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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schwungradanordnung mit einem Dämpfungsmechanismus.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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In dem Getriebezug eines Fahrzeugs sind verschiedene Vorrichtungen zur Übertragung der von einem Motor erzeugten Kraft installiert. Beispiele für derartige Vorrichtungen sind unter anderem Kupplungsvorrichtungen und Schwungradanordnungen. Zur Dämpfung von Drehschwingungen wird in diesen Vorrichtungen ein Dämpfungsmechanismus verwendet (siehe z. B. Patentliteratur 1 und 2).
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DOKUMENTLISTE
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PATENTLITERATUR
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- Patentliteratur 1 Offengelegte Japanische Patentpublikation Nr. 7-208547
- Patentliteratur 2 Offengelegte Japanische Patentpublikation Nr. 9-242825
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ÜBERSICHT DER ERFINDUNG
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Eine Schwungradanordnung umfasst beispielsweise ein erstes Schwungrad, ein zweites Schwungrad und einen Dämpfungsmechanismus. Das erste Schwungrad ist an einer Kurbelwelle eines Motors befestigt. Der Dämpfungsmechanismus verbindet das erste Schwungrad in einer Drehrichtung elastisch mit dem zweiten Schwungrad.
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Insbesondere hat der Dämpfungsmechanismus eine Mehrzahl von Schraubenfedern, die das erste Schwungrad und das zweite Schwungrad in einer Drehrichtung elastisch miteinander verbinden. Die Schraubenfedern sind derart angeordnet, dass sie zwischen dem ersten Schwungrad und dem zweiten Schwungrad hintereinander wirken. Die Enden der Schraubenfedern sind an Federsitzen gehalten. Die Federsitze sind beispielsweise derart angeordnet, dass sie in einer radialen Richtung an dem ersten Schwungrad anliegen. Da die Schraubenfedern in einem vorkomprimierten Zustand zwischen dem ersten Schwungrad und dem zweiten Schwungrad angeordnet sind, werden die Federsitze stets in einer radialen Richtung nach außen an das erste Schwungrad gedrückt.
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Wenn sich das zweite Schwungrad gegenüber dem ersten Schwungrad dreht, werden die Schraubenfedern zwischen dem ersten Schwungrad und dem zweiten Schwungrad zusammengedrückt. Während dieser Kompression bewegen sich die Federsitze in einer Drehrichtung gegenüber dem ersten Schwungrad und stützen dabei die Endabschnitte der Schraubenfedern. Folglich gleiten die Federsitze gegenüber dem ersten Schwungrad, und es wird ein Drehwiderstand zwischen dem ersten Schwungrad und dem zweiten Schwungrad erzeugt.
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Während die Drehgeschwindigkeit des Schwungrads zunimmt, vergrößert sich auch die auf die Schraubenfedern und auf die Federsitze wirkende Zentrifugalkraft, und die zwischen den Federsitzen und dem ersten Schwungrad erzeugte Reibkraft wird extrem hoch. Dies erschwert die Bewegung der Federsitze in einer Drehrichtung gegenüber dem ersten Schwungrad und verhindert die Kompression der Schraubenfedern. Die Schwingungsdämpfungsleistung der Schwungradanordnung nimmt folglich ab.
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Insbesondere ist die Torsionssteifigkeit des Dämpfungsmechanismus größer, wenn eine Schraubenfeder von der Vielzahl von Schraubenfedern unabhängig komprimiert wird, als wenn die Vielzahl von Schraubenfedern hintereinander komprimiert wird. Demzufolge ist es nicht wahrscheinlich, dass nur eine am Ende der Vielzahl von Schraubenfedern angeordnete Schraubenfeder komprimiert wird.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Schwungradanordnung, bei der sich ein Abfall der Vibrationsdämpfungsleistung verhindern lässt.
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Eine Schwungradanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein erstes Drehelement, ein zweites Drehelement, ein erstes elastisches Element, ein erstes Sitzelement und ein zweites elastisches Element. Das zweite Drehelement ist hinsichtlich des ersten Drehelements drehbar angeordnet. Das erste elastische Element verbindet das erste Drehelement in einer Drehrichtung elastisch mit dem zweiten Drehelement und ist in einem vorkomprimierten Zustand zwischen dem ersten Drehelement und dem zweiten Drehelement angeordnet. Das zweite Sitzelement stützt einen Endbereich des ersten elastischen Elements und wird in einer Richtung radial nach außen an das erste Drehelement gedrückt. Das zweite elastische Element hat eine geringere Steifigkeit als das erste elastische Element und ist in einem vorkomprimierten Zustand zwischen dem zweiten Drehelement und dem ersten Sitzelement angeordnet. Das zweite elastische Element ist derart angeordnet, dass es in Reihe mit dem ersten elastischen Element wirkt.
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Wenn zum Beispiel eine hohe Zentrifugalkraft auf das erste Sitzelement wirkt, dreht sich das erste Sitzelement nicht relativ zu dem ersten Drehelement. In diesem Fall wird das erste elastische Element nicht komprimiert, und das zweite elastische Element wird zwischen dem zweiten Drehelement und dem ersten Sitzelement komprimiert.
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Da bei dieser Schwungradanordnung die Steifigkeit des zweiten elastischen Elements geringer ist als die Steifigkeit des ersten elastischen Elements, ist die Torsionssteifigkeit der Schwungradanordnung nicht so viel höher, wenn nur das zweite elastische Element komprimiert wird, als wenn der Reihe nach das erste und das zweite elastische Element komprimiert werden. Infolgedessen kann ein Abfall der Vibrationsdämpfungsleistung verhindert werden, wenn die Drehgeschwindigkeit der Schwungradanordnung hoch und die Bewegung des ersten Sitzelements eingeschränkt ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Draufsicht einer Schwungradanordnung;
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2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie II-II von 1;
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3 ist eine Draufsicht einer Schwungradanordnung;
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4 ist eine Draufsicht einer Schwungradanordnung;
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5 ist eine Schnittansicht entlang der Linie V-V von 3;
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6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI von 4;
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7(A) ist eine Schnittansicht eines ersten Federsitzes und (B) ist eine Draufsicht des ersten Federsitzes;
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8(A) ist eine Draufsicht eines zweiten Federsitzes und (B) ist eine Schnittansicht des zweiten Federsitzes;
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9 ist eine Schnittansicht entlang der Linie IX-IX von 3;
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10 ist ein mechanisches Schaltdiagramm (Neutralzustand);
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11 ist eine Diagramm der Torsionscharakteristik;
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12 ist ein mechanisches Schaltdiagramm (positiver Antriebszustand);
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13 ist ein mechanisches Schaltdiagramm (Rückwärtsantriebszustand);
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Gesamtkonfiguration
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Eine Schwungradanordnung 1 wird nunmehr anhand der 1 bis 13 erläutert. In 2, 5 und 6 ist ein Motor (nicht dargestellt) auf der linken Seite und ein Getriebe (nicht dargestellt) auf der rechten Seite angeordnet. Im Folgenden wird die linke Seite in 2, 5 und 6 als „Motorseite” (Beispiel der ersten Seite in axialer Richtung) und die rechte Seite als „Getriebeseite” bezeichnet. 10 ist ein mechanisches Schaltungsdiagramm des Dämpfungsmechanismus 4 in einem Neutralzustand. Ein Neutralzustand ist ein Zustand, in dem auf die Schwungradanordnung 1 keine Kraft ausgeübt wird. 11 ist ein Diagramm der Torsionscharakteristik des Dämpfungsmechanismus 4. 12 und 13 sind mechanische Schaltungsdiagramme für den Dämpfungsmechanismus 4 während des Betriebs. 12 entspricht einer positiven Seite des Torsionscharakteristik-Diagramms (positiver Antriebszustand), und 13 entspricht einer negativen Seite des Torsionscharakteristik-Diagramms (negativer Antriebszustand).
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Wie 1 zeigt, ist die Schwungradanordnung 1 eine Vorrichtung zur Übertragung der von dem Motor erzeugten Kraft über eine Kupplungsvorrichtung (nicht gezeigt) auf ein Getriebe. Die Schwungradanordnung 1 umfasst ein erstes Schwungrad 2 (Beispiel eines ersten Drehelements), ein zweites Schwungrad 3 (Beispiel eines zweiten Drehelements), einen Dämpfungsmechanismus 4 und einen Reibungserzeugungsmechanismus 5.
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Erstes Schwungrad
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Das erste Schwungrad 2 ist ein Element, auf das eine von dem Motor erzeugte Kraft ausgeübt wird und das mit einem Bolzen 28 an der Kurbelwelle (nicht gezeigt) eines Motors befestigt ist. Das erste Schwungrad 2 hat eine erste Platte 21, eine zweite Platte 22, ein Stützelement 23 und eine Druckplatte 26.
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Die erste Platte 21 hat einen ersten Plattenhauptkörper 21a, zwei erste Seitenbereiche 21b und einen zylindrischen Bereich 21c, der sich in einer axialen Richtung von einem äußeren Umfangsbereich des ersten Plattenhauptkörpers 21a und des ersten Seitenbereichs 21b erstreckt.
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Die ersten Seitenbereiche 21b sind Bereiche, die sich weiter als der erste Plattenhauptkörper 21a nach außen in Richtung auf den Motor wölben und die zum Beispiel durch ein Pressformverfahren hergestellt sind. Die beiden ersten Seitenbereiche 21b sind in einer Drehrichtung abstandsgleich angeordnet. Die beiden ersten Seitenbereiche 21b sind in Regionen ausgebildet, die zwei ersten Federgruppen 49 und zwei zweiten Federgruppen 48 (an späterer Stelle erläutert) entsprechen. Eine geneigte Fläche 21e (Beispiel einer ersten geneigten Fläche), die mit Bezug auf eine axiale Richtung geneigt ist, ist an einem inneren Umfangsbereich der ersten Seitenbereiche 21b gebildet. Die geneigte Fläche 21e kann relativ zu einer ersten geneigten Gleitfläche 44d (an späterer Stelle erläutert) eines zweiten Federsitzes 44 und relativ zu einer zweiten geneigten Fläche 43d (an späterer Stelle erläutert) eines ersten Federsitzes 43 gleiten.
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Die zweite Platte 22 ist ein ringförmiges Element, das an dem zylindrischen Bereich 21c befestigt ist und hat einen zweiten Plattenhauptkörper 22a, zwei zweite Seitenbereiche 22b, einen inneren zylindrischen Bereich 22c, eine Mehrzahl von Stützvorsprüngen 22d und eine Mehrzahl von Vertiefungen 22f.
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Die zweiten Seitenbereiche 22b sind Bereiche, die sich weiter als der zweite Plattenhauptkörper 22a nach außen in Richtung Getriebe wölben und die zum Beispiel durch ein Pressformverfahren hergestellt sind. Die beiden zweiten Seitenbereiche 22b sind in einer Drehrichtung abstandsgleich angeordnet. Die beiden Seitenbereiche 22b sind in Regionen ausgebildet, die zwei ersten Federgruppen 49 und zwei zweiten Federgruppen 48 (an späterer Stelle erläutert) entsprechen. Eine geneigte Fläche 22e (Beispiel einer ersten geneigten Fläche), die mit Bezug auf eine axiale Richtung geneigt ist, ist an einem inneren Umfangsbereich der zweiten Seitenbereiche 22b gebildet. Die geneigte Fläche 22e bildet mit der geneigten Fläche 21e ein Paar und kann relativ zu der ersten geneigten Gleitfläche 44d (an späterer Stelle erläutert) des zweiten Federsitzes 44 und relativ zu der zweiten geneigten Gleitfläche 43d (an späterer Stelle erläutert) des ersten Federsitzes 43 gleiten.
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Da die zweiten Seitenbereiche 22b den ersten Seitenbereichen 21b in einer axialen Richtung gegenüberliegend angeordnet sind, können die ersten Seitenbereiche 21b und die zweiten Seitenbereiche 22b einen verhältnismäßig großen Raum für die Anordnung der ersten Federgruppen 49 und der zweiten Federgruppen 48 in einem äußeren Umfangsbereich des ersten Schwungrads 2 bilden. Da sich, wie in 2 gezeigt ist, in eine Drehrichtung weisende Kantenbereiche der ersten Seitenbereiche 21b und in eine Drehrichtung weisende Kantenbereiche der zweiten Seitenbereiche 22b in einer Drehrichtung an die Federn 44 anlegen können, stützen die ersten Seitenbereiche 21b und die zweiten Seitenbereiche 22b den zweiten Federsitz 44 in einer Drehrichtung. Bei dem ersten Schwungrad 2 dient ein Stützbereich 2a als ein Bereich, der den zweiten Federsitz 44 in einer Drehrichtung stützt.
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Die Stützvorsprünge 22d springen von den zweiten Seitenbereichen 22b in Richtung auf das Getriebe vor und sind zum Beispiel durch Prägen hergestellt. Zusätzlich zu der Herstellung der Stützvorsprünge 22d sind Vertiefungen 22f, die in Richtung auf das Getriebe eingedrückt sind, als die Stützvorsprünge 22d an der axial gegenüberliegenden Seite gebildet. Die Stützvorsprünge 22d sind in einer Umfangsrichtung abstandsgleich angeordnet. Ebenso sind die Vertiefungen 22f in einer Umfangsrichtung abstandsgleich angeordnet. Der innere zylindrische Bereich 22c ist ein zylindrischer Bereich, der sich von einem inneren Umfangsbereich des zweiten Plattenhauptkörpers 22a in Richtung auf den Motor erstreckt und an einem Dichtungsring 38 (später erläutert) anliegt.
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Das Stützelement 23 hat einen ringförmigen Stützelementhauptkörper 23a, einen ringförmigen Vorsprung 23b und einen ringförmigen Gleitbereich 23c. Der Stützelementhauptkörper 23a ist zusammen mit der ersten Platte 21 durch einen Bolzen 28 an der Kurbelwelle befestigt. Der ringförmige Vorsprung 23b ist ein ringförmiger Vorsprung, der von einem inneren zylindrischen Bereich des Stützelementhauptkörpers 23a in Richtung auf den Motor vorspringt und der zur Positionierung der ersten Platte 21 in einer radialen Richtung dient. Der Gleitbereich 23c ist ein Bereich, der sich von dem Stützelementhauptkörper 23a in einer radialen Richtung erstreckt und der relativ zu einer zweiten Reibplatte 55 des Reibungserzeugungsmechanismus 5 gleitet. Ein Lager 39 ist auf einem äußeren Umfangsbereich des Stützelementhauptkörpers 23a montiert.
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Die Druckplatte 26 ist ein Element zum Drücken des Lagers 39 in eine axiale Richtung und ist zusammen mit der ersten Platte 21 und dem Stützelement 23 durch den Bolzen 28 an der Kurbelwelle befestigt.
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Zweites Schwungrad
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Das zweite Schwungrad 3 ist ein Element, das derart angeordnet ist, dass es sich relativ zu dem ersten Schwungrad 2 drehen kann, und hat einen zweiten Schwungradhauptkörper 31 und eine Ausgangsplatte 33 (Beispiel eines Kraftübertragungsteils). Das zweite Schwungrad 3 ist durch das Lager 39 derart gehalten, dass es sich relativ zu dem ersten Schwungrad 2 drehen kann.
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Der zweite Schwungradhauptkörper 31 ist ein ringförmiges Element, das auf einer Getriebeseite der zweiten Platte 22 angeordnet ist, und hat einen Stützbereich 31a und einen Reibbereich 31b.
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Der Stützbereich 31a ist ein ringförmiger Bereich, der durch das Lager 39 derart gehalten ist, dass er sich relativ zu dem ersten Schwungrad 2 drehen kann, und ist radial innerhalb der zweiten Platte 22 angeordnet. Ein Dichtungsring 38 ist in eine Nut 31c des Stützbereichs 31a eingesetzt. Der Dichtungsring 38 dient zur Abdichtung eines Gehäuseraums S des ersten Schwungrads 2 gegenüber einem Raum außerhalb des ersten Schwungrads 2. Der Gehäuseraum S ist mit einem Schmieröl gefüllt. Die Ausgangsplatte 33 ist mit Nieten 32 an dem Stützbereich 31a befestigt.
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Der Reibbereich 31b ist ein ringförmiger Bereich, der an einen Reibbelag (nicht gezeigt) einer Kupplungsscheibenanordnung gedrückt wird und der an einem äußeren Umfangsbereich des Stützbereichs 31a vorgesehen ist. Der Reibbereich 31b ist auf einer Getriebeseite der zweiten Platte 22 angeordnet und weiter als der Stützbereich 31a nach außen zu dem Getriebe gewölbt.
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Die Ausgangsplatte 33 ist in dem Gehäuseraum S angeordnet und an dem Stützbereich 31a befestigt. Die Ausgangsplatte 33 hat einen ringförmigen Hauptkörperbereich 33a und zwei Übertragungsbereiche 33e, die sich von dem Hauptkörperbereich 33a in einer radialen Richtung erstrecken.
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Der Hauptkörperbereich 33a ist ein ringförmiger Bereich, der an dem Stützbereich 31a befestigt ist. Eine Mehrzahl von Kerben 33d ist in einem inneren Umfangsbereich des Hauptkörperbereichs 33a gebildet und in einer Umfangsrichtung gleich beabstandet. Vorsprünge 52b (später erläutert) einer zweiten Hülse 52 sind in die Kerben 33d eingesetzt. Dadurch können sich die zweite Hülse 52 und das zweite Schwungrad 3 als eine integrale Einheit drehen.
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Die Übertragungsbereiche 33e sind Bereiche, auf welche Kraft, die auf das erste Schwungrad 2 übertragen wurde, durch die beiden ersten Federgruppen 49 und die beiden zweiten Federgruppen 48 übertragen wird und die jeweils einen ersten vorspringenden Bereich 33c und ein Paar zweiter vorspringender Bereiche 33b aufweisen. Der erste vorspringende Bereich 33c und die zweiten vorspringenden Bereiche 33b sind zum Beispiel unter Anwendung eines Pressformverfahrens hergestellt.
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Der erste vorspringende Bereich 33c ist ein plattenähnlicher Bereich, der in einer radialen Richtung von dem Hauptkörperbereich 33a nach außen vorspringt. Der erste vorspringende Bereich 33c hat einen Mittelbereich 33h (Beispiel eines Hauptkörpers des ersten vorspringenden Bereichs), der in einer axialen Richtung in der gleichen Position angeordnet ist wie der Hauptkörperbereich 33a, und ein Paar von äußeren Bereichen 33i, die in einer axialen Richtung weiter als der Mittlebereich 33h in Richtung auf das Getriebe gewölbt sind. Das Paar von äußeren Bereichen 33i ist in einer Drehrichtung auf beiden Seiten des Mittelbereichs 33h angeordnet.
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Die zweiten vorspringenden Bereiche 33b sind Bereiche, die sich in einer axialen Richtung von den in Drehrichtung weisenden Kantenbereichen des ersten vorspringenden Bereichs 33c (speziell der äußeren Bereiche 33i) in Richtung auf den Motor erstrecken und jeweils einen Kontaktbereich 33f und einen Verstärkungsbereich 33g aufweisen. Der Kontaktbereich 33f ist ein Bereich, der sich in einer radialen Richtung erstreckt und hat eine Kontaktfläche 33j, die in einer Drehrichtung mit dem zweiten Federsitz 44 (später erläutert) in Kontakt treten kann. Eine Dickenrichtung des Kontaktbereichs 33f (Richtung der Linie senkrecht zur Kontaktfläche 33j) ist im Wesentlichen die gleiche wie die Drehrichtung. Der Verstärkungsbereich 33g ist ein Bereich, der einen radial inneren Endbereich des Kontaktbereichs 33f mit einem äußeren Umfangsbereich des Hauptkörperbereichs 33a verbindet und sich von dem radial inneren Endbereich des Kontaktbereichs 33f zu einer Seite erstreckt, in deren Richtung die Kontaktfläche 33j weist. Wie die 3 und 4 zeigen, hat der Verstärkungsbereich 33g einen gekrümmten Bereich. Eine axiale Dimension des Verstärkungsbereichs 33g ist die gleiche wie eine axiale Dimension des Kontaktbereichs 33f. Da sich die äußeren Bereiche 33i weiter als der Mittelbereich 33h in Richtung auf das Getriebe wölben, kann die axiale Dimension L des Kontaktbereichs 33f vergleichsweise groß gestaltet sein. Folglich kann der Oberflächenbereich der Kontaktfläche 33j groß bemessen sein. Insbesondere der Kontaktflächenbereich zwischen dem Kontaktbereich 33f und dem zweiten Federsitz 44 beträgt 250 mm2 oder mehr.
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Dämpfungsmechanismus
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Der Dämpfungsmechanismus 4 ist ein Mechanismus, der das erste Schwungrad 2 und das zweite Schwungrad 3 in einer Drehrichtung elastisch miteinander verbindet und der vier erste Federgruppen 49 (Beispiel eines ersten elastischen Elements), vier zweite Federgruppen 48 (Beispiel eines zweiten elastischen Elements), sechs erste Federsitze 43 (Beispiel eines ersten Sitzelements) und vier zweite Federsitze 44 (Beispiel eines zweiten Sitzelements) aufweist. Der Dämpfungsmechanismus 4 hat eine erste Platte 21, eine zweite Platte 22 und die bereits beschriebene Ausgangsplatte 33.
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Die ersten Federsitze 49 haben erste Hauptfedern 45 und erste Hilfsfedern 46. Die ersten Hilfsfedern 46 sind in den ersten Hauptfedern 45 derart angeordnet, dass sie parallel zu den ersten Hauptfedern wirken. Die zweiten Federgruppen 48 haben zweite Hauptfedern 41 und zweite Hilfsfedern 42. Die zweiten Hilfsfedern 42 sind in den zweiten Hauptfedern 41 derart angeordnet, dass sie parallel zu den zweiten Hauptfedern wirken. Die zweiten Federgruppen 48 sind zwischen den ersten Federgruppen 49 und den Übertragungsbereichen 33e (insbesondere zwischen den ersten Federsitzen 43 und den Übertragungsbereichen 33e) angeordnet. Ein Paar zweiter Federgruppen 48 ist an beiden Enden der vier Federgruppen angeordnet, die in Reihe wirken.
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Die Steifigkeit der zweiten Federgruppen 48 ist geringer bemessen als die Steifigkeit der ersten Federgruppen 49. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Steifigkeit der ersten Federgruppen 49 höher bemessen ist als die Steifigkeit der zweiten Federgruppen 48. Folglich ist in dem Torsionscharakteristik-Diagramm von 11 die Steifigkeit der zweiten Federgruppe 48 mit einer Kennlinie C und die Steifigkeit der ersten Federgruppe 49 mit einer Kennlinie B angegeben, die steiler ist als die Kennlinie C. Wenn zwei zweite Federgruppen 48 und zwei erste Federgruppen 49 der Reihe nach komprimiert werden, entspricht die Steifigkeit einer Kennlinie A, die weniger steil ist als die Kennlinie B und die Kennlinie C.
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Die beiden zweiten Federgruppen 48 und die beiden ersten Federgruppen 49 sind in einem vorkomprimierten Zustand in einem ersten Gehäuseabschnitt B1, der durch die ersten Seitenbereiche 21b, die zweiten Seitenbereiche 22b und den zylindrischen Bereich 21c gebildet ist, derart angeordnet, dass sie in Reihe wirken können. In diesem Zustand sind die zweiten Federsitze 44, die zwischen den zweiten Federgruppen 48 und den Übertragungsbereichen 33e angeordnet sind, in einer Drehrichtung in Kontakt mit den in Drehrichtung weisenden Kantenbereichen der ersten Seitenbereiche 21b und mit den in Drehrichtung weisenden Kantenbereichen der zweiten Seitenbereiche 22b.
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Insbesondere hat jeder der zweiten Federsitze 44 einer ersten Sitzhauptkörper 44c, einen ersten äußeren Stützbereich 44a und einen ersten inneren Stützbereich 44b. Der erste Stützbereich 44c stützt einen Endbereich einer zweiten Federgruppe 48 in einer Drehrichtung. Der erste äußere Stützbereich 44a ist ein Bereich, der sich in einer Drehrichtung von einem radial äußeren Bereich des ersten Sitzhauptkörpers 44c erstreckt und dazu dient, einen Endbereich der zweiten Federgruppe 48 in einer radialen Richtung zu stützen.
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Der erste äußere Stützbereich 44a kann relativ zu dem zylindrischen Bereich 21c der ersten Platte 21 gleiten.
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Die ersten inneren Stützbereiche 44b sind Bereiche, die sich in einer Drehrichtung von radial inneren Bereichen der ersten Sitzhauptkörper 44c erstrecken und dazu dienen, die Endbereiche der zweiten Federgruppen 48 in einer radialen Richtung zu stützen. Die ersten inneren Stützbereiche 44b und die ersten äußeren Stützbereiche 44a stützen die Endbereiche der zweiten Federgruppen 48 nicht nur in einer radialen Richtung, sondern auch in einer axialen Richtung.
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Die ersten inneren Stützbereiche 44b haben in einer Drehrichtung eine kürzere Länge als die ersten äußeren Stützbereiche 44a. Jeder der ersten inneren Stützbereiche 44b hat ein Paar von ersten geneigten Flächen 44d (Beispiel einer zweiten geneigten Fläche), die auf axial gegenüberliegenden Seiten des ersten inneren Stützbereichs 44b symmetrisch angeordnet sind. Die ersten geneigten Gleitflächen 44d sind sowohl mit Bezug auf die axiale als auch die radiale Richtung geneigt und sind in der Drehrichtung über den gesamten ersten inneren Stützbereich 44b gebildet. Zum Beispiel sind die geneigten Gleitflächen 44d mit Bezug auf eine Drehachse um etwa 45 Grad geneigt. Die ersten geneigten Gleitflächen 44d können relativ zu den geneigten Flächen 21e gleiten.
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Die ersten Federsitze 43 sind zwischen benachbarten zweiten Federgruppen 48 und ersten Federgruppen 49 angeordnet. Erste Federsitze 43 sind ebenfalls zwischen benachbarten ersten Federgruppen 49 angeordnet. Jeder der zweiten Federsitze 43 hat einen zweiten Sitzhauptkörper 43c, einen zweiten äußeren Stützbereich 43a und einen zweiten inneren Stützbereich 43b. Der zweite Sitzhauptkörper 44c stützt einen Endbereich einer zweiten Federgruppe 48 oder einer ersten Federgruppe 49 in einer Drehrichtung. Der zweite Sitzhauptkörper 44c stützt einen Endbereich einer zweiten Federgruppe 48 oder einer ersten Federgruppe 49 in einer Drehrichtung. Der zweite äußere Stützbereich 43a ist ein Bereich, der sich von einem radial äußeren Bereich des ersten Sitzhauptkörpers 43c in beide radiale Richtungen erstreckt und dazu dient, einen Endbereich der zweiten Federgruppe 48 oder der ersten Federgruppe 49 in einer radialen Richtung zu stützen. Der zweite äußere Stützbereich 43a kann relativ zu dem zylindrischen Bereich 21c gleiten.
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Der zweite innere Stützbereich 43b ist ein Bereich, der sich von einem radial inneren Bereich des zweiten Sitzhauptkörpers 43c in beide radiale Richtungen erstreckt und dazu dient, einen Endbereich der zweiten Federgruppe 48 oder der ersten Federgruppe 49 in einer radialen Richtung zu stützen. Die zweiten inneren Stützbereiche 43b und die zweiten äußeren Stützbereiche 43a stützen die Endbereiche der zweiten Federgruppen 48 und der ersten Federgruppen 49 nicht nur in einer radialen Richtung, sondern auch in einer axialen Richtung.
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Die zweiten inneren Stützbereiche 43b haben in einer Drehrichtung eine kürzere Länge als die zweiten äußeren Stützbereiche 43a. Jeder der zweiten inneren Stützbereiche 43b hat ein Paar von zweiten geneigten Gleitflächen 43d (Beispiel einer zweiten geneigten Fläche), die auf axial gegenüberliegenden Seiten des zweiten inneren Stützbereichs 43b symmetrisch angeordnet sind. Die zweiten geneigten Gleitflächen 43d sind sowohl mit Bezug auf die axiale als auch die radiale Richtung geneigt und in der Drehrichtung über den gesamten zweiten inneren Stützbereich 34b gebildet. Zum Beispiel sind die zweiten geneigten Gleitflächen 43d mit Bezug auf die Drehachse um etwa 45° geneigt. Die zweiten geneigten Gleitflächen 43d können relativ zu den geneigten Flächen 21e gleiten.
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Die zweiten Federgruppen 48, die ersten Federgruppen 49, die zweiten Federsitze 44 und die ersten Federsitze 43 sind in dem Gehäuseraum S des ersten Schwungrads 2 angeordnet. Insbesondere sind die zweiten Federgruppen 48, die ersten Federgruppen 49, die zweiten Federsitze 44 und die ersten Federsitze 43 in einem ersten Gehäuseabschnitt B1 angeordnet, der durch die ersten Seitenbereiche 21b, den zylindrischen Bereich 21c und die zweiten Seitenbereiche 22b gebildet ist. Das vorgenannte Paar von geneigten Flächen 21e ist in einem zweiten Gehäuseabschnitt B2 gebildet, der in einer axialen Richtung stärker eingeschnürt ist als der erste Gehäuseabschnitt B1. Folglich sind die zweiten Federsitze 44 und die ersten Federsitze 43 in dem ersten Gehäuseabschnitt B1 derart angeordnet, dass sie sich während eines Zustands, in dem ihre Bewegung relativ zu dem Schwungrad 2 in einer axialen Richtung und einer radialen Richtung eingeschränkt ist, in einer Drehrichtung bewegen können.
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Der vorstehende beschriebene Dämpfungsmechanismus 4 hat eine Torsionscharakteristik, wie sie beispielsweise durch die Kennlinie A in 11 dargestellt ist.
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Reibungserzeugungsmechanismus
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Der Reibungserzeugungsmechanismus 5 ist ein Mechanismus zur Erzeugung einer Widerstandskraft in einer Drehrichtung zwischen dem ersten Schwungrad 2 und dem zweiten Schwungrad 3 und hat eine erste Hülse 53, eine zweite Hülse 52, eine erste Reibplatte 54, eine zweite Reibplatte 55 und eine Kegelfeder 51.
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Die erste Hülse 53 ist derart angeordnet, dass sie sich integral mit dem ersten Schwungrad 2 drehen kann, und sie ist auf der Motorseite der ersten Reibplatte 54 angeordnet.
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Die zweite Hülse 52 ist derart angeordnet, dass sie sich integral mit dem zweiten Schwungrad 3 drehen kann und hat einen ringförmigen Hülsenhauptkörper 52a (Beispiel des Hauptkörpers eines ersten Elements) und eine Mehrzahl von Vorsprüngen 52b, die von dem ersten Hülsenhauptkörper 52a in einer radialen Richtung nach außen vorspringen. Der erste Hülsenhauptkörper 52a ist axial zwischen der ersten Reibplatte 54 und der zweiten Reibplatte 55 angeordnet und kann relativ zu der ersten Reibplatte 54 und der zweiten Reibplatte 55 gleiten. Die Vorsprünge 52b sind in die vorgenannten Kerben 33d eingesetzt.
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Die erste Reibplatte 54 ist axial sandwichartig zwischen der ersten Hülse 53 und der zweiten Hülse 52 aufgenommen und derart angeordnet, dass sie sich relativ zu dem ersten Schwungrad 2 und dem zweiten Schwungrad 3 drehen kann. Die zweite Reibplatte 55 ist axial sandwichartig zwischen der zweiten Hülse 52 und dem Gleitbereich 23c derart angeordnet, dass sie sich relativ zu der zweiten Hülse 52 und dem ersten Schwungrad 2 drehen kann. Die Kegelfeder 51 ist axial zwischen der ersten Reibplatte 53 und der ersten Platte 21 angeordnet und drückt die erste Hülse 53 in Richtung auf das Getriebe.
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Betriebsweise
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Wenn die Kupplungsscheibenanordnung an das zweite Schwungrad 3 gedrückt wird, wird Kraft von dem Motor über die Schwungradanordnung 1 und die Kupplungsscheibenanordnung auf das Getriebe übertragen. Insbesondere beginnt das erste Schwungrad 2, sich relativ zu dem zweiten Schwungrad 3 in einer Drehantriebsrichtung zu drehen. Dadurch setzt die Kompression der zweiten Federgruppen 48 und der ersten Federgruppen 49 zwischen dem ersten Schwungrad 2 und dem zweiten Schwungrad 3 ein. Insbesondere werden die ersten Federgruppen 48 und die zweiten Federgruppen 49 durch das erste Schwungrad 2 und den Übertragungsbereich 33e des zweiten Schwungrads 3 in einer Drehrichtung komprimiert. Wenn dies stattfindet, können die Endbereiche der zweiten Federgruppen 48 und die Endbereiche der ersten Federgruppen 49 an einem Gleiten relativ zu dem ersten Schwungrad 2 gehindert werden, weil die Endbereiche der zweiten Federgruppen 48 und die Endbereiche der ersten Federgruppen 49 durch die zweiten Federsitze 44 und die ersten Federsitze 43 verdeckt sind.
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Dadurch kann mit dieser Schwungradanordnung 1 mit zwei ersten Federgruppen [sic] und zwei ersten Federgruppen 49, die in Reihe angeordnet sind, eine Torsionscharakteristik mit einer verhältnismäßig geringen Steifigkeit erzielt werden.
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Auch wird, wenn sich das erste Schwungrad 2 relativ zu dem zweiten Schwungrad 3 dreht, in dem Reibungserzeugungsmechanismus 5 ein Reibwiderstand erzeugt. Da sich insbesondere die zweite Hülse 52 relativ zu der ersten Hülse 53 dreht, gleitet die erste Reibplatte 54 relativ zu der ersten Hülse 53 oder zu der zweiten Hülse 52. Da sich ferner der Gleitbereich 23c des Stützelements 23 relativ zu der zweiten Hülse 52 dreht, gleitet die zweite Reibplatte 55 relativ zu der zweiten Hülse 52 oder zu dem Gleitbereich 23c. Folglich wird ein Widerstand (d. h. ein Hysteresedrehmoment) in einer Drehrichtung zwischen dem ersten Schwungrad 2 und dem zweiten Schwungrad 3 erzeugt.
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Dadurch wird mit dieser Schwungradanordnung 1 aufgrund des Reibungserzeugungsmechanismus 5 eine Torsionscharakteristik mit einem verhältnismäßig hohen Hysteresedrehmoment erzeugt.
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Während die Drehung des ersten Schwungrads 2 relativ zu dem zweiten Schwungrad 3 fortschreitet, berühren die ersten äußeren Stützbereiche 44a der zweiten Federsitze 44 und die zweiten äußeren Stützbereiche 43a der ersten Federsitze 43 einander in einer Drehrichtung. Dadurch werden die zweiten Federsitze 44 und die ersten Federsitze 43 zwischen dem Übertragungsbereich 33e und dem Stützbereich 2a des ersten Schwungrads 2 festgeklemmt, und die relative Drehung des ersten Schwungrads 2 und des zweiten Schwungrads 3 wird gestoppt. Dadurch wird Kraft von dem ersten Schwungrad 2 durch die zweiten Federsitze 44 und die ersten Federsitze 43 auf das zweite Schwungrad 3 übertragen.
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Es wird nunmehr die Betriebsweise der Schwungradanordnung 1 bei hoher Zentrifugalkraft erläutert.
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Wenn eine hohe Zentrifugalkraft auf die zweiten Federgruppen 48, die ersten Federgruppen 49, die zweiten Federsitze 44 und die ersten Federsitze 43 wirkt, werden die zweiten Federsitze 44 und die ersten Federsitze 43 fest an eine innere Umfangsfläche des zylindrischen Bereichs 21c des ersten Schwungrads 22 gedrückt. Insbesondere ist eine auf die ersten Federsitze 43 wirkende Zentrifugalkraft größer als eine auf die zweiten Federsitze 44 wirkende Zentrifugalkraft, da jeder der ersten Federsitze 43 zwei Federgruppen stützt (d. h. eine zweite Federgruppe 48 und eine erste Federgruppe 49 oder zwei erste Federgruppen 49). Wenn eine große Zentrifugalkraft auf die zweiten Federsitze 44 wirkt, wird die zwischen den zweiten Federsitzen 44 und dem zylindrischen Bereich 21c erzeugte Reibkraft hoch, und es kann ein Zustand erreicht werden, in dem sich die zweiten Federsitze 44 in einer Drehrichtung nicht gegenüber dem zylindrischen Bereich 21c bewegen. In diesem Zustand arbeiten die in einer Drehrichtung zwischen den ersten Federsitzen 43 angeordneten ersten Federgruppen 49 nicht, und es werden nur die zweiten Federgruppen 48, von denen ein Ende an einem ersten Federsitz 43 gehalten ist, komprimiert.
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Wie zum Beispiel in den 12 und 13 gezeigt ist, wird nur die in einer Drehrichtung durch einen Übertragungsbereich 33e der Ausgangsplatte 33 beaufschlagte zweite Federgruppe 48 komprimiert. Da sich die zweiten Federsitze 44 gegenüber dem ersten Schwungrad 2 nicht bewegen, wird die in einer Drehrichtung durch die erste Platte 21 und die zweite Platte 22 beaufschlagt zweite Federgruppe 48 nicht komprimiert.
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Wenn nur die zweiten Federgruppen 48 komprimiert werden, ist die Torsionssteifigkeit des Dämpfungsmechanismus 4 höher (siehe Torsions-Kennlinie C in 11), als wenn die beiden zweiten Federgruppen 48 und die beiden ersten Federgruppen 49 in Reihe komprimiert werden.
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Da jedoch bei diesem Schwungrad 1 die Steifigkeit der zweiten Federgruppen (Torsions-Kennlinie C in 11) geringer ist als die Steifigkeit der ersten Federgruppen 49 (Torsions-Kennlinie B in 11), ist die Torsionssteifigkeit des Dämpfungsmechanismus 4 selbst dann nicht sehr hoch, wenn die zweiten Federgruppen 48 alleine komprimiert werden.
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Da die Torsionssteifigkeit der zweiten Federgruppen 48 kleiner bemessen ist als die Torsionssteifigkeit der ersten Federgruppen 49, kann eine Abnahme der Vibrationsdämpfungsleistung der Schwungradanordnung 1 unter hohen Lastbedingungen, die dazu tendieren, die angemessene Funktionsfähigkeit des Dämpfungsmechanismus 4 zu verhindern, unterdrückt werden.
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Weitere Ausführungsformen
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt. Verschiedene Variation und Revisionen können vorgenommen werden, ohne den Schutzrahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Wenngleich in der vorstehenden Ausführungsform die zweiten Federgruppen 48, die an beiden Enden der Federgruppen angeordnet sind, die gleiche Steifigkeit besitzen, ist es möglich, Federgruppen mit unterschiedlichen Steifigkeiten an beiden Enden der vier Federgruppen vorzusehen. In einem solchen Fall sind die Steifigkeiten beider Federgruppen geringer bemessen als eine Steifigkeit der ersten Federgruppen 49.
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Ähnlich wie in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann eine Abnahme der Vibrationsdämpfungsleistung verhindert werden, wenn Federgruppen mit unterschiedlicher Steifigkeit an beiden Enden verwendet werden.
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Es ist auch möglich, eine der beiden zweiten Federgruppen 48 mit einer geringeren Steifigkeit und die andere mit der gleichen Steifigkeit wie die ersten Federgruppen 49 auszubilden. Mit einer derartigen Konfiguration kann eine Abnahme der Torsionsdämpfungsleistung mit der Torsionscharakteristik der geringeren Steifigkeit verhindert werden, wenn nur die zweiten Federgruppen 48 auf einer positiven Seite oder einer negativen Seite der Torsionscharakteristik arbeiten.
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In der vorstehend erläuterten Ausführungsform können die ersten Federsitze 43 und die zweiten Federsitze 44 relativ zu dem ersten Schwungrad 2 gleiten. Es ist auch denkbar, dass die ersten Federsitze 43 und die zweiten Federsitze 44 relativ zu dem zweiten Schwungrad gleiten können. In einem solchen Fall bewegen sich die ersten Federsitze 43 problemloser gegenüber dem zweiten Schwungrad 3, wenn die Drehgeschwindigkeit der Schwungradanordnung 1 hoch wird. Folglich wird anders als bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform nur die zweite Federgruppe 48 in einer Drehrichtung durch das erste Schwungrad komprimiert.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die vorliegende Erfindung ist nützlich auf dem Gebiet von Schwungradanordnungen mit einem Dämpfungsmechanismus.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schwungradanordnung
- 2
- erstes Schwungrad (Beispiel eines ersten Drehelements)
- 3
- zweites Schwungrad (Beispiel eines zweiten Drehelements)
- 4
- Dämpfungsmechanismus
- 43
- erster Federsitz (Beispiel eines ersten Sitzelements)
- 44
- zweiter Federsitz (Beispiel eines zweiten Sitzelements)
- 48
- zweite Federgruppe (Beispiel eines zweiten elastischen Elements)
- 49
- erste Federgruppe (Beispiel eines ersten elastischen Elements)
- 5
- Reibungserzeugungsmechanismus
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ZUSAMMENFASSUNG
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Eine erste Schwungradanordnung (1) umfasst ein erstes Schwungrad (2), ein zweites Schwungrad (3), eine erste Federgruppe (49), einen ersten Federsitz (43) und eine zweite Federgruppe (48). Die erste Federgruppe (49) ist in einem vorkomprimierten Zustand zwischen dem ersten Schwungrad (2) und dem zweiten Schwungrad (3) angeordnet. Der erste Federsitz (43) ist ein Element, das einen Endbereich der ersten Federgruppe (49) stützt, und wird in einer radialen Richtung nach außen an das erste Schwungrad (2) gedrückt. Die zweite Federgruppe (48) ist ein Element, das eine geringere Steifigkeit als die Steifigkeit der ersten Federgruppe (49) aufweist und in einem vorkomprimierten Zustand zwischen dem zweiten Schwungrad (3) und der ersten Federgruppe (43) derart angeordnet ist, dass sie in Reihe mit der ersten Federgruppe (49) wirkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 7-208547 [0003]
- JP 9-242825 [0003]
