wie vorstehend erläutert wurde, können in diesem Fall zum Beispiel die Spaltwinkel θ2p und θ2n zwischen den ersten Fenstern 41 und den zweiten Schraubenfedern 8 sichergestellt werden, oder es können die zweiten Schraubenfedern 8 vergrößert werden, ohne Spaltwinkel vorzusehen. Es ist auch möglich, lediglich einen der Spaltwinkel θ2p und θ2n sicherzustellen.
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Auf diese Weise können mit diesem Dämpfungsmechanismus 4 verschiedene Torsionscharakteristiken realisiert werden, wobei die konstruktiven Änderungen minimal sind. Mit anderen Worten: Die Gestaltungsbreite wird erheblich vergrößert.
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7. Andere Ausführungsformen
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Die spezielle Ausgestaltung der Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt. Es sind verschiedene Modifikationen und Änderungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Bei vorstehender Ausführungsform wurde als Beispiel die Kupplungsscheibenanordnung 1 mit dem eingebauten Dämpfungsmechanismus 4 beschrieben, wobei die Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist. Die Erfindung kann beispielsweise auch bei einem Zweimassen-Schwungrad, einer Überbrückungskupplung für eine Fluid-Drehmomentübertragungsvorrichtung oder einer anderen derartigen Kraftübertragungsvorrichtung zur Anwendung kommen.
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GEWERBLICHER NUTZEN
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Mit dem erfindungsgemäßen Dämpfungsmechanismus kann die Gestaltungsbreite bei minimalen konstruktiven Änderungen vergrößert werden, weshalb der erfindungsgemäße Dämpfungsmechanismus auf dem Gebiet von Kraftübertragungsvorrichtungen von Nutzen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplungsscheibenanordnung
- 2
- Eingangsrotationselement (Paar erster Rotationselemente)
- 3
- Keilnabe
- 4
- Dämpfungsmechanismus
- 5
- Reibungserzeugungsmechanismus
- 6
- Nabenflansch (zweites Rotationselement)
- 7
- erste Schraubenfeder
- 8
- zweite Schraubenfeder (elastisches Element)
- 9
- erster Anschlag
- 10
- zweiter Anschlag
- 14
- Mechanismus zur Erzeugung einer hohen Reibung
- 15
- Mechanismus zur Erzeugung einer geringen Reibung
- 21
- Kupplungsplatte (erstes Rotationselement)
- 22
- Halteplatte (erstes Rotationselement)
- 23
- Kupplungsscheibe
- 24
- Dämpfungsplatte
- 24a
- ringförmiges Element
- 24b
- Dämpfungselement
- 24c
- festgelegtes Element
- 25
- Reibbeläge
- 26
- Niet
- 27
- Niet
- 28
- erstes Hauptkörperelement
- 29
- zweites Hauptkörperelement
- 31
- Verbindungselement
- 32
- Kontaktteil
- 33
- festgelegtes Element
- 35
- Stützelement
- 35a
- gebördelter Bereich
- 35b
- gebördelter Bereich
- 36
- Kontaktfläche
- 37
- zentrale Öffnung
- 38
- zentrale Öffnung
- 39
- Anschlagfläche (Verbindungselement)
- 41
- erstes Fenster
- 42
- zweites Fenster
- 43
- Ausschnitt
- 44
- erste Kontaktfläche (Endfläche)
- 47
- zweite Kontaktfläche (Endfläche)
- 49
- erster Vorsprung (Vorsprung)
- 50
- Anschlagfläche (Endfläche)
- 51
- Anschlagfläche (Endfläche)
- 52
- Vorsprung
- 53
- Kerböffnung
- 54
- Flansch
- 55
- äußere umfangsseitige Zähne
- 56
- erster Ausschnitt
- 57
- zweiter Vorsprung (Vorsprung)
- 58
- zweite Ausschnitt
- 59
- innere umfangsseitige Zähne
- 72
- zweite Reibscheibe
- 73
- zweite Kegelfeder
- 74
- Hauptkörper (der zweiten Reibscheibe)
- 76
- Eingriffselement (der zweiten Reibscheibe)
- 77
- Vertiefung (der zweiten Reibscheibe)
- 79
- erste Reibscheibe
- 81
- Hauptkörper (der ersten Reibscheibe)
- 80
- erste Kegelfeder
- 82
- Vorsprünge (der ersten Reibscheibe)
- 85
- dritte Reibscheibe
- 87
- Hauptkörper (der dritten Reibscheibe)
- 88
- Eingriffselement (der dritten Reibscheibe)
- A1
- erster Winkel
- A2
- zweiter Winkel
- O-O
- Rotationsachse
- R1
- Antriebsseite in Drehrichtung (positive Seite)
- R2
- entgegen gesetzte Seite in Drehrichtung (negative Seite)
- θ1p
- Spaltwinkel
- θ1n
- Spaltwinkel
- θ2p
- Spaltwinkel
- θ2n
- Spaltwinkel
- θ3p
- Spaltwinkel
- θ3n
- Spaltwinkel
- θ4
- Winkel der Versetzung der Stützelemente
