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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schwingungsdämpfungsstruktur mit zweistufiger Dämpfung für ein Fahrzeug sowie einen Schwingungsdämpfer für ein Fahrzeug und eine Kupplungsscheibe, die die Schwingungsdämpfungsstruktur enthalten.
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Im Stand der Technik ist ein Schwungrad als Schwingungsdämpfer für ein Fahrzeug üblicherweise zwischen der Motorkurbelwelle des Fahrzeugs und der Eingangswelle des Getriebes eingebaut, um bei wirksamer Dämpfung der Torsionsschwingung der Motorkurbelwelle das Drehmoment der Motorkurbelwelle auf die Eingangswelle des Getriebes zu übertragen, wodurch die Einwirkung der Torsionsschwingung der Motorkurbelwelle auf das Getriebe reduziert wird. Um das obige Ziel zu erreichen, enthält das Schwungrad nach dem Stand der Technik typischerweise Reibhülsen/Reibscheiben und Membranfedern zwischen den Seitenplatten und dem Nabenflansch zusätzlich zu der Schwungradmasse, den Seitenplatten, dem Nabenflansch und den Schwingunsdämpfungsfedern. Diese Reibhülsen/Reibscheiben und Membranfedern begrenzen nicht nur die Seitenplatten und den Nabenflansch in einer axialen Richtung, sondern sorgen auch für entsprechende Dämpfungseffekte beim Arbeiten des Schwingungsdämpfers für ein Fahrzeug. Bei dem vorhandenen Schwungrad mit einem Nabenflansch kann jedoch nur ein einstufiger Dämpfungseffekt erreicht werden und kann die Schwingungsdämpfung in zwei Zuständen, nämlich im Normalbetriebszustand und im Leerlaufbetriebszustand des Motors, nicht mit berücksichtigt werden.
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In analoger Weise gibt es ein ähnliches Problem bei einer herkömmlichen Kupplungsscheibe für ein Fahrzeug.
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Aufgrund der oben erwähnten Mängeln des Standes der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die oben erwähnten Mängel des Standes der Technik zu überwinden oder zumindest zu mildern. Daher stellt die vorliegende Erfindung eine neue Art von Schwingungsdämpfungsstruktur mit zweistufiger Dämpfung bereit, die unterschiedliche Dämpfungseffekte für die zwei Zustände, d. h. den Normalbetriebszustand und den Leerlaufbetriebszustand des Motors ermöglicht. Die vorliegende Erfindung stellt auch einen Schwingungsdämpfer für ein Fahrzeug und eine Kupplungsscheibe bereit, die die oben erwähnte Schwingungsdämpfungsstruktur enthalten.
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Um die oben genannte Aufgabe der Erfindung zu lösen, nimmt die vorliegende Erfindung die folgenden technischen Lösungen an.
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Die vorliegende Erfindung stellt eine folgende Schwingungsdämpfungsstruktur mit zweistufiger Dämpfung bereit, wobei die Schwingungsdämpfungsstruktur umfasst:
- eine erste Seitenplatte und eine zweite Seitenplatte, wobei die erste Seitenplatte und die zweite Seitenplatte in einer axialen Richtung der Schwingungsdämpfungsstruktur voneinander beabstandet aneinander befestigt sind;
- einen Flansch, wobei der Flansch sich zwischen der ersten Seitenplatte und der zweiten Seitenplatte in der axialen Richtung befindet und sich relativ zu der ersten Seitenplatte und der zweiten Seitenplatte in einer Umfangsrichtung der Schwingungsdämpfungsstruktur in einem vorbestimmten Bereich drehen kann;
- ein ringförmiges Reibungselement und ein elastisches Element, wobei das ringförmige Reibungselement und das elastische Element sich zwischen der ersten Seitenplatte und der zweiten Seitenplatte befinden und unter einer Wirkung einer elastischen Kraft des elastischen Elements mindestens ein ringförmiges Reibungselement mit unterschiedlichen Druckkräften gegen die erste Seitenplatte und den Flansch anliegt, sodass das mindestens eine ringförmige Reibungselement während eines Arbeitsvorgangs der Schwingungsdämpfungsstruktur aufgrund der unterschiedlichen Druckkräfte eine Relativdrehung relativ zu dem Flansch in einem vorbestimmten Bereich zusammen mit der Seitenplatte ausführen kann und eine Reibungsdämpfung zwischen dem mindestens einen ringförmigen Reibungselement und dem Flansch erzeugt wird und, nachdem das mindestens eine ringförmige Reibungselement mit dem Flansch in Eingriff gebracht wurde, sich die beiden synchron drehen und zwischen dem mindestens einen ringförmigen Reibungselement und der ersten Seitenplatte eine Reibungsdämpfung erzeugt wird.
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Vorzugsweise kann der Flansch ein Nabenflansch sein, der radial innen mit einer Nabe verbunden ist.
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Vorzugsweise umfasst das ringförmige Reibungselement ein erstes ringförmiges Reibungselement und umfasst das elastische Element ein erstes elastisches Element und ein zweites elastisches Element, wobei
ein ringförmiger Reibungsteil des ersten ringförmigen Reibungselements sich zwischen der ersten Seitenplatte und dem Nabenflansch in der axialen Richtung befindet, wobei ein vorstehender Abschnitt des ersten ringförmigen Reibungselements, der sich von dem ringförmigen Reibungsteil vorsteht, durch den Nabenflansch in der axialen Richtung hindurchgeht, und
das erste elastische Element an der zweiten Seitenplatte befestigt und gegen den vorstehenden Abschnitt gedrückt wird, und das zweite elastische Element an der zweiten Seitenplatte befestigt und gegen den Nabenflansch gedrückt wird, wodurch unter einer Wirkung einer elastischen Kraft des ersten elastischen Elements und des zweiten elastischen Elements der ringförmige Reibungsteil gegen die erste Seitenplatte gedrückt wird und unter der Wirkung der elastischen Kraft des zweiten elastischen Elements der Nabenflansch gegen den ringförmigen Reibungsteil gedrückt wird.
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Noch bevorzugter umfasst das ringförmige Reibungselement ein zweites ringförmiges Reibungselement, wobei das zweite ringförmige Reibungselement sich zwischen dem zweiten elastischen Element und dem Nabenflansch in der axialen Richtung befindet und das zweite elastische Element gegen das zweite ringförmige Reibungselement gedrückt wird, sodass das zweite ringförmige Reibungselement gegen den Nabenflansch gedrückt wird.
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Noch bevorzugter umfasst das ringförmige Reibungselement ferner ein drittes ringförmiges Reibungselement, wobei zumindest ein Teil des dritten ringförmigen Reibungselements zwischen dem vorstehenden Abschnitt und dem ersten elastischen Element geklemmt wird, wobei das erste elastische Element gegen das dritte ringförmige Reibungselement gedrückt wird, und das dritte ringförmige Reibungselement gegen den vorstehenden Abschnitt gedrückt wird.
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Noch bevorzugter ist der Nabenflansch mit einer Vielzahl von in Umfangsrichtung verteilten bogenförmigen Durchgangslöchern ausgebildet, wobei jeder vorstehende Abschnitt des ersten ringförmigen Reibungselements durch das entsprechende bogenförmige Durchgangsloch hindurchgehen kann und
sowohl die bogenförmigen Durchgangslöcher als auch die vorstehenden Abschnitte sich jeweils entlang der Umfangsrichtung erstrecken, und eine Abmessung jedes vorstehenden Abschnitts in der Umfangsrichtung kleiner als eine Abmessung des entsprechenden bogenförmigen Durchgangslochs in der Umfangsrichtung ist, sodass das erste ringförmige Reibungselement eine Relativdrehung in einem vorbestimmten Bereich in der Umfangsrichtung relativ zu dem Nabenflansch ausführen kann.
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Noch bevorzugter ist eine Abmessung des vorstehenden Abschnitts in der axialen Richtung größer als eine Abmessung des Nabenflansches in der axialen Richtung.
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Noch bevorzugter ist die elastische Kraft des ersten elastischen Elements größer als die elastische Kraft des zweiten elastischen Elements.
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Noch bevorzugter ist das zweite ringförmige Reibungselement an dem Nabenflansch befestigt, oder ist das zweite ringförmige Reibungselement an der zweiten Seitenplatte befestigt.
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Die vorliegende Erfindung stellt auch einen Schwingungsdämpfer für ein Fahrzeug wie folgt bereit, wobei der Schwingungsdämpfer für ein Fahrzeug umfasst:
- eine in einer der obigen technischen Lösungen beschriebene Schwingungsdämpfungsstruktur; und
- eine Schwungradmasse, wobei die Schwungradmasse an einem von dem Nabenflansch und den Seitenplatten der Schwingungsdämpfungsstruktur befestigt ist, um ein Drehmoment von außen aufzunehmen, wobei das andere von dem Nabenflansch und den Seitenplatten verwendet wird, um ein Drehmoment nach außen zu übertragen.
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Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Kupplungsscheibe wie folgt bereit, wobei die Kupplungsscheibe umfasst:
- eine in einer der obigen technischen Lösungen beschriebene Schwingungsdämpfungsstruktur; und
- einen Reibungspuffermechanismus, wobei der Reibungspuffermechanismus auf einer radial äußeren Seite von einem von dem Nabenflansch und den Seitenplatten angeordnet und an dem einen befestigt ist, um ein Drehmoment von außen aufzunehmen, und das andere von dem Nabenflansch und den Seitenplatten verwendet wird, um ein Drehmoment nach außen zu übertragen.
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Unter Verwendung der vorstehenden technischen Lösungen stellt die vorliegende Erfindung eine neue Art von Schwingungsdämpfungsstruktur mit zweistufiger Dämpfung sowie einen Schwingungsdämpfer für ein Fahrzeug und eine Kupplungsscheibe bereit, die die Schwingungsdämpfungsstruktur enthalten. Die Schwingungsdämpfungsstruktur umfasst einen Nabenflansch, zwei Seitenplatten und mehrere Dämpfungsfedern, wobei ein ringförmiges Reibungselement und ein elastisches Element zwischen dem Nabenflansch und zwei Seitenplatten angeordnet sind. Unter der Wirkung der elastischen Kraft des elastischen Elements sind die Druckkräfte für Anlegen des mindestens einen ringförmigen Reibungselements gegen den Nabenflansch und eine Seitenplatte unterschiedlich. Auf diese Weise kann während des Arbeitsvorgangs der Schwingungsdämpfungsstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung sich das ringförmige Reibungselement eine Relativdrehung relativ zu dem Nabenflansch aufgrund der unterschiedlichen Druckkräfte ausführen. Nachdem das ringförmige Reibungselement mit dem Nabenflansch in Eingriff gebracht wurde, drehen sich das ringförmige Reibungselement und der Nabenflansch synchron, wodurch eine Reibungsdämpfung zwischen dem ringförmigen Reibungselement und dem Nabenflansch während der oben erwähnten Relativdrehung erzeugt wird, und während der oben erwähnten synchronen Drehung eine Reibungsdämpfung zwischen dem ringförmigen Reibungselement und einer Seitenplatte erzeugt wird, damit ein zweistufiger Dämpfungseffekt realisiert ist.
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Auf diese Weise kann die Schwingungsdämpfungsstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung einen zweistufigen Dämpfungseffekt unter der Bedingung realisieren, dass nur ein Nabenflansch enthalten ist, und können unterschiedliche Dämpfungseffekte in zwei Zuständen, nämlich im Normalbetriebszustand und im Leerlaufbetriebszustand des Motors, erzeugt werden, sodass die Schwingungsdämpfung in den beiden Zuständen mit berücksichtigt wird und die Dämpfungswirkung auf die Torsionsschwingung erhöht ist.
- 1a ist eine schematische Vorderansicht einer Schwingungsdämpfungsstruktur mit zweistufiger Dämpfung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein Teil der Struktur weggelassen ist, um ihren inneren Aufbau zu zeigen; 1b ist eine schematische Explosionsansicht der Schwingungsdämpfungsstruktur in 1a; 1c ist eine schematische Querschnittsansicht der Schwingungsdämpfungsstruktur in 1a entlang einer Linie L1-L1 einschließlich der Mittelachse O; 1d ist eine vergrößerte schematische Ansicht des Bereichs M in 1c; 1e ist eine perspektivische Ansicht des ersten ringförmigen Reibungselements der Schwingungsdämpfungsstruktur in 1a.
- 2a ist eine schematische Vorderansicht eines Schwingungsdämpfers für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei nur die Hälfte der Struktur des Schwingungsdämpfers gezeigt ist; 2b ist eine schematische Querschnittsansicht eines Ausschnitts des Schwingungsdämpfers für ein Fahrzeug in 2a entlang einer Linie L2-L2 einschließlich der Mittelachse O.
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Im Folgenden werden spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich in den Zeichnungen die axiale Richtung, die radiale Richtung und die Umfangsrichtung jeweils auf die axiale Richtung, die radiale Richtung und die Umfangsrichtung der Schwingungsdämpfungsstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung; eine axiale Seite bezieht sich auf die linke Seite in 1c, 1d und 2b, beispielsweise die Seite, auf der sich der Motor befindet; die andere axiale Seite bezieht sich auf die rechte Seite in 1c, 1d und 2b, wie z. B. die Seite, auf der sich das Getriebe befindet; die radial äußere Seite bezieht sich auf die Seite radial entfernt von der Mittelachse O (die untere Seite in 1d, die obere Seite in 2b), und die radial innere Seite bezieht sich auf die Seite radial nahe der Mittelachse O (die obere Seite in 1d, die untere Seite in 2b).
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Der Aufbau und die Funktionsweise der Schwingungsdämpfungsstruktur mit zweistufiger Dämpfung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden zuerst nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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(Schwingungsdämpfungsstruktur mit zweistufiger Dämpfung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung)
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Wie in 1a bis 1d gezeigt, hat die Schwingungsdämpfungsstruktur mit zweistufiger Dämpfung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung insgesamt eine kreisförmige Scheibenform und umfasst einen Nabenflansch 1, zwei Seitenplatten (eine erste Seitenplatte 21 und eine zweite Seitenplatte 22), mehrere (in dieser Ausführungsform vier) Verbindungsstücke 23, mehrere (in dieser Ausführungsform vier) Dämpfungsfedern 3, mehrere (in dieser Ausführungsform drei) ringförmige Reibungselemente 41, 42, 43 und mehrere (in dieser Ausführungsform zwei) Membranfedern 51, 52, die miteinander zusammengebaut sind.
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Insbesondere hat in dieser Ausführungsform der Nabenflansch 1 eine kreisförmige Plattenform, und der Nabenflansch 1 ist zwischen den zwei Seitenplatten 21, 22 in der axialen Richtung A angeordnet und kann sich in der Umfangsrichtung C relativ zu den zwei Seitenplatten 21, 22 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs drehen, nachdem die gesamte Schwingungsdämpfungsstruktur fertig eingebaut ist.
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Der Nabenflansch 1 ist mit einem Montageloch 1h1, das in der axialen Richtung A zur Montage der Dämpfungsfeder 3 durchdringt, und einem ersten bogenförmigen Durchgangsloch 1h2 entsprechend dem ersten ringförmigen Reibungselement 41 und einem zweiten bogenförmigen Durchgangsloch 1h3 entsprechend dem Verbindungsstück 23 ausgebildet.
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Die Anzahl der Montagelöcher 1h1 ist gleich der der Dämpfungsfedern 3, und die vier Montagelöcher 1h1 sind gleichmäßig in der Umfangsrichtung C verteilt. Die Länge der Montagelöcher 1h1 ist im Wesentlichen gleich der Anfangslänge der nicht zusammengedrückten Dämpfungsfedern 3.
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Das erste bogenförmige Durchgangsloch 1h2 erstreckt sich entlang der Umfangsrichtung C über eine vorbestimmte Länge. Die Anzahl der ersten bogenförmigen Durchgangslöcher 1h2 ist gleich derder Anzahl der vorstehenden Abschnitte 412 des ersten ringförmigen Reibungselements 41. Die Länge des ersten bogenförmigen Durchgangslochs 1h2 in Umfangsrichtung C ist größer als die Länge des entsprechenden vorstehenden Abschnitts 412 in Umfangsrichtung C. Der maximale Bereich, in dem sich das erste ringförmige Reibungselement 41 relativ zu dem Nabenflansch 1 in der Umfangsrichtung C drehen kann, wird durch das Zusammenwirken des ersten bogenförmigen Durchgangslochs 1h2 mit dem vorstehenden Abschnitt 412 definiert. Außerdem betragen in dem dargestellten nicht einschränkenden Beispiel die Anzahl der mehreren ersten bogenförmigen Durchgangslöcher 1h2 und die Anzahl der mehreren vorstehenden Abschnitte 412 jeweils acht. Die vier ersten bogenförmigen Durchgangslöcher 1h2 befinden sich jeweils auf der radial inneren Seite der entsprechenden Montagelöcher 1h1 und sind integral mit den entsprechenden Montagelöchern 1h1 ausgebildet, und die anderen vier ersten bogenförmigen Durchgangslöcher 1h2 befinden sich jeweils auf der radial inneren Seite der entsprechenden zweiten bogenförmigen Durchgangslöcher 1h3 und sind von den entsprechenden zweiten bogenförmigen Durchgangslöchern 1h3 beabstandet.
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Das zweite bogenförmige Durchgangsloch 1h3 erstreckt sich entlang der Umfangsrichtung C über eine vorbestimmte Länge. Die Anzahl der zweiten bogenförmigen Durchgangslöcher 1h3 ist gleich der Anzahl der Verbindungsstücke 23. Die vier zweiten bogenförmigen Durchgangslöcher 1h3 sind gleichmäßig in der Umfangsrichtung C verteilt und die vier zweiten bogenförmigen Durchgangslöcher 1h3 und die vier Montagelöcher 1h1 sind abwechselnd in der Umfangsrichtung C angeordnet. Der maximale Bereich, in dem sich der Nabenflansch 1 relativ zu den beiden Seitenplatten 21, 22 in Umfangsrichtung C drehen kann, wird durch die Zusammenwirkung des zweiten bogenförmigen Durchgangslochs 1h3 mit dem Verbindungsstück 23 definiert.
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Weiterhin sind in dieser Ausführungsform die erste Seitenplatte 21 und die zweite Seitenplatte 22 einander gegenüberliegend über den Nabenflansch 1 in der axialen Richtung A angeordnet, und die erste Seitenplatte 21 befindet sich auf einer axialen Seite des Nabenflansches 1 und die zweite Seitenplatte 22 befindet sich auf der anderen axialen Seite des Nabenflansches 1. Die erste Seitenplatte 21 und die zweite Seitenplatte 22 sind durch vier in Umfangsrichtung C gleichmäßig verteilte Verbindungsstücke 23 fest miteinander verbunden, sodass die beiden Seitenplatten 21, 22 als Ganzes wirken können.
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Genauer gesagt ist die erste Seitenplatte 21 mit ersten Fenstern 21h zum Anbringen der Dämpfungsfedern 3 ausgebildet. Die Anzahl der ersten Fenster 21h ist gleich der Anzahl der Dämpfungsfedern 3 und die vier ersten Fenster 21h sind gleichmäßig in der Umfangsrichtung C verteilt. Die Länge des ersten Fensters 21h in der Umfangsrichtung C ist im Wesentlichen gleich derder Länge der Dämpfungsfeder 3.
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Die zweite Seitenplatte 22 ist mit zweiten Fenstern 22h zum Anbringen der Dämpfungsfedern 3 ausgebildet. Die Anzahl der zweiten Fenster 22h ist gleich der Anzahl der Dämpfungsfedern 3 und die vier zweiten Fenster 22h sind gleichmäßig in der Umfangsrichtung C verteilt. Die Länge des zweiten Fensters 22h in der Umfangsrichtung C ist im Wesentlichen gleich der Länge der Dämpfungsfeder 3.
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Wenn die erste Seitenplatte 21 und die zweite Seitenplatte 22 fest miteinander verbunden sind, sind das erste Fenster 21h und das zweite Fenster 22h in der axialen Richtung A einander gegenüberliegend und entspricht ein Paar aus einem ersten Fenster 21h und einem zweiten Fenster 22h einem Montageloch 1h1, um einen Dämpfungsfeder-Montageabschnitt zu bilden. Wenn die Dämpfungsfeder 3 in dem Dämpfungsfeder-Montageabschnitt angebracht ist, ist die Dämpfungsfeder 3 in der radialen Richtung R, der axialen Richtung A und der Umfangsrichtung C jeweils begrenzt.
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Des Weiteren sind in dieser Ausführungsform die Dämpfungsfedern 3 jeweils zylindrische Schraubenfedern und haben die gleiche Abmessung. Die vier Dämpfungsfedern 3 sind jeweils in den entsprechenden Dämpfungsfeder-Montageabschnitten angebracht, sodass die Dämpfungsfedern 3 zusammengedrückt werden, wenn sich die erste Seitenplatte 21 und die zweite Seitenplatte 22 relativ zu dem Nabenflansch 1 drehen, damit die Dämpfungsfedern 3 eine Rolle der Dämpfung von Torsionsschwingungen spielen können, wenn das Drehmoment zwischen der ersten Seitenplatte 21 sowie der zweiten Seitenplatte 22 und dem Nabenflansch 1 über die Dämpfungsfedern 3 übertragen wird.
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Des Weiteren umfasst in dieser Ausführungsform die Dämpfungsstruktur der Schwingungsdämpfungsstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung drei ringförmige Reibungselemente 41, 42, 43 und zwei Membranfedern 51, 52.
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Insbesondere ist das erste ringförmige Reibungselement 41 insgesamt ringförmig, und das erste ringförmige Reibungselement 41 kann nicht nur eine Relativdrehung in einem vorbestimmten Bereich in der Umfangsrichtung C relativ zu dem Nabenflansch 1 ausführen, sondern auch sich synchron zusammen mit dem Nabenflansch 1 drehen, nachdem das erste ringförmige Reibungselement 41 mit dem Nabenflansch 1 in Eingriff gebracht wurde. Wie in 1e gezeigt, umfasst das erste ringförmige Reibungselement 41 einen ringförmigen Reibungsteil 411 und eine Vielzahl von vorstehenden Abschnitten 412, die von dem ringförmigen Reibungsteil 411 zu der anderen axialen Seite vorstehen. Der ringförmige Reibungsteil 411 des ersten ringförmigen Reibungselements 41 befindet sich zwischen der ersten Seitenplatte 21 und dem Nabenflansch 1 in der axialen Richtung A. Die mehreren vorstehenden Abschnitte 412 sind gleichmäßig in der Umfangsrichtung C verteilt und die vorstehenden Abschnitte 412 gehen durch die ersten bogenförmigen Durchgangslöcher 1h2 des Nabenflansches 1 in der axialen Richtung A hindurch. Die Abmessung jedes vorstehenden Abschnitts 412 in der axialen Richtung A ist größer als die Abmessung des Nabenflansches 1 in der axialen Richtung A, sodass jeder vorstehende Abschnitt 412 den gesamten Nabenflansch 1 überspannen und zu der anderen axialen Seite des Nabenflansches 1 vorstehen kann.
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Unter der Annahme, dass sich der vorstehende Abschnitt 412 ungefähr in der Mitte des ersten bogenförmigen Durchgangslochs 1h2 (wie in 1a gezeigt) befindet, wenn sich die Dämpfungsfeder 3 in einem nicht zusammengedrückten Anfangszustand befindet, ist dann der Winkel des Mittelpunktswinkels a, der dem Kreisbogen zwischen dem Umfangsende des vorstehenden Abschnitts 412 und dem entsprechenden Umfangsende des ersten bogenförmigen Durchgangslochs 1h2 entspricht. Auf diese Weise dreht sich das unten beschriebene erste ringförmige Reibungselement 41 auch um denselben Winkel relativ zu dem Nabenflansch 1 unter Verwendung der unterschiedlichen Reibungskräfte zwischen dem ersten ringförmigen Reibungselement 41 und dem Nabenflansch 1 sowie der ersten Seitenplatte 21, wenn sich der Nabenflansch 1 von dem Anfangszustand (wenn die Dämpfungsfeder 3 nicht zusammengedrückt ist) relativ zu der Seitenplatte um einen Winkel von weniger als α dreht; nachdem sich der Nabenflansch 1 relativ zu der Seitenplatte um einen Winkel gleich α drehte, wird das erste ringförmige Reibungselement 41 mit dem Nabenflansch 1 in Eingriff gebracht und dreht sich das erste ringförmige Reibungselement 41 zusammen mit dem Nabenflansch 1, damit es keine Relativdrehung zwischen den beiden gibt.
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Es versteht sich, dass der in dieser Anmeldung erwähnte Eingriff des vorstehenden Abschnitts 412 und des ersten ringförmigen Reibungselements 41 mit dem Nabenflansch 1 bedeutet, dass die beiden in mindestens einer Umfangsrichtung (im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn) nicht relativ zueinander gedreht werden können. Nachdem der vorstehende Abschnitt 412 und das erste ringförmige Reibungselement 41 mit dem Nabenflansch 1 in Eingriff gebracht sind, kann der Eingriffszustand aufgrund der Drehung der Seitenplatten 21, 22 relativ zu dem Nabenflansch 1 gelöst und wieder hergestellt werden.
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Zusätzlich kann vorzugsweise ein (nicht gezeigtes) Rückstellbauteil bereitgestellt werden, sodass der vorstehende Abschnitt 412 zu der im Wesentlichen zentralen Position des ersten bogenförmigen Durchgangslochs 1h2 zurückkehren kann, nachdem die Arbeit der Schwingungsdämpfungsstruktur abgeschlossen ist; oder sodass der maximale relative Drehwinkel des Nabenflansches 1 relativ zu den zwei Seitenplatten 21, 22, der durch das Verbindungsstück 23 und das zweite bogenförmige Durchgangsloch 1h3 definiert ist, und der dem maximalen Kompressionsbetrag der Dämpfungsfeder 3 entsprechende Mittelpunktswinkel jeweils größer als 2α sind. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Schwingungsdämpfungsstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung normalerweise einen zweistufigen Dämpfungseffekt entfalten kann.
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Das zweite ringförmige Reibungselement 42 ist insgesamt ringförmig und befindet sich zwischen der zweiten Membranfeder 52 und dem Nabenflansch 1 in der axialen Richtung A, sodass der Nabenflansch 1 gegen das zweite ringförmige Reibungselement 42 von einer axialen Seite anliegt und die zweite Membranfeder 52 gegen das zweite ringförmige Reibungselement 42 von der anderen axialen Seite anliegt. Das dritte ringförmige Reibungselement 43 ist insgesamt ringförmig und ist an der zweiten Seitenplatte 22 befestigt (kann sich nicht relativ zu der zweiten Seitenplatte 22 drehen). Ein Teil des dritten ringförmigen Reibungselements 43 wird zwischen dem vorstehenden Abschnitt 412 und der ersten Membranfeder 51 in der axialen Richtung A geklemmt, sodass der vorstehende Abschnitt 412 gegen das dritte ringförmige Reibungselement 43 von einer axialen Seite anliegt und die erste Membranfeder 51 gegen das dritte ringförmige Reibungselement 43 von der anderen axialen Seite anliegt.
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Die erste Membranfeder 51 ist an der zweiten Seitenplatte 22 befestigt (kann sich nicht relativ zu der zweiten Seitenplatte 22 drehen) und wird von der anderen axialen Seite gegen den vorstehenden Abschnitt 412 gedrückt. Die zweite Membranfeder 52 ist an der zweiten Seitenplatte 22 befestigt (kann sich nicht relativ zu der zweiten Seitenplatte 22 drehen) und wird von der anderen axialen Seite gegen das zweite ringförmige Reibungselement 42 gedrückt. Auf diese Weise wird unter der Wirkung der Federkräfte der ersten Membranfeder 51 und der zweiten Membranfeder 52 der ringförmige Reibungsteil 411 von der anderen axialen Seite gegen die erste Seitenplatte 21 gedrückt; unter der Wirkung der separaten Federkraft der zweiten Membranfeder 52 wird der Nabenflansch 1 von der anderen axialen Seite gegen den ringförmigen Reibungsteil 411 gedrückt. Daher sind die Druckkräfte zwischen dem ringförmigen Reibungsteil 411 und der ersten Seitenplatte 21 sowie dem Nabenflansch 1 unterschiedlich und die (statische) Reibungskraft zwischen dem ringförmigen Reibungsteil 411 und der ersten Seitenplatte 21 ist offensichtlich größer als die (statische) Reibungskraft zwischen dem ringförmigen Reibungsteil 411 und dem Nabenflansch 1, wenn die Reibungskoeffizienten der ersten Seitenplatte 21 und des Nabenflansches 1 gleich sind.
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Es sollte weiter erläutert werden, dass die elastische Kraft der ersten Membranfeder 51 größer als die elastische Kraft der zweiten Membranfeder 52 ist, um weiter sicherzustellen, dass in einer Anfangsphase, in der sich der Nabenflansch 1 von dem Anfangszustand relativ zu den zwei Seitenplatten 21, 22 dreht, sich das erste ringförmige Reibungselement 41 mit den zwei Seitenplatten 21, 22 anstelle des Nabenflansches 1 drehen kann. Außerdem kann das zweite ringförmige Reibungselement 42 gemäß Konstruktionsanforderungen an dem Nabenflansch 1 befestigt sein oder kann das zweite ringförmige Reibungselement 42 an der zweiten Seitenplatte 22 befestigt sein.
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Der Aufbau der Schwingungsdämpfungsstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung wurde oben beschrieben, und die Funktionsweise der Schwingungsdämpfungsstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben.
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Da die Druckkräfte zwischen dem ringförmigen Reibungsteil 411 und der ersten Seitenplatte 21 sowie dem Nabenflansch 1 unterschiedlich sind, ist die (statische) Reibungskraft zwischen dem ringförmigen Reibungsteil 411 und der ersten Seitenplatte 21 größer als die (statische) Reibungskraft zwischen dem ringförmigen Reibungsteil 411 und dem Nabenflansch 1. Auf diese Weise kann aufgrund der Beziehung zwischen den obigen Reibungskräften in einer Anfangsphase, in der sich der Nabenflansch 1 von dem Anfangszustand relativ zu den zwei Seitenplatten 21, 22 dreht, sich das erste ringförmige Reibungselement 41 zusammen mit den zwei Seitenplatten 21, 22 anstatt des Nabenflansches 1 drehen, wenn sich die Schwingungsdämpfungsstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung im Anfangszustand befindet, wie in 1a gezeigt, sodass das erste ringförmige Reibungselement 41 eine Relativdrehung relativ zu dem Nabenflansch 1 durchführt. Nur wenn der vorstehende Abschnitt 412 des ersten ringförmigen Reibungselements 41 gegen das Umfangsende des ersten bogenförmigen Durchgangslochs 1h2 des Nabenflansches 1 anliegt, das heißt, wenn der vorstehende Abschnitt 412 mit dem Nabenflansch 1 in Eingriff steht, dreht sich das erste ringförmige Reibungselement 41 synchron zusammen mit dem Nabenflansch 1. Zu diesem Zeitpunkt dreht sich das erste ringförmige Reibungselement 41 relativ zu der Seitenplatte 21. Bei den beiden Vorgängen der oben erwähnten Relativdrehung und Synchrondrehung wirken folgende unterschiedliche Reibungspaare, wodurch sich ein zweistufiger Dämpfungseffekt ergibt.
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Basierend auf dem obigen strukturellen Design können im Arbeitsprozess der Schwingungsdämpfungsstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden fünf Reibungspaare realisiert werden, wie in
1d gezeigt.
| Bezeichnung | Bestandteile | Druckkräfte bereitstellende Komponenten |
| das erste Reibungspaar FP1 | der vorstehende Abschnitt 412 und das dritte ringförmige Reibungselement 43 | die erste Membranfeder 51 |
| das zweite Reibungspaar FP2 | die erste Seitenplatte 21 und der ringförmige Reibungsteil 411 | die erste Membranfeder 51 und die zweite Membranfeder 52 |
| das dritte Reibungspaar FP3 | der ringförmige Reibungsteil 411 und der Nabenflansch 1 | die zweite Membranfeder 52 |
| das vierte Reibungspaar FP4 | das zweite ringförmige Reibungselement 42 und der Nabenflansch 1 | die zweite Membranfeder 52 |
| das fünfte Reibungspaar FP5 | das zweite ringförmige Reibungselement 42 und die zweite Membranfeder 52 | die zweite Membranfeder 52 |
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Auf diese Weise dreht sich das erste ringförmige Reibungselement 41 zusammen mit der ersten Seitenplatte 21, wenn der Nabenflansch 1 sich von dem Anfangszustand (wenn die Dämpfungsfeder 3 nicht zusammengedrückt ist) relativ zu den zwei Seitenplatten 21, 22 um einen Winkel kleiner als α dreht, sodass auf einer axialen Seite des Nabenflansches 1 das dritte Reibungspaar FP3 als Dämpfung wirkt; auf der anderen axialen Seite des Nabenflansches 1 das vierte Reibungspaar FP4 oder das fünfte Reibungspaar FP5 als Dämpfung wirkt, je nachdem ob das zweite ringförmige Reibungselement 42 an dem Nabenflansch 1 oder an der zweiten Seitenplatte 22 befestigt ist. Der oben erwähnte Dämpfungseffekt wirkt hauptsächlich im Leerlaufzustand des Motors.
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Nachdem der Nabenflansch 1 sich von dem Anfangszustand (wenn die Dämpfungsfeder 3 nicht zusammengedrückt ist) relativ zu den beiden Seitenplatten 21, 22 um einen Winkel gleich α dreht, dreht sich das erste ringförmige Reibungselement 41 zusammen mit dem Nabenflansch 1, sodass auf einer axialen Seite des Nabenflansches 1 das zweite Reibungspaar FP2 als Dämpfung wirkt; auf der anderen axialen Seite des Nabenflansches 1 das erste Reibungspaar FP1 als Dämpfung wirkt und ferner das vierte Reibungspaar FP4 oder das fünfte Reibungspaar FP5 als Dämpfung wirkt, je nachdem ob das zweite ringförmige Reibungselement 42 an dem Nabenflansch 1 oder an der zweiten Seitenplatte 22 befestigt ist. Der oben erwähnte Dämpfungseffekt wirkt hauptsächlich im Normalbetriebszustand des Motors.
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Auf diese Weise kann die Schwingungsdämpfungsstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung sowohl den Normalbetriebszustand als auch den Leerlaufzustand des Motors mit berücksichtigen und einen zweistufigen Dämpfungseffekt entfalten.
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Der Aufbau und die Funktionsweise der Schwingungsdämpfungsstruktur mit zweistufiger Dämpfung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurden oben beschrieben, und der Aufbau des Schwingungsdämpfers für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der die Schwingungsdämpfungsstruktur enthält, wird unten beschrieben.
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(Schwingungsdämpfer für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung)
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Wie in 2a und 2b gezeigt, stellt die vorliegende Erfindung auch einen Schwingungsdämpfer für ein Fahrzeug bereit, wobei der Schwingungsdämpfer für ein Fahrzeug eine Schwungradmasse 6, einen Nabenkern 7 und eine Fliehkraftpendeleinheit 8 zusätzlich zu der Schwingungsdämpfungsstruktur mit dem oben erwähnten Aufbau umfasst.
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Insbesondere ist der Nabenflansch 1 der Schwingungsdämpfungsstruktur sowohl mit der Schwungradmasse 6 als auch mit der Motorkurbelwelle des Fahrzeugs fest verbunden, um ein Drehmoment von dem Motor aufzunehmen; die zweite Seitenplatte 22 der Schwingungsdämpfungsstruktur ist mit dem Nabenkern 7 fest verbunden und der Nabenkern 7 ist antriebsmäßig mit der Getriebeeingangswelle des Fahrzeugs gekoppelt, um ein Drehmoment auf die Getriebeeingangswelle zu übertragen. Das oben erwähnte Getriebe kann verschiedene Arten von Getrieben sein, wie etwa ein Doppelkupplungsgetriebe, ein manuelles Automatikgetriebe und dergleichen. Außerdem sind mehrere Fliehkraftpendeleinheiten 8 an der radial äußeren Seite des Nabenflansches 1 angeordnet und an der ersten Seitenplatte 21 und der zweiten Seitenplatte 22 montiert, um die Torsionsschwingung aus dem Motor weiter zu dämpfen.
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Die spezifische technische Lösung der vorliegenden Erfindung wurde oben im Detail beschrieben, aber Folgendes sollte auch beachtet werden:
- (i) Obwohl dies in den obigen spezifischen Ausführungsformen nicht ausdrücklich beschrieben ist, kann die Schwingungsdämpfungsstruktur der vorliegenden Erfindung auch für eine Kupplungsscheibe verwendet werden, wobei der Reibungspuffermechanismus auf der radial äußeren Seite des Nabenflansches 1 angeordnet ist und mit dem Nabenflansch 1 fest verbunden ist. Der Reibungspuffermechanismus wird verwendet, um ein Drehmoment aus der Außenseite der Kupplungsscheibe aufzunehmen, und der Nabenkern 7 ist an der ersten Seitenplatte 21 oder der zweiten Seitenplatte 22 der Schwingungsdämpfungsstruktur befestigt und dient zur Übertragung des Drehmoments auf die Außenseite der Kupplungsscheibe.
- (ii) Obwohl die Anzahl von Dämpfungsfedern 3 in der obigen spezifischen Ausführungsform als vier beschrieben ist, kann auch eine andere Anzahl von Dämpfungsfedern 3 verwendet werden. Die Dämpfungsfeder 3 kann nicht nur eine lineare zylindrische Schraubenfeder wie oben beschrieben sein, sondern auch eine bogenförmige Schraubenfeder sein.
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Wenn die Dämpfungsfeder 3 eine lineare zylindrische Schraubenfeder ist, wird vorzugsweise jede Dämpfungsfeder 3 in dem Dämpfungsfeder-Montageabschnitt wie oben beschrieben aufgenommen, indem ihre Längsrichtung mit der Richtung einer Tangente an die Umfangsrichtung C der Schwingungsdämpfungsstruktur übereinstimmt; wenn die Dämpfungsfeder 3 eine bogenförmige Schraubenfeder ist, wird vorzugsweise jede Dämpfungsfeder 3 in dem Dämpfungsfeder-Montageabschnitt wie oben beschrieben aufgenommen, indem ihre Längsrichtung mit der Umfangsrichtung C der Schwingungsdämpfungsstruktur übereinstimmt.
- (iii) Um zu verhindern, dass die lineare Dämpfungsfeder 3 mit dem Nabenflansch 1 kollidiert, wenn der Nabenflansch 1 eine Relativdrehung relativ zu den zwei Seitenplatten 21, 22 ausführt, kann eine zur radial äußeren Seite hin konvexe bogenförmige Kontur durch die radial äußere Kante des Montagelochs 1h des Nabenflansches 1 gebildet werden.
- (iv) In der Schwingungsdämpfungsstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung können die Reibungselemente 41, 42, 43 und die Membranfedern 51, 52 auf der radial inneren Seite des Dämpfungsfeder-Montageabschnitts angeordnet sein oder können auf der radial äußeren Seite des Dämpfungsfeder-Montageabschnitts angeordnet sein.
- (v) Wenn die Schwingungsdämpfungsstruktur der vorliegenden Erfindung auf einen Schwingungsdämpfer für ein Fahrzeug oder eine Kupplungsscheibe angewendet wird, enthält der Schwingungsdämpfer für ein Fahrzeug oder die Kupplungsscheibe ferner einen Drehmomentbegrenzer, wobei der Drehmomentbegrenzer am Drehmomenteingang und/oder am Drehmomentausgang des Schwingungsdämpfers für ein Fahrzeug oder der Kupplungsscheibe, oder an anderen Stellen des Schwingungsdämpfers für ein Fahrzeug oder der Kupplungsscheibe angeordnet sein kann. Beispielsweise kann in einer nicht einschränkenden Ausführungsform eines Schwingungsdämpfers für ein Fahrzeug der Drehmomentbegrenzer zwischen der Schwungradmasse und dem Flansch als Eingangselement oder zwischen der Seitenplatte als Ausgangselement und der Ausgangswelle angeordnet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Nabenflansch
- 1h1
- Montageloch
- 1h2
- erstes bogenförmiges Durchgangsloch
- 1h3
- zweites bogenförmiges Durchgangsloch
- 21
- erste Seitenplatte
- 21h
- erstes Fenster
- 22
- zweite Seitenplatte
- 22h
- zweites Fenster
- 23
- Verbindungsstück
- 3
- Dämpfungsfeder
- 41
- erstes ringförmiges Reibungselement
- 411
- ringförmiger Reibungsteil
- 412
- vorstehender Abschnitt
- 42
- zweites ringförmiges Reibungselement
- 43
- drittes ringförmiges Reibungselement
- FP1
- erstes Reibungspaar
- FP2
- zweites Reibungspaar
- FP3
- drittes Reibungspaar
- FP4
- viertes Reibungspaar
- FP5
- fünftes Reibungpaar
- 51
- erste Membranfeder
- 52
- zweite Membranfeder
- 6
- Schwungradmasse
- 7
- Nabenkern
- 8
- Fliehkraftpendeleinheit
- R
- radiale Richtung
- A
- axiale Richtung
- C
- Umfangsrichtung
- O
- Mittelachse.
