DE19549459C2 - Vorrichtung zur Kraftübertragung mit einer Einrichtung zur Schwingungsdämpfung - Google Patents
Vorrichtung zur Kraftübertragung mit einer Einrichtung zur SchwingungsdämpfungInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kraftübertragung mit einer flexiblen Platte (102), welche mit mehreren Schraubenlöchern ausgebildet ist, welche einen Umkreis festlegen, mit einer Antriebsplatte (113), welche mit der flexiblen Platte (102) nahe einem äußeren Umfangsbereich der flexiblen Platte (102) verbunden ist, mit einer angetriebenen Platte (119), welche benachbart der Antriebsplatte (113) angeordnet ist, wobei die angetriebene Platte (119) und die Antriebsplatte (113) zumindest teilweise ein ringförmiges Gehäuse festlegen, mit einem Dämpfungsmechanismus für Schwingungen, welcher innerhalb des ringförmigen Gehäuses zwischen der Antriebsplatte (113) und der angetriebenen Platte (119) angeordnet ist, um die Antriebsplatte (113) und die angetriebene Platte (119) elastisch zu koppeln, mit einer Nabe (103), welche mit der Antriebsplatte (113) verbunden ist, mit einem Lager (117), welches mit der Nabe (103) zwischen der Antriebsplatte (113) und der angetriebenen Platte (119) verbunden ist, um eine Relativdrehung zwischen der angetriebenen Platte (119) und der Antriebsplatte (113) zu ermöglichen, wobei der Außendurchmesser des Lagers (117) kleiner als der Umfangskreis ist, und mit einem Trägheitselement (142), welches fest mit der angetriebenen Platte (119) verbunden ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kraftübertragung
mit einer Einrichtung zur Schwingungsdämpfung, und insbeson
dere eine Kraftübertragungsvorrichtung, die zwischen der
Kurbelwelle einer Kraftmaschine wie etwa eines Verbrennungs
motors und einer Kraftabgabeeinrichtung wie etwa einem auto
matischen Getriebe angeordnet ist, um ein Drehmoment zu
übertragen, wobei Teile der Einrichtung zur Schwingungsdämp
fung ein selbsttragendes Bauteil der Vorrichtung beim Auf
treten von Axialbelastungen bilden, wie etwa einer Schub
kraft in der Axialrichtung der Kraftübertragungsvorrichtung.
Es sind Kraftübertragungsvorrichtungen bekannt, die ein Paar
von Schwungrädern und eine Kupplung aufweisen und im allge
meinen zwischen der Kurbelwelle eines Motors und einem
Getriebe angeordnet sind.
So gibt es Schwungradanordnungen, bei denen zwei Schwung
räder zum Aufnehmen der von einem Motor kommenden Schwin
gungen miteinander kombiniert sind. Eine derartige Schwung
radanordnung hat ein mit der Kurbelwelle des Motors verbun
denes Schwungrad, ein an dem ersten Schwungrad be
grenzt drehbeweglich angebrachtes zweites Schwungrad und ein
Dämpfungselement, welches das erste und das zweite Schwung
rad in Drehrichtung elastisch miteinander verbindet, um
Torsionsschwingungen zwischen diesen beiden Schwungrädern zu
dämpfen. Das zweite Schwungrad hat an der einem Getriebe zu
gewandten Seite eine Reibfläche, an der eine Kupplung an
liegt.
Die Kupplung besteht im wesentlichen aus einer Kupplungs
scheibenanordnung und einer Kupplungsgehäuseanordnung. Die
Kupplungsscheibenanordnung besteht aus einer ringförmigen
Kupplungsscheibe, die selektiv an der Reibfläche des zweiten
Schwungrades anliegt, und aus einem Nabenflansch mit Keilen,
welche mit der Hauptantriebswelle des Getriebes in Eingriff
sind. Die Kupplungsgehäuseanordnung besteht aus einem pfan
nenförmigen Kupplungsdeckel, dessen äußere Umfangskante an
dem Schwungrad befestigt ist, einer in dem Kupplungsdeckel
eingeschlossenen ringförmigen Druckplatte zum Andrücken der
Kupplungsscheibe gegen die Reibfläche des zweiten Schwung
rades, und einer von dem Kupplungsdeckel gehaltenen Schei
benfeder zum Pressen der Druckplatte gegen das zweite
Schwungrad.
Die bekannte Kraftübertragungseinrichtung weist folgende
Nachteile auf.
- 1. Die getrennt voneinander gefertigte Schwungradanordnung und Kupplung erfordern viele Einzelteile, wodurch die Pro duktion verteuert wird.
- 2. Beim Lösen der Kupplung werden die zum Ausrücken erfor derlichen Kräfte über den Kupplungsdeckel auf das zweite Schwungrad übertragen. Die auf das zweite Schwungrad ausge übte Kraft wird dann auf ein Lager zwischen dem ersten und dem zweiten Schwungrad übertragen. Das Lager muß die beim Lösen der Kupplung auftretenden Kräfte aufnehmen und deshalb großen Kräften Widerstand leisten, dennoch aber drehbar bleiben. Ein solches Lager ist jedoch teuer und benötigt viel Raum in der Radialerstreckung. Hierdurch wird der innere Aufbau des Dämpfungselementes in der Schwungradanord nung stark beeinträchtigt.
- 3. Bei einer Kraftübertragungseinrichtung kann das erste Schwungrad an einer scheibenförmigen flexiblen Platte an gebracht sein, die an der Kurbelwelle befestigt ist; die flexible Platte und das erste Schwungrad sind dann an ihrem äußeren Umfang aneinander befestigt und ein Lager umgibt einen Nabenwulst des ersten Schwungrades, um das zweite Schwungrad gegenüber dem ersten Schwungrad drehbar zu halten. In diesem Fall ist es schwierig, die genaue konzen trische Ausrichtung der flexiblen Platte mit dem ersten Schwungrad sicherzustellen und die übrigen Teile konzen trisch auszurichten.
In einer anderen bekannten Schwungradanordnung wird in einer
Kammer, die teilweise von dem ersten Schwungrad gebildet
wird, von einem scheibenförmigen Element eine mit Fluid ge
füllte Fluidführung gebildet. Innerhalb der Kammer ist ein
Dämpfungselement zum Dämpfen von Torsionsschwingungen vorge
sehen. Das erste Schwungrad weist einen sich zum Getriebe
hin erstreckenden zentralen Nabenwulst auf, auf dem das
zweite Schwungrad durch ein Lager gehalten wird, welches den
zentralen Nabenwulst des ersten Schwungrades umgibt und eine
begrenzte Drehbewegung der beiden Schwungräder gegeneinander
ermöglicht.
Die Schwungradanordnung kann eine flexible Platte aufweisen,
die sich in Axialrichtung zwischen der Kurbelwelle des Mo
tors und dem ersten Schwungrad biegen kann, um Biegeschwin
gungen des Motors zu absorbieren. Die innere Umfangskante
der flexiblen Platte ist am Ende der Kurbelwelle und die
äußere Umfangskante am Außenumfang des ersten Schwungrades
befestigt. Mehrere Bolzen sind in Umfangsrichtung in glei
chen Abständen angeordnet. Am äußeren Umfang des ersten
Schwungrades ist ein Zahnring zum Starten des Motors be
festigt.
Diese Schwungradanordnung weist u. a. folgende Nachteile auf:
- 1. Zwischen dem Scheibenelement und dem Abtriebselement muß eine Dichtung vorgesehen werden, um das Fluid innerhalb der Kammer abzudichten. Es ist wünschenswert, auf das das erste und das zweite Schwungrad tragende Lager eine Vorspannung aufzubringen, und zu diesem Zweck muß ein elastisches Ele ment vorgesehen werden. Durch die Dichtung und das elasti sche Element wird die Zahl der Bauelemente erhöht, woraus eine Verteuerung resultiert.
- 2. Das dynamische Verhalten der Schwungradanordnung kann dazu führen, daß Biegeschwingungen des Motors Geräusche er zeugen. Die Dämpfungseinrichtung benötigt ein gewisses Maß an Masseträgheit, um Schwingungen zu absorbieren. Wenn die Masseträgheit unzureichend ist, kann die Schwungradanordnung keine Torsionsschwingungen des Motors absorbieren.
- 3. Da die flexible Platte und das erste Schwungrad an ihren Außenrändern aneinander befestigt sind, erfolgt die Ausrich tung zwischen der flexiblen Platte, dem Nabenwulst und dem Lager für das erste Schwungrad am Außenumfang der flexiblen Platte und des ersten Schwungrades, was dazu führt, daß diese Teile weniger genau konzentrisch zueinander liegen. Das Lager liegt außerhalb eines Lochkreises für die Bolzen, und dies beeinträchtigt die innere Gestaltung des Dämpfers.
- 4. Ein Kraftübertragungssystem mit einem Dämpfer in einem Auto muß die Masseträgheit der krafterzeugenden Einrichtung erhöhen, um die Resonanzfrequenz beim Leerlauf oder gerin gerer Drehzahl des Motors herabzusetzen. Der Zahnring zum Starten des Motors ist jedoch am äußeren Umfang des ersten Schwungrades befestigt, so daß der Anteil des Masseträg heitsmoments der krafterzeugenden Einrichtung nicht ausreichend gesteigert werden kann.
Bei einer weiteren bekannten Anordnung hat die Dämpfungsvor
richtung einen Nabenflansch, ein Lager und ein Dämpfungsele
ment. Ein Antriebselement ist mit der Kurbelwelle des Motors
gekuppelt, während der Nabenflansch an die von dem Getriebe
ausgehende Hauptantriebswelle gekuppelt ist. Der Naben
flansch besitzt einen sich zu dem Getriebe erstreckenden
Nabenwulst sowie einen am Außenumfang des Nabenwulstes aus
gebildeten Flansch. Das Lager ist zwischen einem kraftauf
nehmenden Element und dem Nabenflansch angeordnet, um diese
beiden Teile gegeneinander drehbeweglich zu halten. Das
Dämpfungselement ist innerhalb eines Fluidraumes angeordnet,
um das kraftaufnehmende Element und den Nabenflansch ela
stisch in Drehrichtung zu verbinden und außerdem Torsions
schwingungen zwischen ihnen zu dämpfen. Eine das Dämpfungse
lement und den Nabenflansch verbindende getriebene Scheibe
ist zwischen ihnen angeordnet. Das Dämpfungselement weist in
einem sich in Umfangsrichtung der getriebenen Scheibe er
streckenden Fenster ein elastisches Element auf, sowie eine
Einrichtung zum Erzeugen eines Widerstandes, wenn das kraft
aufnehmende Element und die getriebene Scheibe gegeneinander
gedreht werden. Das Fenster in der getriebenen Scheibe hält
das elastische Element, das sich unter dem Einfluß der Tor
sionsschwingung ausdehnt oder zusammenzieht. Wenn das
Fenster eine geringe Dicke aufweist, wird ein größerer
Lagerdruck auf das Fenster ausgeübt, und die Lebenszeit
einer Kante des Fensters wird verringert. Deshalb dienen
mehrere scheibenförmige Metallplatten oder dicke Gußteile
zum Verdicken und Verstärken der getriebenen Scheibe.
Dieser bekannte Dämpfer hat die folgenden Nachteile:
- 1. Da der Nabenflansch und die getriebene Scheibe einzeln angefertigt werden, wird die gesamte Anordnung durch die Vielzahl von Teilen kompliziert und teuer. Der Flansch des Nabenwulstes erstreckt sich außerdem zum Halten des Lagers nach außen. Der Nabenwulst selbst ist insgesamt sperrig. Da der Nabenwulst aus Gußmaterial besteht, hat er beträchtliche Masse und Gewicht und ist teuer in der Herstellung.
- 2. Der Nabenwulst in dem Abtriebselement steht zu dem Ge triebe hin vor, so daß der Dämpfer eine große Axialer streckung erhält.
- 3. Zwischen dem Nabenflansch und den anderen Teilen muß ein Dichtungselement vorgesehen werden, um den Fluidraum abzu dichten. Das Dichtungselement erhöht die Zahl der Teile und die Herstellungskosten.
- 4. Der Nabenflansch wird von dem Lager auf dem Außenumfang des Nabenwulstes in dem kraftaufnehmenden Element gehalten, um sich gegenüber dem kraftaufnehmenden Element drehen zu können. Das Lager wird mit einer Schublast und einer Radiallast beaufschlagt und muß deshalb in der Radial richtung ausreichend groß sein. Ein derart großes Lager ist teuer und beansprucht viel Platz in der Radialer streckung. Der Aufbau im Inneren des Dämpfungselementes ist dementsprechend Beschränkungen unterworfen.
- 5. Die getriebene Schale besitzt eine unerwünscht große Masse und großes Gewicht, wodurch die Kosten erhöht werden und die gesamte Maschine schwerer wird. Dies ist insbesondere bei Kraftfahrzeugen unerwünscht, bei denen zusätzliches Gewicht den Kraftstoffverbrauch erhöht.
DE 42 29 638 A1 beschreibt eine Schwungradausbildung mit
einem an einen Motor anschließbaren ersten Schwungrad,
einem zweiten Schwungrad und einem zwischen diesen
Schwungrädern angeordneten Proportional-Dämpfungsme
chanismus, der durch Flüssigkeit Torsionsschwingungen des
Schwungrads dämpft. Das zweite Schwungrad ist drehbar an
dem ersten Schwungrad gehalten und hat einen Reibbelag, an
welchen ein Reibmaterial gedrückt wird. Das zweite
Schwungrad weist einen ringförmigen Auffangkanal, der
radial innerhalb des Reibbelages vorgesehen ist und
Leckflüssigkeit auffängt, die durch Zentrifugalkraft zur
Seite des Reibbelags hin getrieben wird, und eine Vielzahl
von Durchgangslöchern auf, die sich von dem Auffangkanal
aus zu einem Raum zwischen den Schwungrädern erstrecken
und die in dem Auffangkanal aufgefangene Flüssigkeit zu
dem genannten Raum leiten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zur Kraftübertragung zu schaffen, bei welcher der
Innenaufbau eines Dämpfungsmechanismuselementes weniger
Einschränkungen unterworfen ist.
Die Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des An
spruches 1 gelöst; die Unteransprüche haben bevorzugte
Ausgestaltungsformen der Erfindung zum Inhalt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs
beispieles in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei
zeigt:
Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt einer Kraftübertra
gungsvorrichtung einer nicht durch die Erfindung umfaßten Ausführungsform;
Fig. 2 einen teilweisen Schnitt und eine teilweise Rück
ansicht (vom Getriebe aus gesehen) der in Fig. 1
gezeigten Kraftübertragungsvorrichtung;
Fig. 3 einen teilweisen Schnitt und eine teilweise Vorder
ansicht mit weiteren Einzelheiten der in Fig. 1 ge
zeigten Kraftübertragungsvorrichtung, vom Motor aus
gesehen;
Fig. 4 eine vergrößerte Teilansicht eines Teiles von Fig. 1
in einem etwas vergrößertem Maßstab;
Fig. 5 eine vergrößerte Teilansicht eines Teiles von Fig. 2
mit der Darstellung mehrerer Teile der Kraftüber
tragungsvorrichtung ohne gegenseitige Verstellung
(ohne Torsionsbeanspruchung);
Fig. 6 eine der Fig. 5 ähnliche vergrößerte Teilansicht
eines Teiles von Fig. 2 mit der Darstellung mehrerer
Teile der Kraftübertragungsvorrichtung bei gegen
seitiger Verstellung aufgrund einer Torsionsbean
spruchung der Vorrichtung;
Fig. 7 eine den Fig. 5 und 6 ähnliche vergrößerte Teilan
sicht eines Teiles von Fig. 2 mit der Darstellung
mehrerer Teile der Kraftübertragungsvorrichtung bei
weiterer gegenseitiger Verstellung aufgrund einer
Torsionsbeanspruchung der Vorrichtung;
Fig. 8 eine der Fig. 5, 6 und 7 ähnliche vergrößerte Teil
ansicht eines Teiles von Fig. 2 mit der Darstellung
mehrerer Teile der Kraftübertragungsvorrichtung bei
noch weiter fortgeschrittener gegenseitiger Verstel
lung aufgrund einer Torsionsbeanspruchung der Vor
richtung;
Fig. 9 eine Teilschnittdarstellung eines Teiles von Fig. 2
in einem etwas vergrößertem Maßstab mit der Vorrich
tung in einem torsionsfreien Zustand ohne eine
wesentliche Verstellung zwischen den einzelnen
Teilen;
Fig. 10 eine der Fig. 9 ähnliche Teilschnittdarstellung
eines Teiles von Fig. 2 mit der Darstellung mehrerer
Teile der Kraftübertragungsvorrichtung bei gegensei
tiger Verstellung aufgrund einer Torsionsbeanspru
chung der Vorrichtung;
Fig. 11 einen teilweisen Längsschnitt einer Kraftübertra
gungsvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 12 einen teilweisen Schnitt und eine teilweise Rückan
sicht der in Fig. 11 gezeigten Vorrichtung, vom Ge
triebe aus gesehen;
Fig. 13 einen teilweisen Schnitt und eine teilweise Vorder
ansicht der in Fig. 11 gezeigten Vorrichtung, vom
Motor aus gesehen;
Fig. 14 einen Teilschnitt eines Teiles von Fig. 11 in einem
etwas vergrößertem Maßstab;
Fig. 15 einen Teilschnitt eines Teiles von Fig. 12 in einem
etwas vergrößertem Maßstab mit der Darstellung meh
rerer Teile der Kraftübertragungsvorrichtung ohne
gegenseitige Verstellung (ohne Torsionsbeanspru
chung);
Fig. 16 einen der Fig. 15 ähnlichen Teilschnitt eines Teiles
von Fig. 12 mit der Darstellung mehrerer Teile der
Kraftübertragungsvorrichtung bei gegenseitiger Ver
stellung aufgrund einer Torsionsbeanspruchung der
Vorrichtung;
Fig. 17 einen der Fig. 15 und 16 ähnlichen Teilschnitt eines
Teiles von Fig. 12 mit der Darstellung mehrerer
Teile der Kraftübertragungsvorrichtung bei weiterer
gegenseitiger Verstellung aufgrund einer Torsions
beanspruchung der Vorrichtung;
Fig. 18 einen der Fig. 15 und 16 ähnlichen Teilschnitt eines
Teiles von Fig. 12 mit der Darstellung mehrerer
Teile der Kraftübertragungsvorrichtung bei noch
weiter fortgeschrittener gegenseitiger Verstellung
aufgrund einer Torsionsbeanspruchung der Vorrich
tung;
Fig. 19 einen Teilschnitt eines Teiles von Fig. 12 mit der
Darstellung mehrerer Teile der Kraftübertragungs
vorrichtung bei gegenseitiger Verstellung aufgrund
einer Torsionsbeanspruchung der Vorrichtung und;
Fig. 20 einen teilweisen Längsschnitt einer Kraftübertra
gungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung.
Die vorliegende, in den Ansprüchen 1-6 beanspruchte
Erfindung bezieht sich nur auf Fig. 20 nebst zuge
höriger Beschreibung. Jedoch sind die Fig. 1-19
nebst Beschreibung für das Verständnis der vor
liegenden Erfindung relevant.
Die Fig. 1 bis zeigen eine Kraftübertragungsvorrichtung 201
nach einer ersten Ausführungsform. Die Kraft
übertragungsvorrichtung 201 dient zum Übertragen eines Dreh
moments von der Kurbelwelle 301 eines Motors auf die Haupt
antriebswelle 302 eines Getriebes. In Fig. 1 befindet sich
der nicht gezeigte Motor auf der linken Seite und das nicht
gezeigte Getriebe auf der rechten Seite der Darstellung. Die
Linie O-O in Fig. 1 ist die Drehachse der Kraftübertragungs
vorrichtung 201, und R1 bezeichnet die Drehrichtung der
Kraftübertragungsvorrichtung 201.
Die Kraftübertragungsvorrichtung 201 weist eine Schwungrad
anordnung 1, eine Kupplungsscheibenanordnung 202 und ein
Kupplungsgelenk 203 auf, die miteinander verbunden sind.
Die Schwungradanordnung 1 enthält eine flexible Platte 2,
ein an der flexiblen Platte 2 befestigtes Ringelement 8, ein
scheibenförmiges Schwungrad 3 und ein Dämpfungselement 4,
welches das Ringelement 8 mit dem Schwungrad 3 in Drehrich
tung elastisch verbindet, um die dazwischen auftretenden
Torsionsschwingungen zu dämpfen.
Die flexible Platte 2 ist ein etwa scheibenförmiges Bauteil,
das sich in Axialrichtung etwas biegen kann und in Drehrich
tung eine größere Festigkeit aufweist. Wie aus Fig. 1 und 2
ersichtlich, hat die flexible Platte 2 in ihrer Mitte eine
zentrale Öffnung 2a. Gemäß Fig. 3 hat sie ferner mehrere
runde Öffnungen 2b, die mit gegenseitigen Abständen in Um
fangsrichtung an einem radial mittleren Bereich der Platte 2
ausgebildet sind. Von den runden Öffnungen 2b nach innen hin
sind mehrere Schraubenlöcher 2c auf einem Kreis in der
Platte 2 ausgeformt. Durch die Schraubenlöcher 2c geführte
Schrauben 6 befestigen den inneren Umfangsrand der flexiblen
Platte 2 an einem Ende der Kurbelwelle 301. Wie in Fig. 3
gezeigt, sind mehrere gebogene Trägheitselemente 7 mit
Nieten 51 an der flexiblen Platte 2 befestigt. Die Träg
heitselemente 7 steigern das Trägheitsmoment der Schwung
radanordnung 1. Da die Trägheitselemente 7 bogenförmig aus
gebildet und in Segmente unterteilt sind, beschränken oder
verhindern sie nicht ein Verbiegen der flexiblen Platte 2 in
Axialrichtung. Der äußere Umfangsrand der flexiblen Platte 2
ist an dem Ringelement 8 durch Schrauben 10 mit der dazwi
schen befindlichen Scheibenplatte 9 befestigt. Die Träg
heitselemente 7 haben den Schrauben 10 entsprechende Ausneh
mungen.
Am Außenumfang des Ringelementes 8 ist ein zum Starten des
Motors dienender Zahnring 11 befestigt.
Das Dämpfungselement 4 besitzt eine erste Krafteinleitungs
scheibe 13, eine zweite Krafteinleitungsscheibe 14, einen
Nabenwulst 15, eine getriebene Scheibe 19, eine Schrauben
feder 22 und einen Erzeuger 25 für viskosen Widerstand. Die
erste Krafteinleitungsscheibe 13 und die zweite Krafteinlei
tungsscheibe 14 sind als scheibenförmige Elemente ausgebil
det. An dem Außenumfang der zweiten Krafteinleitungsscheibe
14 ist eine äußere Umfangswand ausgebildet, die an der
äußeren Umfangskante der ersten Krafteinleitungsscheibe 13
befestigt ist und zum Motor hin verläuft. Die äußere Um
fangswand ist an den inneren Umfang des Ringelementes 8 an
geschweißt. Die innere Umfangskante der zweiten Krafteinlei
tungsscheibe 14 hat einen größeren Durchmesser als die der
erste Krafteinleitungsscheibe 13. Die erste Krafteinlei
tungsscheibe 13 und die zweite Krafteinleitungsscheibe 14
bilden zusammen einen Fluidraum A zur Aufnahme der getriebe
nen Scheibe 19, der Schraubenfeder 22, des Erzeugers 25 für
viskosen Widerstand u. dgl. Der Raum A ist mit einem viskosen
Fluid gefüllt.
Die getriebene Scheibe 19, die als scheibenförmiges Element
ausgebildet ist, ist mit ihrem inneren Umfangsrand durch
Nieten 20 mit dem Schwungrad 3 verbunden. In einem radial
mittleren Bereich der getriebenen Scheibe 19 sind mehrere
Fensteröffnungen 19a ausgebildet, die in Umfangsrichtung
verlaufen. In der Nähe des äußeren Umfangsrandes der getrie
benen Scheibe 19 sind an gegenüberliegenden Seiten ringför
mige Rillen 19b zur Abdichtung ausgebildet (Fig. 1 und 2).
Von der äußeren Umfangsfläche 19c der getriebenen Scheibe 19
ragen mehrere Vorsprünge 19d in radialer Richtung nach
außen.
Die Schraubenfedern 22 sind in die Fensteröffnungen 19a in
der getriebenen Scheibe 19 eingesetzt. An den äußeren Enden
der Schraubenfedern 22 sind Sitzelemente 23 angeordnet. Die
erste und die zweite Krafteinleitungsscheibe 13, 14 haben
jeweils an einer der Fensteröffnung 19a der getriebenen
Scheibe 19 entsprechenden Stelle Federaufnahmen 13a und 14a.
Die Sitzelemente 23 sind mit den entgegengesetzten Enden der
Federaufnahmen 13a und 14a in Umfangsrichtung in Kontakt.
Auf diese Weise sind die Krafteinleitungsscheiben 13 und 14
und die getriebene Scheibe 19 mit der dazwischen eingesetz
ten Schraubenfeder 22 in Drehrichtung elastisch verbunden.
In dem in Fig. 2 gezeigten unbelasteten Zustand hat das
Sitzelement 23 an seinem Außenumfang nur einen teilweisen
Kontakt mit den Federaufnahmen 13a und 14a der Krafteinlei
tungsscheiben 13 und 14 und der Fensteröffnung 19a der ge
triebenen Scheibe 19 an deren jeweiligen Enden. Anders aus
gedrückt befindet sich die Schraubenfeder 22 unter Torsions
kontakt in der Fensteröffnung 19a.
Nachfolgend wird der Erzeuger 25 für viskosen Widerstand
beschrieben.
Der Erzeuger 25 für viskosen Widerstand befindet sich in
einem ringförmigen Gehäuse 27 am äußersten Umfang innerhalb
des Raumes A, mehrere Stifte 28 verbinden das Gehäuse 27 mit
der ersten und der zweiten Krafteinleitungsscheibe 13 und
14, und in dem Gehäuse 27 sind mehrere Gleitanschläge 27a
ausgebildet, wobei die Stifte 28 durch die Gleitanschläge
27a ragen.
Das ringförmige Gehäuse 27 liegt innerhalb der äußeren Um
fangswand der zweiten Krafteinleitungsscheibe 14 und ist mit
seinen gegenüberliegenden Endflächen in Axialrichtung
zwischen die Krafteinleitungsscheiben 13 und 14 eingefügt.
In dem ringförmigen Gehäuse 27 ist eine ringförmige Fluid
kammer B vorgesehen, die mit einem viskosen Fluid gefüllt
ist. Mehrere Anschläge 27a in dem ringförmigen Gehäuse 27
unterteilen die ringförmige Fluidkammer B in mehrere bogen
förmige Unterfluidkammern B1. Der Stift 28 ermöglicht es dem
ringförmigen Gehäuse 27, zusammen mit der ersten und der
zweiten Krafteinleitungsscheibe 13 und 14 umzulaufen. Die
den viskosen Widerstand bestimmende lichte Weite des ring
förmigen Gehäuses 27 ist von der Schaftlänge des Stiftes 28
abhängig. Das ringförmige Gehäuse 27 weist zwei entgegenge
setzte ringförmige Vorsprünge 27b auf, die an den inneren
Enden des ringförmigen Gehäuses 27 nach innen vorragen und
eine Öffnung 27e bilden (Fig. 1). Die Vorsprünge 27b sind in
die ringförmigen Rillen 19b in der getriebenen Scheibe 19
eingepaßt, um die innere Öffnung der ringförmigen Fluidkam
mer B abzudichten. Als Eingriffsteil in den ringförmigen
Rillen 19b in der getriebenen Scheibe 19 übernimmt der
Vorsprung 27b die Belastungen (Schublast, Radiallast und
Biegelast), die zwischen einem Krafteinleitungssystem (erste
und zweite Krafteinleitungsscheibe 13 und 14, Gehäuse 27)
und einem Kraftabgabesystem (getriebene Scheibe 19 und
Schwungrad 3) mit dem dazwischen befindlichen viskosen Fluid
auftreten. Der Eingriffsteil und ein Lager 17 (weiter unten
beschrieben) stellen die gegenseitige Abstützung des Einlei
tungs- und Abgabesystems sicher. Die Abdichtung der ringför
migen Fluidkammer wirkt somit gleichzeitig als Lastaufnahme,
womit eine Kosteneinsparung verbunden ist.
In den inneren gegenüberliegenden Endflächen von mittleren
Bereichen des Gehäuses 27 sind zwischen den Anschlägen 27a
Rücklauföffnungen 27c ausgebildet. Die Rücklauföffnungen 27c
ermöglichen es dem viskosen Fluid, ohne Unterbrechung zwi
schen der ringförmigen Fluidkammer B und dem inneren Raum A
zu fließen, wie weiter unten noch im einzelnen erläutert
wird.
Die Vorsprünge 19d der getriebenen Scheibe 19 entsprechen in
ihrer Lage den Zwischenbereichen zwischen den Anschlägen 27a
und liegen in einem torsionsfreien Zustand neben den Rück
lauföffnungen 27c, wie in Fig. 5 gezeigt.
Innerhalb der bogenförmigen Fluidkammer B1 sind mehrere
kappenförmige Gleiter 29 derart angeordnet, daß die Kappen
form jedes Gleiters 29 einen der Vorsprünge 19d der getrie
benen Scheibe 19 überdeckt, wie aus Fig. 2 und 5 bis 10 er
sichtlich. Der Gleiter 29 ist mit einer gekrümmten Außen
fläche an den Innenumfang des ringförmigen Gehäuses 27 an
gepaßt und in Drehrichtung gleitend in der bogenförmigen
Fluidkammer B1 angeordnet. In der Drehrichtung ist der
Gleiter 29 in einem Bereich bewegbar, in dem radiale Wände
den Vorsprung 19d der getriebenen Scheibe 19 stoppen. Von
vier Innenecken am Innenumfang des Gleiters 19 ragen Beine
29a radial nach innen, und die Enden der Beine 29a sind in
Kontakt mit den ringförmigen Vorsprüngen 27b, so daß die
Gleiter 29 in dem ringförmigen Gehäuse festgelegt sind.
Jede der Unterfluidkammern B1 ist ferner durch Gleiter 29 in
eine erste größere Zelle 31 in einer R2-Richtung (s. Fig. 2)
und eine zweite größere Zelle 32 in einer R1-Richtung unter
teilt. Das Innere des Gleiters 29 ist durch den Vorsprung
19d der getriebenen Scheibe 19 in eine erste kleinere Zelle
33 in der R2-Richtung und eine zweite kleinere Zelle 34 in
der R1-Richtung unterteilt. Wie in Fig. 5 und 6 gezeigt, er
möglicht ein Spalt, der zwischen dem Vorsprung 19d der ge
triebenen Scheibe 19 und dem Gleiter 29 ausgebildet ist,
eine Bewegung des viskosen Fluids von der ersten kleineren
Zelle 33 in die zweite kleinere Zelle 34 und umgekehrt. Der
Spalt um das Bein 29a des Gleiters 29 in der R2-Richtung
ermöglicht ein Bewegen des viskosen Fluids zwischen der
ersten größeren Zelle 31 und der ersten kleineren Zelle 33,
während der Spalt um das Bein 29a des Gleiters 29 in der
R1-Richtung ein Bewegen des viskosen Fluids zwischen der
zweiten kleineren Zelle 34 und der zweiten größeren Zelle 32
ermöglicht. Wenn jedoch eine Wand des Gleiters 29 in Kontakt
mit dem Vorsprung 19d kommt, ist das viskose Fluid zwischen
dem Inneren und dem Äußeren des Gleiters blockiert.
Zwischen einer inneren Umfangsfläche des Anschlages 27a und
einer äußeren Umfangsfläche 19c der getriebenen Scheibe 19
befindet sich eine Drossel C (s. Fig. 2, 9 und 10). Wenn das
viskose Fluid die Drossel C passiert, entsteht ein hoher
viskoser Widerstand.
Der innere Rand der getriebenen Scheibe 19 und das zweite
Schwungrad 3 sind miteinander durch Nieten 20 mit einer da
zwischen eingeschlossenen Federdichtung 35 verbunden, wie
aus Fig. 4 ersichtlich. Die Federdichtung 35 ist ein kreis
förmiger Ring aus dünnem Metall und besitzt einen festgeleg
ten Teil 35a mit mehreren Löchern, durch welche die Nieten
20 verlaufen, einen äußeren zylindrischen Teil 35b, der sich
von dem festgelegten Teil 35a in Richtung zum Getriebe hin
erstreckt, und einen elastischen Teil 35c, der von dem äuße
ren zylindrischen Teil 35b aus nach außen verläuft. Der ela
stische Teil ist in Kontakt mit dem inneren Umfangsrand der
zweiten Krafteinleitungsscheibe 14 an der zum Motor hin ge
richteten Seite, um sie zum Getriebe hin zu drücken. Die
Federdichtung 35 dichtet den Fluidraum A zwischen der
zweiten Krafteinleitungsscheibe 14 und dem Schwungrad 3 ab.
Die zentrale Öffnung in dem inneren Umfangsrand der ersten
Krafteinleitungsscheibe 13 ist auf den Nabenwulst 15 gesetzt
und daran beispielsweise durch Schweißen befestigt, wie in
Fig. 1 gezeigt. Eine äußere Umfangsfläche 15a des Nabenwul
stes 15 auf der zum Motor hin gerichteten Seite ist in die
zentrale Öffnung 2a der flexiblen Platte 2 eingesetzt. Der
Nabenwulst 15 ist mit einer ihn axial durchsetzenden zentra
len Öffnung 15c sowie einer radial verlaufenden Öffnung 15b
versehen, die zu der zentralen Öffnung 15c und dem Fluidraum
A führt. Eine Niete 16 ist in die zentrale Öffnung 15c ein
gesetzt. Beim Zusammenbau der Anordnung dienen die zentrale
Öffnung 15c und die Öffnung 15b zum Auffüllen des Fluid
raumes mit einem viskosen Fluid.
Das Lager 17 befindet sich zwischen einer Umfangsfläche des
Nabenwulstes 15 an der Getriebeseite und dem Innenumfang des
Schwungrades 3 und lagert das Schwungrad 3 drehbar auf dem
Nabenwulst 15. Die innere Lauffläche des Lagers 17 ist an
dem Nabenwulst 15 mittels einer Rille in dem Nabenwulst und
des Kopfes der Niete 16 befestigt. Sowohl das Lager 17 als
auch der Nabenwulst 15 werden somit durch die zentrale Öff
nung 2a der flexiblen Platte 2 in ihrer Lage gehalten. Die
flexible Platte 2, der Nabenwulst 15 und das Lager 17 werden
dadurch konzentrisch zueinander ausgerichtet.
Da der Eingriff des ringförmigen Vorsprungs 27b des Gehäuses
27 mit den Rillen 19b der getriebenen Scheibe 19 in dem Er
zeuger 25 für viskosen Widerstand teilweise die Schublast
und die Radiallast übernimmt, kann die das Lager 17 beauf
schlagende Last verringert werden. Die radiale Abmessung des
Lagers kann damit verkleinert werden; beispielsweise ist bei
dieser Ausführungsform das Lager 17 innerhalb eines Umfangs
kreises D der Schrauben 6 untergebracht (s. Fig. 2). Durch
die Anordnung des Lagers 17 innerhalb des Umfangskreises D
der Schrauben 6 kann die Innenaufteilung des Dämpfungsele
mentes 4 mit weniger Einschränkungen entworfen werden. Es
ist damit möglich, die getriebene Scheibe 19 so zu gestal
ten, daß sie weiter nach innen reicht als getriebene Schei
ben im Stand der Technik. In gleicher Weise kann die Schrau
benfeder 22 gegenüber dem Stand der Technik näher zum Zen
trum der Vorrichtung hin angeordnet werden.
Das Lager 17 hat an seinen gegenüberliegenden Seiten Dich
tungselemente zum Abdichten des Abstandes zwischen der inne
ren und der äußeren Lauffläche. Die Dichtungselemente
schließen das Schmiermittel zwischen der inneren und der
äußeren Lauffläche dichtend ein und dichten gleichzeitig den
Fluidraum A zwischen dem Nabenwulst 15 und dem Innenumfang
des Schwungrades 3 ab.
Zur Seite des Getriebes hin hat, das Schwungrad 3 eine Reib
fläche 3a. Am Außenumfang der Reibfläche 3a liegt ein Vor
sprung 3d in Richtung zum Getriebe hin. Der Vorsprung 3d
verläuft in Umfangsrichtung und ist in drei Segmente aufge
teilt, wie in Fig. 2 gezeigt. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist
am Innenumfang des Schwungrades 3 bei der inneren Umfangs
kante ein radial nach innen vorspringender Flansch ange
formt, der mit der äußeren Lauffläche des Lagers 17 auf der
Motorseite in Eingriff ist.
Die Kupplungsscheibenanordnung 202 enthält eine Kupplungs
scheibe 205 mit Reibflächen an ihren gegenüberliegenden
Seiten, eine ringförmige Scheibe 206, die mit ihrem äußeren
Umfangsrand an dem inneren Umfangsrand der Kupplungsscheibe
205 durch eine Niete 206a befestigt ist, und einen Naben
flansch 207, dessen Flansch 207a an dem inneren Umfangsrand
der ringförmigen Scheibe 206 durch mehrere Nieten 206b befe
stigt ist. Im Innenumfang des Nabenflansches 207 ist eine
Keilnut 207b zum Eingriff mit einem Keil der Hauptantriebs
welle 302 ausgebildet.
Ein Kupplungsgelenk 203 besteht im wesentlichen aus einer
ringförmigen Druckplatte 209 innerhalb des Vorsprungs 3d und
einer Scheibenfeder 210. Die Druckplatte 209 ist mit dem
Schwungrad 3 durch eine Befestigungsplatte 211 (Fig. 2)
verbunden, die tangential an deren Außenumfang verläuft. Die
Scheibenfeder 210 enthält gemäß Fig. 1 und 2 ein ringförmi
ges Druckteil 210a und mehrere Hebel 210b, die von dem
Druckteil 210a radial nach innen ragen. Der äußere Umfangs
rand des Druckteils 210a wird an der zum Getriebe hin
weisenden Seite durch einen Schnappring 215 an der Innen
seite des Vorsprungs 3d des Schwungrades 3 gehalten. Ein
bisher verwendeter Kupplungsdeckel entfällt dabei, und die
Anzahl der Einzelteile wird vermindert. Der innere Umfangs
rand des Druckteils 210a drückt die Druckplatte in Richtung
zum Motor hin. Die Enden der Hebel 210b sind mit einer Aus
rückanordnung 204 in Eingriff.
Die Ausrückanordnung 204 enthält eine Hebelplatte 218, die
mit den Hebeln 210b der Scheibenfeder 210 in Eingriff kommt,
ein am Innenumfang der Hebelplatte 218b befestigtes Ausrück
lager 217, ein erstes zylindrisches Element 219, an dem ein
innerer Umfangsrand des Ausrücklagers 217 befestigt ist, und
eine zweites zylindrisches Element 220, das teilweise in das
erste zylindrische Element 219 eingeführt und daran befe
stigt ist. Wenn das zweite zylindrische Element 220 durch
eine nicht dargestellte Anordnung zum Getriebe hin bewegt
wird, zieht die Hebelplatte 218 die Hebel 210b der Scheiben
feder 210 zum Getriebe hin, um die Druckplatte 209 von dem
von der Scheibenfeder 210 ausgeübten Druck zu entlasten.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise der Kraftübertragungsvor
richtung beschrieben.
Wenn ein Drehmoment von der Kurbelwelle 301 in die flexible
Platte 2 eingeleitet wird, übertragen das Ringelement 8, die
erste Krafteinleitungsscheibe 13, die zweite Krafteinlei
tungsscheibe 14 und die Schraubenfeder 22 das Drehmoment auf
die getriebene Scheibe 19. Das auf die getriebene Scheibe 19
übertragene Drehmoment wird weiter auf das Schwungrad 3 und
die Kupplungsscheibenanordnung 202 und dann auf die Hauptan
triebswelle 302 übertragen. Biegeschwingungen, die von der
Kurbelwelle 301 auf das Ringelement 8 übertragen werden,
werden von der flexiblen Platte 2 unterdrückt und erreichen
im allgemeinen nicht das Dämpfungselement 4. Sollte die
Biegeschwingung darauf übertragen werden, übernimmt der Ein
griff des ringförmigen Vorsprungs 27b des Gehäuses 27 mit
den Rillen 19b der getriebenen Scheibe 19 einen Teil der
Biegebelastung. Da somit die auf das Lager 17 ausgeübte Be
lastung verringert ist, kann das Lager 17 in der radialen
Abmessung verkleinert werden.
Wenn die Ausrückanordnung 204 zum Getriebe hin verlagert
wird, wird die Druckplatte 209 von dem Druck der Scheiben
feder 210 entlastet, und dementsprechend löst sich die Kupp
lungsscheibe 205 von der Reibfläche 3a des Schwungrades 3.
Wenn auch durch die Ausrücklast von dem Schwungrad 3 eine
Schubbelastung auf das Lager 17 ausgeübt wird, nehmen der
ringförmige Vorsprung 27b des ringförmigen Gehäuses 27 und
das Lager 17 einen Teil der auf das Schwungrad ausgeübten
Last auf, weil das Schwungrad 3 durch die getriebene Scheibe
19 und die Nieten 20 festgelegt ist. Da somit die auf das
Lager 17 ausgeübte Belastung verringert ist, kann das Lager
17 in der radialen Abmessung verkleinert werden und man
erhält ein kostengünstigeres Lager.
Es folgt eine Beschreibung der Arbeitsweise der Schwungrad
anordnung 1 beim Einleiten von Torsionsschwingungen von der
Kurbelwelle 301 auf die Schwungradanordnung 1. Die Arbeits
weise beim Übertragen von Torsionsschwingungen wird dabei
für einen Fall beschrieben, bei dem ein Krafteinleitungs
system (die erste Krafteinleitungsscheibe 13, die zweite
Krafteinleitungsscheibe 14 und das ringförmige Gehäuse 27)
einer Torsionsbeanspruchung unterliegen und bei dem auf ein
Kraftabgabesystem (die getriebene Scheibe 19 und das
Schwungrad 3), das an anderen nicht gezeigten Elementen be
festigt ist, die Drehkraft übertragen wird.
Bei der Arbeitsweise der Erfindung werden Beispiele kleiner
und großer Torsionsschwingungen erläutert. Zunächst werden
Torsionsschwingungen mit niedrigem Niveau erläutert. Ein
niedriges Torsionsschwingungsniveau verursacht üblicherweise
einen kleinen Torsionsverstellungswinkel (schwache Vibra
tion), bei der die Wand des Gleiters 29 in der Umfangsrich
tung nicht in Kontakt mit dem Vorsprung 19d der getriebenen
Scheibe 19 kommt und das ringförmige Gehäuse 27, das ent
sprechend Fig. 5 unbelastet ist, in der R2-Richtung verdreht
wird. Dabei bewegt sich der Gleiter 29 in die R2-Richtung
und gemäß Fig. 6 vergrößert sich die erste kleinere Zelle
33, während die zweite kleinere Zelle 34 sich verkleinert.
Das von der zweiten kleineren Zelle 34 zu der ersten kleine
ren Zelle 33 fließende viskose Fluid bewegt sich zwischen
dem Außenumfang des Gleiters 29 und dem Vorsprung 19d und
durch die Rücklauföffnung 27c. Das viskose Fluid passiert
die Rücklauföffnung 27c, um sich zwischen dem Gleiter 29 und
dem ringförmigen Raum A mit einem geringen Strömungswider
stand zu bewegen.
Wenn das ringförmige Gehäuse 27 aus dem in Fig. 6 gezeigten
Zustand kontinuierlich verstellt wird, kommt die am Außenum
fang nach R1 verlaufende Wand in Kontakt mit dem Vorsprung
19d der getriebenen Scheibe 19 in dem Gleiter 29, wie in
Fig. 7 gezeigt. Danach kommt der Gleiter 29 mit der getrie
benen Scheibe 19 in Eingriff, und das ringförmige Gehäuse 27
sowie der Gleiter 29 verdrehen sich gegeneinander. Wenn auch
die zweite größere Zelle 32 und die Rücklauföffnung 27c in
der in Fig. 7 gezeigten Lage miteinander geführt werden,
führt eine weitere Verdrehung des ringförmigen Gehäuses da
zu, daß die Rücklauföffnung 27c von dem Vorsprung 19d ge
stoppt wird, wie in Fig. 8 gezeigt. Ein gleicher Vorgang
findet statt, wenn das ringförmige Gehäuse 27 aus dem Ruhe
zustand gemäß Fig. 5 in der R1-Richtung verlagert wird.
Da die Gleiter 29 und das ringförmige Gehäuse 27 sich bei
einer schwachen Vibration nicht drehen und nicht gegenein
ander verstellt werden, wird die zweite größere Zelle 32
nicht verkleinert und das viskose Fluid tritt nicht durch
die Drossel C. Bei einer schwachen Vibration tritt somit
kein großer viskoser Widerstand auf. Die Schraubenfeder 22
expandiert und wird zusammengedrückt und kommt in Torsions
richtung mit der Fensteröffnung 19a der getriebenen Scheibe
19 und den Federaufnahmen 13a und 14a der Krafteinleitungs
scheiben 13 und 14 in Kontakt; damit weist die Schraubenfe
der 22 eine geringe Härte auf. Bei schwacher Vibration
können insbesondere die Charakteristiken einer geringen
Härte und eines niedrigen viskosen Widerstandes erhalten
werden, die wirkungsvoll abnormale Geräusche wie Klappern,
tiefe Töne u. dgl. unterdrücken.
Anschließend wird die Arbeitsweise beim Übertragen von
Torsionsschwingungen mit einem großen Drehwinkel (nachfol
gend als starke Vibration bezeichnet) beschrieben.
Es sei angenommen, daß das ringförmige Gehäuse 27 aus einem
in Fig. 9 gezeigten torsionsfreien Zustand einer Torsion
ausgesetzt wird und gegenüber der getriebenen Scheibe 19 in
der R2-Richtung verstellt wird. Dementsprechend wird der
Gleiter 29 nach R2 verlagert, und es treten die Verlagerun
gen auf, wie sie im Zusammenhang mit der schwachen Vibration
in Fig. 5 bis 8 gezeigt sind. Wenn die zweite größere Zelle
32 auf der R2-Seite wegen des Kontaktes zwischen dem Gleiter
29 und dem Vorsprung 19d der getriebenen Scheibe 19 ver
schlossen ist, wie in Fig. 8 gezeigt, beginnt die zweite
größere Zelle 32 sich zu verkleinern. Das führt dazu, daß
das viskose Fluid in der zweiten größeren Zelle 32 durch die
Drossel C tritt, um in die bogenförmige Unterfluidkammer B1
an der R1-Seite zu fließen. Beim Strömen des viskosen Fluids
durch die Drossel C entsteht ein großer viskoser Widerstand.
Das viskose Fluid passiert die Rücklauföffnung 27c und
strömt langsam in die erste größere Zelle 31.
Wenn das Gehäuse 27 aus der Lage gemäß Fig. 10 in der R1-
Richtung verstellt wird, durchläuft der Gleiter 29 eine
neutrale Stellung (s. Fig. 9), und es erfolgt eine Ver
stellung entgegengesetzt zu der in Fig. 10 gezeigten.
Bei einer starken Vibration wird somit ein großer viskoser
Widerstand erzeugt. Zusätzlich wird die Härte erhöht, weil
ein Sitzelement 23 der Schraubenfeder 22 mit einem Ende der
Fensteröffnung 19a und den Enden der Federaufnahmen 13a und
14a in Berührung kommt, wenn der Torsionswinkel größer wird.
Bei starker Vibration werden somit eine hohe Härte und ein
großer viskoser Widerstand erhalten, und dies dämpft wir
kungsvoll Schwingungen infolge Antippens des Gaspedals
(starke vorwärts und rückwärts gerichtete Schwingungen eines
Autos aufgrund schneller Betätigung des Gaspedals).
Es sei nunmehr angenommen, daß eine schwache Vibration in
dem Zustand eingeleitet wird, bei dem das ringförmige Gehäu
se 27 in einem begrenzten Winkel gegenüber der getriebenen
Scheibe 19 in der R2-Richtung verstellt ist. Der Gleiter 29
führt wechselnde Drehbewegungen gegenüber dem Vorsprung 19d
in einem Winkelbereich aus, in dem die in Umfangsrichtung
liegende Wand des Gleiters 29 nicht in Kontakt mit dem Vor
sprung 19d ist. Dabei fließt das viskose Fluid nicht durch
die Drossel C und erzeugt keinen großen viskosen Widerstand.
Selbst wenn somit unter dieser Bedingung das ringförmige
Gehäuse 27 und die getriebene Scheibe 19 einen großen Tor
sionswinkel annehmen, kann die schwache Vibration wirksam
absorbiert werden.
Fig. 11 bis Fig. 19 zeigen einen Dämpfer 1' nach einer zwei
ten Ausführungsform. Der Dämpfer 1' bildet
eine Anordnung zum Übertragen eines Drehmoments von der
Kurbelwelle 301 eines Motors auf die Hauptantriebswelle 302
eines Getriebes. In Fig. 11 befindet sich der nicht gezeigte
Motor an der linken Seite und das nicht gezeigte Getriebe an
der rechten Seite der Darstellung. Die Linie O-O in Fig. 11
bezeichnet die Rotationsachse des Dämpfers 1', und R1 in
Fig. 12 bezeichnet die Drehrichtung des Dämpfers 1'. R2 be
zeichnet eine Verstellrichtung von gegeneinander beweglichen
Teilen, wie es aus der nachfolgenden Beschreibung näher her
vorgeht.
Der Dämpfer 1' enthält zahlreiche mit der ersten Ausfüh
rungsform übereinstimmende Teile, wenn auch mit einigen
Abwandlungen, wie etwa eine flexible Platte 2, ein an der
flexiblen Platte 2 befestigtes Ringelement 8, einen Naben
flansch 3 und ein Dämpfungselement 4, das das Ringelement 8
mit dem Nabenflansch 3 in Drehrichtung elastisch verbindet,
um dazwischen auftretende Torsionsschwingungen zu dämpfen.
Die flexible Platte 2 ist ein etwa scheibenförmiges Bauteil,
das sich in Axialrichtung biegen kann, in Drehrichtung je
doch starr ist. Die flexible Platte 2 hat in ihrer Mitte
eine zentrale Öffnung 2a. Sie weist ferner mehrere runde
Öffnungen 2b auf, die mit gegenseitigen gleichen Abständen
in Umfangsrichtung an einem radial mittleren Bereich der
Platte 2 ausgebildet sind. Von den runden Öffnungen nach
innen hin sind mehrere Schraubenlöcher 2c auf einem Kreis
mit denselben Abständen in der Platte 2 ausgeformt. Eine
durch jedes Schraubenloch geführte Schraube 6 befestigt den
inneren Umfangsrand der flexiblen Platte 2 an einem Ende der
Kurbelwelle 301. Wie in Fig. 13 gezeigt, sind mehrere gebo
gene Trägheitselemente 7 mit Nieten 51 an der flexiblen
Platte 2 zur Motorseite hin befestigt. Die Trägheitselemente
7 steigern das Trägheitsmoment der Schwungradanordnung 1. Da
die Trägheitselemente 7 bogenförmig ausgebildet und in Seg
mente unterteilt sind, verhindern sie nicht ein Verbiegen
der flexiblen Platte 2 in der Biegerichtung. Der äußere Um
fangsrand der flexiblen Platte 2 ist an dem Ringelement 8
durch mehrere Schrauben 10 mit einer dazwischen befindlichen
Scheibenplatte 9 befestigt. Die Trägheitselemente 7 haben
den Schrauben 10 entsprechende Ausnehmungen.
Der Nabenflansch 3 weist einen Wulst 3a und einen am Außen
umfang des Wulstes 3a angeformten Flansch 3b auf. In der
Mitte des Wulstes 3a kommt eine Keilöffnung 3c mit Keilzäh
nen der Hauptantriebswelle in Eingriff, die sich vom Getrie
be aus erstreckt. Der Flansch 3b ragt radial nach außen, um
ein Dämpfungselement zu halten, wie nachfolgend beschrieben
wird.
Der Flansch 3b des Nabenflansches 3 weist auf der Getriebe
seite ein Trägheitselement 42 auf. Das Trägheitselement 42
ist ein scheibenförmiges Element, welches eine zweite Kraft
einleitungsscheibe 14 zum Getriebe hin abdeckt, und sein
innerer Umfangsrand ist an dem Flansch 3b und der getriebe
nen Scheibe 19 mit Nieten 20 befestigt. Mit Hilfe des Träg
heitselementes 42 wird die Masseträgheit des Kraftabgabesy
stems erhöht. Zusätzlich ist ein Zahnring 11 an den Außenum
fang des Trägheitselementes 42 mittels Schweißnähten W ange
schweißt. Während der Zahnring 11 beim Stand der Technik ein
Element war, das an den Außenumfang eines Elementes wie etwa
einer flexiblen Platte (entsprechend der flexiblen Platte 2)
angeschweißt war, ist es bei dieser Ausführungsform vom
Krafteinleitungssystem auf das Kraftabgabesystem verlegt
worden, um auf einfache Weise das Masseträgheitsmoment des
Kraftabgabesystems zu steigern. Wenn das Masseträgheitsmo
ment des Kraftabgabesystem erhöht wird, kann eine Resonanz
frequenz bis auf die Leerlaufdrehzahl (eine übliche Umdre
hungszahl) oder darunter abgesenkt werden. Da der Zahnring
11 zur Erhöhung des Masseträgheitsmoments der Trägheitsele
mente 42 dient, ist es nicht erforderlich, die Trägheitsele
mente mit zusätzlichen Gewichten o. dgl. zu versehen, womit
die Kosten verringert werden.
Der Dämpfer 1' enthält eine erste Krafteinleitungsscheibe
13, eine zweite Krafteinleitungsscheibe 14, eine getriebene
Scheibe 19 und einen Erzeuger 25 für viskosen Widerstand.
Die erste Krafteinleitungsscheibe 13 und die zweite Kraft
einleitungsscheibe 14 sind scheibenförmige Elemente aus
Metall. Der innere Umfangsrand der ersten Krafteinleitungs
scheibe 13 ragt radial nach innen über den inneren Umfangs
rand der zweiten Krafteinleitungsscheibe 14 hinaus. Die
zweite Krafteinleitungsscheibe 14 ist an ihrem äußeren Um
fang mit einer äußeren Umfangswand versehen, die zum Motor
hin gerichtet ist und an dem äußeren Umfangsrand der ersten
Krafteinleitungsscheibe 13 befestigt ist. Die äußere Um
fangswand ist an den Innenumfang des Ringelements 8 ange
schweißt. Die erste Krafteinleitungsscheibe 13 und die
zweite Krafteinleitungsscheibe 14 bilden einen Fluidraum A,
der die getriebene Scheibe 19, die Schraubenfeder 22, den
Erzeuger 25 für viskosen Widerstand u. dgl. aufnimmt. Der
Fluidraum A ist mit einem viskosen Fluid gefüllt.
In einem radial mittleren Bereich der Scheibe 19 sind
mehrere Fensteröffnungen 10a ausgebildet, die in Umfangs
richtung verlaufen. Am äußeren Umfangsrand des Nabenflan
sches 3b sind an gegenüberliegenden Flächen ringförmige
Rillen 19b zur Abdichtung ausgeformt. Mehrere Vorsprünge 19d
ragen von der äußeren Umfangsfläche 19c des Nabenflansches
3b radial nach außen.
Die Schraubenfeder 22 besteht aus großen und kleinen Schrau
benfedern in den Fensteröffnungen 19a des Nabenflansches. An
den gegenüberliegenden Enden der Schraubenfeder 22 sind
Sitzelemente 23 angeordnet. Die erste Krafteinleitungsschei
be 13 und die zweite Krafteinleitungsscheibe 14 haben Feder
aufnahmen 13a bzw. 14a an einer der Fensteröffnung 19a ent
sprechenden Stelle. Die Sitzelemente 23 sind in der Umfangs
richtung in Kontakt mit den gegenüberliegenden Enden der
Federaufnahmen 13a und 14a. Auf diese Weise sind die erste
und die zweite Krafteinleitungsscheibe 13 und 14 durch die
Schraubenfeder in Drehrichtung elastisch mit der Ausgangs
scheibe 19 verbunden. Bei dem in Fig. 12 gezeigten Ruhezu
stand befinden sich die Sitzelemente 23 lediglich mit ihren
Innenumfängen in Kontakt mit den Enden der Federaufnahmen
13a und 14a und dem Ende der Fensteröffnung 19a. Das besagt,
daß die Schraubenfeder 22 in der Fensteröffnung 19a und den
Federaufnahmen 13a und 14a gehalten wird und sich mit ihnen
in Torsionskontakt befindet.
Nunmehr wird der Erzeuger 25 für viskosen Widerstand be
schrieben.
Der Erzeuger 25 für viskosen Widerstand enthält ein ring
förmiges Gehäuse 27 am äußersten Umfang in dem Fluidraum A,
mehrere Stifte 28 zum Verbinden des ringförmigen Gehäuses 27
mit der ersten und der zweiten Krafteinleitungsscheibe 13
und 14 und mehrere in dem Gehäuse 27 angeordnete Gleiter 29.
Das ringförmige Gehäuse 27 ist innerhalb der äußeren Um
fangswand der zweiten Krafteinleitungsscheibe 14 angeordnet
mit seinen beiden axialen Außenflächen zwischen den Kraft
einleitungsscheiben 13 und 14. Am Innenumfang des ringför
migen Gehäuses 27 ist eine in Umfangsrichtung verlaufende
Öffnung 27e ausgebildet, in welche der Außenumfang der Aus
gangsscheibe 19 ragt. Eine mit viskosem Fluid gefüllte ring
förmige Fluidkammer B ist in dem ringförmigen Gehäuse 27
ausgebildet. In dem ringförmigen Gehäuse 27 sind in Umfangs
richtung beabstandet mehrere Anschläge 27a einstückig aus
geformt. Die Anschläge 27a unterteilen die ringförmige
Fluidkammer B in mehrere bogenförmige Unterfluidkammern B1.
Der Anschlag 27a ist mit einem Loch versehen, in welches ein
Stift 28 eingeführt ist. Der Stift 28 ist mit seinen entge
gengesetzten Enden mit den Krafteinleitungsscheiben 13 und
14 verbunden und ermöglicht es dem ringförmigen Gehäuse 27
und den Krafteinleitungsscheiben 13 und 14, sich als bauli
che Einheit zu drehen. Die Weite des ringförmigen Gehäuses
27, die den viskosen Widerstand bestimmt, ist von der
Schaftlänge der Stifte 28 abhängig. Das ringförmige Gehäuse
27 weist gegenüberliegende, die Öffnung 27e umgebende ring
förmige Vorsprünge 27b auf, die nach innen am Innenrand des
ringförmigen Gehäuses 27 vorragen und in ringförmige Rillen
19b in der getriebenen Scheibe 19 eingreifen, um die innere
Öffnung der ringförmigen Fluidkammer B abzudichten. Als Ein
griffsteil in den ringförmigen Rillen 19b in der getriebenen
Scheibe 19 übernehmen die Vorsprünge 27b die Belastungen
(Schublast, Radiallast und Biegelast), die zwischen einem
Krafteinleitungssystem (erste und zweite Krafteinleitungs
scheibe 13 und 14, Gehäuse 27) und einem Kraftabgabesystem
(Nabenflansch 3) mit dem dazwischen befindlichen viskosen
Fluid auftreten.
An einander gegenüberliegenden Endflächen der mittleren
Bereiche zwischen den Anschlägen 27a sind Rücklauföffnungen
27c ausgebildet, die es dem viskosen Fluid erlauben, sich
ohne Unterbrechung zwischen der ringförmigen Fluidkammer B
und dem inneren Raum A zu bewegen.
Wenn der Dämpfer 1 sich in einem in Fig. 12 gezeigten tor
sionsfreien bzw. Ruhezustand befindet, liegen die Vorsprünge
19d des Nabenflansches neben den Rücklauföffnungen 27c.
In der bogenförmigen Unterfluidkammer B1 ist ein kappenför
miger Gleiter 29 angeordnet, der die Vorsprünge 19d der
Scheibe 19 abdeckt. Der Gleiter 29 ist mit einer äußeren
Umfangsfläche in Gleitkontakt mit der inneren Umfangsfläche
des ringförmigen Gehäuses 27 und kann in radialer Richtung
innerhalb der bogenförmigen Fluidkammer B1 gleiten. Die Be
wegung des Gleiters 29 wird durch die Vorsprünge 19d be
grenzt. An dem Innenumfang des Gleiters 29 sind an den
gegenüberliegenden Wänden Ausnehmungen 29a ausgebildet. Zu
sätzlich sind Ausnehmungen 29b an den gegenüberliegenden
Wänden des Gleiters 29 in Axialrichtung und am Innenumfang
in Radialrichtung ausgebildet. Die Bewegung der Gleiters 29
wird außerdem durch die Anschläge 27a begrenzt. Ferner ist
der Gleiter 29 innerhalb der Kammer B1 durch die ringför
migen Vorsprünge 27b des ringförmigen Gehäuses 27 abge
grenzt.
Der Gleiter 29 unterteilt jede bogenförmige Fluidkammer B1
in eine erste größere Zelle 31 in der R2-Richtung und eine
zweite größere Zelle 32 in der R1-Richtung. Das Innere des
Gleiters 29 ist durch den Vorsprung 19d der getriebenen
Scheibe 19 in eine erste kleinere Zelle 33 in der R2-Rich
tung und eine zweite kleinere Zelle 34 in der R1-Richtung
unterteilt. Das viskose Fluid tritt durch einen Abstand
zwischen dem Vorsprung 19d der getriebenen Scheibe 19 und
dem Gleiter 29, den Ausnehmungen 29b des Gleiters 29 und der
Rücklauföffnung 27c, um ohne Unterbrechung zwischen der
ersten kleineren Zelle 33 und der zweiten kleineren Zelle 34
zu fließen. Es tritt ferner durch die Ausnehmung 29a des
Gleiters 29 auf der R2-Seite, um ohne Unterbrechung zwischen
der ersten größeren Zelle 31 und der ersten kleineren Zelle
33 zu fließen, während es durch die Ausnehmung 29a des
Gleiters 29 auf der R1-Seite tritt, um ohne Unterbrechung
zwischen der zweiten kleineren Zelle 34 und der zweiten
größeren Zelle 32 zu fließen. Wenn jedoch die Wand in der
Umfangsrichtung des Gleiters 29 in Kontakt mit dem Vorsprung
19d kommt, kann das viskose Fluid nicht mehr in Umfangsrich
tung in den Gleiter 29 und daraus hinaus fließen.
Zwischen der inneren Umfangsfläche des Anschlages 27a und
der äußeren Umfangsfläche 19c des Nabenflansches 3b ist eine
Drossel C ausgebildet. Wenn das viskose Fluid die Drossel C
passiert, tritt ein großer viskoser Widerstand auf.
In einem Bereich, in dem das Trägheitselement 42 durch die
Niete 20 an dem Flansch 3b befestigt ist, ist ein Dichtungs
element 35 zwischen die Scheibe 19 und den Flansch 3b einge
fügt, wie aus Fig. 14 ersichtlich. Das Dichtungselement be
steht aus dünnem, flächigem Metall und weist ein Befesti
gungselement 35a mit mehreren Löchern auf, durch welche die
Nieten 20 verlaufen, ferner ein äußeres zylindrisches Ele
ment 35b, das vom Innenumfang des Befestigungselementes 35a
in Richtung zum Getriebe hin verläuft, sowie ein Andrückele
ment 35c, das von dem äußeren zylindrischen Element 35b zum
Außenumfang hin verläuft. Das Andrückelement 35c liegt am
inneren Umfangsrand der zweiten Krafteinleitungsscheibe 14
an der Motorseite an, um den inneren Umfangsrand der zweiten
Krafteinleitungsscheibe 14 zum Getriebe hin zu drücken, wie
in Fig. 14 dargestellt. Die von dem Andrückelement 35 ausge
übte Reaktionskraft drückt den Nabenflansch 3 zum Motor hin.
Das Dichtungselement 35 dichtet den Fluidraum A zwischen der
zweiten Krafteinleitungsscheibe 14 und dem Nabenflansch 3
ab.
Eine zentrale Öffnung am inneren Umfangsrand der ersten
Krafteinleitungsscheibe 13 liegt an dem Nabenwulst 15 an und
ist daran durch Schweißen befestigt. Die zum Motor hin
weisende äußere Umfangsfläche 15a des Nabenwulstes 15 sitzt
in der zentralen Öffnung 2a der flexiblen Platte 2. In dem
Nabenwulst 15 sind eine zentrale Öffnung 15c und eine in
Radialrichtung verlaufende Öffnung 15b ausgebildet, die die
zentrale Öffnung 15c und den Fluidraum A miteinander verbin
det. In die zentrale Öffnung 15c ist eine Niete 16 einge
setzt, um die Öffnung zu verschließen. Beim Zusammenbau der
Vorrichtung dienen die zentrale Öffnung 15c und die Öffnung
15b dazu, das viskose Fluid in den Fluidraum A einzufüllen
oder daraus abzulassen.
Zwischen der äußeren Umfangsfläche des Nabenwulstes 15 auf
der Getriebeseite und dem Innenumfang eines Wulstes 3a des
Nabenflansches 3 ist ein Lager 17 angeordnet. Das Lager 17
lagert den Nabenwulst 15 und den Nabenflansch 3 drehbar
gegeneinander. Angrenzend an das Lager 17 zum Getriebe hin
ist ein scheibenförmiges Element 41 angeordnet.
Die innere Lauffläche des Lagers 17 ist in einer Vertiefung
des Nabenwulstes 15 festgelegt. Auf diese Weise sind sowohl
das Lager 17 als auch der Nabenwulst 15 in der Öffnung 2a
der flexiblen Platte 2 bzw. um diese herum positioniert.
Dementsprechend werden die flexible Platte 2, der Nabenwulst
15 und das Lager 17 in einer besseren konzentrischen Aus
richtung gehalten. Bei dieser Ausführungsform übernimmt der
Eingriff des ringförmigen Vorsprungs 27b an dem ringförmigen
Gehäuse 27 mit den Rillen 19b des Nabenflansches 3b teil
weise die zwischen dem Krafteinleitungssystem und dem Kraft
abgabesystem des Erzeugers 25 für viskosen Widerstand auftre
tenden Belastungen, wodurch die auf das Lager ausgeübte Last
verringert werden kann. Dies führt zu einer Verkleinerung
des Lagers 17 in Radialrichtung und zu einer Verringerung
der Kosten. Das Lager 17 liegt innerhalb eines Umfangskrei
ses D (Fig. 12) der Schrauben 6. Dies ermöglicht es, das
Innere des Dämpfungselementes 4 mit einer geringeren räum
lichen Beschränkung zu konstruieren als beim Stand der Tech
nik; beispielsweise kann die Schraubenfeder 22 weiter nach
innen gelegt und ein Einbauraum für die Wellenschrauben 16
leicht freigehalten werden.
Das Lager 17 ist mit einem Paar von Dichtungselementen aus
gestattet, die den Raum zwischen der inneren und der äußeren
Lauffläche abdichten. Die Dichtungslemente dichten das
Schmiermittel zwischen der inneren und der äußeren Lauf
fläche und den Fluidraum A zwischen dem Nabenwulst 15 und
dem Innenumfang des Nabenflansches 3 ab.
Der Nabenflansch 3 wird, wie erwähnt, durch das Dichtungs
element 35 zur Motorseite hin gedrückt, wodurch eine Vor
spannung auf das Lager 17 ausgeübt wird. Wie ersichtlich,
ist das Dichtungselement ein einzelnes Bauteil mit mehreren
Funktionen, wie Abdichten des Fluidraumes A, Aufbringen der
Vorspannung auf das Lager 17 u. dgl. Damit werden die Zahl
der Einzelteile verringert und die Herstellungskosten herab
gesetzt. Durch die Herstellung des Dichtungselementes aus
dünnem Metall werden die Kosten weiter reduziert.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise dieser Ausführungsform
erläutert.
Wenn von der Kurbelwelle 101 ein Drehmoment auf die getrie
bene Scheibe 19 ausgeübt wird, wird es von dem Ringelement
8, den Krafteinleitungsscheiben 13 und 14 und der Schrauben
feder 22 auf den Nabenflansch 3 übertragen, und dann leitet
die Hauptantriebswelle 102 das Drehmoment weiter zum Getrie
be. Eine von der Kurbelwelle 101 auf das Ringelement 8 über
tragene Torsionsschwingung wird zum Teil von der flexiblen
Platte 2 absorbiert, so daß sie nicht vollständig auf das
Dämpfungselement 4 übertragen wird. Auch wenn eine Torsions
schwingung übertragen wird, übernehmen das Lager 17 und der
Eingriff des ringförmigen Vorsprungs 27b an dem ringförmigen
Gehäuse 27 mit den Rillen 19b der getriebenen Scheibe 19
teilweise die Biegebelastung. Die auf das Lager 17 ausgeübte
Belastung kann damit reduziert und das Lager in radialer
Richtung verkleinert werden.
Als nächstes werden die Vorgänge beim Übertragen von Tor
sionsschwingungen von der Kurbelwelle 101 auf den Dämpfer 1'
beschrieben. Diese Beschreibung bezieht sich auf ein Dreh
moment, das von einem Krafteinleitungssystem (erste Kraft
einleitungsscheibe 13, zweite Krafteinleitungsscheibe 14 und
ringförmiges Gehäuse 27) auf ein Kraftabgabesystem (Naben
flansch 3) übertragen wird, wobei gegeneinander bewegbare
Teile zum Absorbieren der Schwingung verstellt werden.
Wenn der Dämpfer 1' mit Torsionsschwingungen niedrigen
Niveaus beaufschlagt wird (nachfolgend als schwache Vibra
tion bezeichnet), erfolgt eine kleine Torsionswinkelverstel
lung bei den gegeneinander verstellbaren Teilen in dem
Dämpfer. So kommt bei einer schwachen Vibration eine Wand
des Gleiters 29 in Drehrichtung nicht in Berührung mit dem
Vorsprung 19d der getriebenen Scheibe 19, jedoch werden die
Krafteinleitungsscheiben 13 und 14 aus der in Fig. 15 ge
zeigten Ruhelage in der R2-Richtung verstellt. Diese Ver
stellung veranlaßt den Gleiter 29, sich gegenüber der
Scheibe 19 in der R2-Richtung zu bewegen, und die erste
kleinere Zelle 33 dehnt sich aus, während die zweite
kleinere Zelle 34 sich verkleinert, wie in Fig. 16 gezeigt.
Das viskose Fluid läuft ohne Unterbrechung durch den Außen
umfang des Gleiters 29 und den Vorsprung 19d, die Ausnehmung
29b und die Rücklauföffnung 27c, außerdem auch durch die
Rücklauföffnung 27c, um zwischen dem Gleiter 29 und dem
Fluidraum A ohne Unterbrechung zu strömen.
Wenn die Torsionsbewegung aus dem in Fig. 16 gezeigten Zu
stand weiter fortgesetzt wird, kommt die in Umfangsrichtung
an der R1-Seite verlaufende Wand des Gleiters bald in Kon
takt mit dem Vorsprung 19d des Flansches 3b, wie in Fig. 17
gezeigt. Danach kommt der Gleiter 29 mit der getriebenen
Scheibe 19 in Eingriff, und das ringförmige Gehäuse 27 sowie
der Gleiter 29 verdrehen sich gegeneinander. Die zweite
größere Zelle 32 und die Rücklauföffnung 27c stehen in dem
in Fig. 17 gezeigten Zustand miteinander in Fluidverbindung,
jedoch führt eine weitere Verdrehung dazu, daß der Vorsprung
19d die Rücklauföffnung 27c verschließt, wie in Fig. 18
gezeigt.
Ein dem vorbeschriebenem gleicher Vorgang findet statt, wenn
das ringförmige Gehäuse 27 aus dem Ruhezustand gemäß Fig. 15
in der R1-Richtung verlagert wird.
Bei einer schwachen Vibration verdrehen der Gleiter 29 und
das ringförmige Gehäuse 27 sich nicht gegeneinander, und das
viskose Fluid tritt deshalb nicht durch die Drossel C. Es
tritt somit kein großer viskoser Widerstand auf. Außerdem
wird bei einer schwachen Vibration die Schraubenfeder 22
expandiert oder zusammengedrückt und stößt teilweise gegen
die Fensteröffnung 19a des Flansches 3b und die Federaufnah
men 13a und 14a der Krafteinleitungsscheiben 13 und 14; auf
diese Weise wird eine geringe Härte erzielt. Bei schwacher
Vibration können insbesondere die Charakteristiken einer
geringen Härte und eines niedrigen viskosen Widerstandes
erhalten werden, die wirkungsvoll abnormale Geräusche wie
Klappern, tiefe Töne u. dgl. unterdrücken.
Anschließend wird die Arbeitsweise beim Übertragen von Tor
sionsschwingungen mit einem großen Drehwinkel (nachfolgend
als starke Vibration bezeichnet) beschrieben.
Es sei angenommen, daß das ringförmige Gehäuse 27 aus einem
in Fig. 12 gezeigten Ruhezustand gegenüber der getriebenen
Scheibe 19 in der R2-Richtung verstellt wird. Dementspre
chend wird der Gleiter 29 nach R2 verlagert, und es treten
die Verlagerungen auf, wie sie im Zusammenhang mit der
schwachen Vibration in Fig. 15 bis 18 gezeigt sind. Wenn die
zweite größere Zelle 32 auf der R2-Seite wegen des Kontaktes
zwischen dem Gleiter 29 und dem Vorsprung 19d des Flansches
3b verschlossen ist, wie in Fig. 18 gezeigt, beginnt die
zweite größere Zelle 32 sich zu verkleinern. Das führt dazu,
daß das viskose Fluid in der zweiten größeren Zelle 32 durch
die Drossel C tritt, um in die bogenförmige Unterfluidkammer
B1 an der R1-Seite zu fließen (Fig. 19). Beim Strömen des
viskosen Fluids durch die Drossel C entsteht ein großer vis
koser Widerstand. Das viskose Fluid passiert die Rücklauf
öffnung 27c und strömt langsam in die erste größere Zelle
31. Die ringförmige Fluidkammer B ist auf diese Weise stän
dig mit einer ausreichenden Menge viskosen Fluids gefüllt.
Wenn das Gehäuse 27 aus der Lage gemäß Fig. 19 in der R1-
Richtung verstellt wird, durchläuft der Gleiter 29 eine
neutrale Stellung, und es erfolgt eine Verstellung entgegen
gesetzt zu der in Fig. 19 gezeigten.
Bei einer starken Vibration wird somit ein großer viskoser
Widerstand erzeugt. Zusätzlich wird die Härte erhöht, weil
das Sitzelement 23 der Schraubenfeder 22 mit einem Ende der
Fensteröffnung 19a und den Enden der Federaufnahmen 13a und
14a der Krafteinleitungsscheiben 13 und 14 in Berührung
kommt, wenn der Torsionswinkel größer wird. Bei starker
Vibration werden somit eine hohe Härte und ein großer vis
koser Widerstand erhalten, und dies dämpft wirkungsvoll
Schwingungen infolge Antippens des Gaspedals (starke
vorwärts und rückwärts gerichtete Schwingungen eines Autos
aufgrund schneller Betätigung des Gaspedals).
Es sei nunmehr angenommen, daß eine schwache Vibration in
dem Zustand eingeleitet wird, bei dem das ringförmige Ge
häuse 27 in einem begrenzten Winkel gegenüber dem Naben
flansch 3 in der R2-Richtung verstellt ist. Der Gleiter 29
führt wechselnde Drehbewegungen gegenüber dem Vorsprung 19d
in einem Winkelbereich aus, in dem die in Umfangsrichtung
liegende Wand des Gleiters 29 nicht in Kontakt mit dem Vor
sprung 19d ist. Dabei fließt das viskose Fluid nicht durch
die Drossel C und erzeugt keinen großen viskosen Widerstand.
Selbst wenn somit unter dieser Bedingung das ringförmige Ge
häuse 27 und der Nabenflansch 3 einen großen Torsionswinkel
annehmen, kann die schwache Vibration wirksam absorbiert
werden.
Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich der Flansch 3b des
Nabenflansches 3 bis zum Außenumfang zum Eingriff mit dem
Dämpfungselement 1. Die bislang verwendete große getriebene
Scheibe kann somit zur Vereinfachung der Konstruktion ent
fallen, womit Kosten eingespart werden. Da auch der äußere
Umfangsrand des Flansches 3b mit dem Erzeuger 25 für visko
sen Widerstand in Eingriff ist, wird dieser Effekt noch
verstärkt. Weil ferner noch der Außenumfang des Flansches 3b
in die ringförmige Fluidkammer B eingeführt ist, wird dieser
Effekt zusätzlich gesteigert.
Fig. 20 zeigt einen Dämpfer nach einer Ausführungs
form der Erfindung. Der Dämpfer 101 bildet eine Anordnung,
die Drehkraft von der Kurbelwelle 301 eines Motors auf eine
Hauptantriebswelle 302 eines Getriebes überträgt, um Tor
sionsschwingungen zu dämpfen. In Fig. 20 ist der (nicht dar
gestellte) Motor auf der linken Seite, während sich das
(nicht dargestellte) Getriebe auf der rechten Seite der Dar
stellung befindet. Die Linie O-O in Fig. 20 ist die Rota
tionsachse des Dämpfers 101.
Der Dämpfer 101 enthält im wesentlichen eine flexible Platte
102, ein an der flexiblen Platte 102 befestigtes Ringelement
108, einen Nabenflansch 103 und ein Dämpfungselement 104,
das das Ringelement 108 und den Nabenflansch 103 in Dreh
richtung elastisch miteinander kuppelt, um die dazwischen
auftretenden Torsionsschwingungen zu dämpfen.
Die flexible Platte 102 ist ein etwa scheibenförmiges Bau
teil, das in axialer Richtung flexibel und in einer radialen
Richtung im wesentlichen starr ist. Die flexible Platte 102
weist in ihrer Mitte eine zentrale Öffnung 102a auf. Sie hat
ferner mehrere Fensteröffnungen 102b, die mit gegenseitigen
Abständen in Umfangsrichtung an einem radial mittleren Be
reich ausgebildet sind. Mehrere Schraubenlöcher 102c sind in
den gleichen Umfangsabständen von den Fensteröffnungen 102b
aus nach innen ausgebildet. Eine durch jedes der Schrauben
löcher 102c geführte Schraube 6 befestigt den inneren Um
fangsrand der flexiblen Platte 102 an einem Ende der Kurbel
welle 301. Außerdem sind am Außenumfang der flexiblen Platte
102 zum Motor hin mehrere gebogene Trägheitselemente 7 mit
Nieten 51 befestigt. Die Trägheitselemente 7 steigern das
Trägheitsmoment des Dämpfers 101. Die Trägheitselemente 7
sind durch Aufteilung eines ringförmigen Elements in der
Kreisrichtung in Segmente gebildet, wodurch die Flexibilität
der flexiblen Platte 102 in der Biegerichtung zuverlässig
erhalten wird.
Der äußere Umfangsrand der flexiblen Platte 102 ist an dem
Ringelement 108 durch mehrere Schrauben 10 befestigt, wobei
eine Scheibenplatte 109 dazwischen gelegt ist. Die Träg
heitselemente 7 haben den Schrauben 10 entsprechende Ausneh
mungen. Der Nabenflansch 103 besteht aus einem Wulst 103a
und einem Flansch 103b, der einstückig am Außenumfang des
Wulstes 103a angeformt ist. Der Wulst 103a verläuft zum
Motor hin und weist in seinem Zentrum eine Keilöffnung 103c
auf, die mit Keilzähnen an der sich vom Getriebe her er
streckenden Hauptantriebswelle 302 in Eingriff kommt. An der
zentralen Öffnung des Wulstes 103a dicht beim Motor ist ein
kappenförmiges Element 41 zum Verschließen der Öffnung be
festigt.
Das Dämpfungselement 104 besitzt im wesentlichen eine erste
Krafteinleitungsscheibe 113, ein zweite Krafteinleitungs
scheibe 114, eine getriebene Scheibe 119, eine Schrauben
feder 122 und einen Erzeuger 125 für viskosen Widerstand.
Die erste Krafteinleitungsscheibe 113 und die zweite Kraft
einleitungsscheibe 114 sind scheibenförmige Elemente aus
dünnem Metall. Die erste Krafteinleitungsscheibe 113 besteht
aus einem Scheibenelement 113a und einer hohlen Kappe 113b,
die vom Zentrum des Scheibenelementes 113a zum Motor hin
vorragt. Die hohle Kappe 113b ist aus dem Zentrum des Schei
benelementes zur Ausbildung einer einheitlichen Form gezo
gen. Die zweite Krafteinleitungsscheibe 114 ragt mit ihrem
Außenumfang zum Motor hin und ist mit einer zylindrischen
Wand am äußeren Umfangsrand der ersten Krafteinleitungs
scheibe 113 befestigt. Die zylindrische Wand ist an den In
nenumfang des Ringelementes 108 angeschweißt. Die erste und
die zweite Krafteinleitungsscheibe 113 und 114 bilden einen
Fluidraum A (in Fig. 20 nicht dargestellt, aber gleich dem
Raum A in den vorherigen Ausführungsformen) zur Aufnahme
einer getriebenen Scheibe 119, einer Schraubenfeder 122,
eines Erzeugers 125 für viskosen Widerstand usw. Der Fluid
raum A ist mit viskosem Fluid gefüllt.
Die getriebene Scheibe 119, die als scheibenförmiges Element
ausgebildet ist, ist mit ihrem inneren Umfangsrand durch
Nieten 20 mit dem Flansch 103b des Nabenflansches 103 ver
bunden. In einem radial mittleren Bereich der getriebenen
Scheibe 119 sind mehrere Fensteröffnungen 119a ausgebildet,
die in Umfangsrichtung verlaufen. Am äußeren Umfangsrand der
getriebenen Scheibe 119 sind außerdem an gegenüberliegenden
Seiten ringförmige Rillen 119b ausgebildet. Von der äußeren
Umfangsfläche 119c der getriebenen Scheibe 119 ragen mehrere
Vorsprünge 119d in radialer Richtung nach außen.
Die Schraubenfeder 122 bildet eine Kombination von kleinen
und großen Schraubenfedern und ist in die Fensteröffnungen
119a der getriebenen Scheibe 119 eingesetzt. An den entge
gengesetzten Enden der Schraubenfeder 122 sind nicht darge
stellte Sitzelemente angeordnet. Die erste und die zweite
Krafteinleitungsscheibe 113, 114 haben jeweils an einer der
Fensteröffnung 119a der getriebenen Scheibe 119 entsprechen
den Stelle Federaufnahmen 113d und 114d. Die Sitzelemente
sind mit den entgegengesetzten Enden der Federaufnahmen 113d
bzw. 114d in Umfangsrichtung in Kontakt. Auf diese Weise
sind die Krafteinleitungsscheiben 113 und 114 mit der dazwi
schen eingesetzten Schraubenfeder 122 in Drehrichtung ela
stisch miteinander verbunden. Die Schraubenfeder 122 wird
von der Fensteröffnung 119a und den Federaufnahmen 113d und
114d aufgenommen und liegt teilweise an ihnen an.
Nunmehr wird der Erzeuger 125 für viskosen Widerstand be
schrieben. Der Erzeuger 125 für viskosen Widerstand besitzt
ein ringförmiges Gehäuse 127, das im Außenumfang innerhalb
des Fluidraumes A angeordnet ist, mehrere Stifte 28, die das
ringförmige Gehäuse 127 mit der ersten und der zweiten
Krafteinleitungsscheibe 113 und 114 verbinden, und mehrere
in dem Gehäuse 127 angeordnete Gleiter (nicht dargestellt,
jedoch denen der vorhergehenden Ausführungsformen entspre
chend). Die Gleiter unterteilen die ringförmige Kammer B
(nicht dargestellt, jedoch den vorhergehenden Ausführungs
formen entsprechend) in mehrere Unterfluidkammern. Die An
schläge haben jeweils Öffnungen, durch welche hindurch die
Stifte 28 verlaufen.
Das ringförmige Gehäuse 127 liegt innerhalb einer äußeren
Umfangswand der zweiten Krafteinleitungsscheibe 114 und ist
mit seinen axial gegenüberliegenden Endflächen zwischen die
Krafteinleitungsscheiben 113 und 114 eingefügt. Eine in Um
fangsrichtung verlaufende Öffnung ist am inneren Umfang des
ringförmigen Gehäuses 127 ausgebildet, und ein Außenumfang
der getriebenen Scheibe 119 reicht in die Öffnung. Jeder der
Stifte greift mit entgegengesetzten Enden in die erste und
die zweite Krafteinleitungsscheibe 113 und 114 ein, damit
sie sich nicht von selbst drehen. Hierdurch können das ring
förmige Gehäuse 127 und die Krafteinleitungsscheiben 113 und
114 als eine Einheit rotieren. Die den viskosen Widerstand
bestimmende Weite des ringförmigen Gehäuses 127 ist von der
Schaftlänge der Stifte 128 abhängig.
Im radial inneren Bereich des ringförmigen Gehäuses 127
ragen gegenüberliegende ringförmige Vorsprünge 127b, die
vorstehend erläuterte Öffnung umgebend, nach innen vor, und
die Vorsprünge 127b sind in ringförmige Rillen 119b in der
getriebenen Scheibe 119 eingefügt, um die innere Öffnung der
ringförmigen Fluidkammer B zu verschließen. Der Vorsprung
127b ist ein Eingriffsteil, das in die ringförmigen Rillen
119b der getriebenen Scheibe 119 eingepaßt ist und einen
Teil der Lasten (Schublast, Radiallast und Biegelast) auf
nimmt, die zwischen dem Krafteinleitungssystem (erste und
zweite Krafteinleitungsscheibe 113 und 114, Gehäuse 127) und
dem Kraftabgabesystem (getriebene Scheibe 119 und Naben
flansch 103) zusammen mit dem unten erläuterten Lager 117
auftreten, mit dem dazwischen wirkenden viskosen Fluid.
Die hier beschriebene Ausführungsform weist noch einige
Merkmale auf, die in Fig. 20 nicht dargestellt sind, jedoch
im Zusammenhang mit den vorherigen Ausführungsformen erläu
tert und gezeigt wurden, so die Rücklauföffnungen 27c, Vor
sprünge 119d entsprechend den Vorsprüngen 19d der vorherigen
Ausführungsformen, und einen kappenförmigen Gleiter 29. Die
Ausbildung des Gleiters 29 und eines viskosen Fluidelementes
125 sind im wesentlichen dieselben wie bei dem Gleiter 29
und dem Erzeuger 25 für viskosen Widerstand bei der ersten
Ausführungsform.
Der Innenumfang der getriebenen Scheibe 119 und der Flansch
103b des Nabenflansches 103 sind mit einer dazwischen einge
legten Dichtungsfeder 35 durch die Nieten 20 aneinander be
festigt. Die Dichtungsfeder 35 ist generell dieselbe wie die
im Zusammenhang mit den Fig. 4 und 14 beschriebene Dich
tungsfeder.
Der Wulst 113b der ersten Krafteinleitungsscheibe 113 ist in
die Öffnung 102a der flexiblen Platte 102 eingesetzt. Damit
wird die erste Krafteinleitungsscheibe 113 von der flexiblen
Platte 102 positioniert.
Das Lager 117 liegt zwischen dem Innenumfang des Scheiben
elementes 113a der ersten Krafteinleitungsscheibe 113 und
dem Außenumfang des Wulstes 103a des Nabenflansches 103. Die
äußere Lauffläche des Lagers 117 ist durch ein ringförmiges
Befestigungselement 152 und eine Niete 153 an der ersten
Krafteinleitungsscheibe 113 befestigt. Der Wulst 103a ist in
die Innenseite der inneren Lauffläche des Lagers 117 einge
fügt und kommt teilweise mit der zum Getriebe hin befindli
chen Endfläche der inneren Lauffläche in Kontakt. Auf diese
Weise ist die erste Krafteinleitungsscheibe 113 in der zen
tralen Öffnung 102a der flexiblen Platte 102 positioniert
und hält das Lager 117. Dies ermöglicht eine allgemein kon
zentrische Anordnung der flexiblen Platte 102, der ersten
Krafteinleitungsscheibe 113, des Lagers 117 und des Naben
flansches 103.
Bei dieser Ausführungsform liegt das Lager 117 innerhalb
eines Umfangskreises der Schrauben 6, mit denen die flexible
Plätte 102 an der Kurbelwelle 301 befestigt ist, so daß der
Innenaufbau des Dämpfungselementes 104 mit weniger Beschrän
kungen konstruiert werden kann. Zum Beispiel kann die ge
triebene Scheibe 119 weiter zum Innenumfang hin reichen,
oder die Schraubenfeder 122 kann mehr nach innen hin verlegt
werden. Der Raum zum Drehen der Schraubenköpfe wird beibe
halten.
Das Lager 117 weist ein Dichtungselement zwischen der inne
ren und der äußeren Lauffläche auf. Dieses Dichtungselement
dichtet das Schmiermittel zwischen der inneren und der äuße
ren Lauffläche ab und schließt den Fluidraum A zwischen dem
Innenumfang der ersten Krafteinleitungsscheibe 113 und dem
Wulst 103a des Nabenflansches 103 ab.
Der Nabenflansch 103 wird, wie früher schon erläutert, von
der Federdichtung 135 in Richtung zum Motor hin gedrückt.
Der Nabenflansch 103 übt eine zum Motor hin gerichtete Kraft
auf das Lager 117 aus, um dieses mit einer Vorspannung zu
beaufschlagen. Wie ersichtlich ist das Dichtungselement ein
einzelnes Bauteil mit mehreren Funktionen wie Abdichten des
Fluidraumes A, Vorbelasten des Lagers 17 u. dgl. Hiermit wird
die Zahl der Bauteile verringert und die Kosten werden ge
senkt. Da das Dichtungselement aus einem dünnen Metall be
steht, werden die Kosten weiter reduziert.
Bei dieser Ausführungsform ist ferner der Wulst 103a des
Nabenflansches 103 in die hohle Kappe 113b der ersten Kraft
einleitungsscheibe 113 eingefügt. Dies ermöglicht es, die
Gesamtabmessung des Dämpfers 101 in der Axialrichtung zu
verringern. Da außerdem das Lager 117 zwischen dem Innenum
fang der ersten Krafteinleitungsscheibe 113 und dem Außenum
fang des Wulstes 103a liegt, kann das Lager auch in der
Radialrichtung verkleinert werden. Die führt ebenfalls zu
einer Kostensenkung.
An dem Flansch 103b des Nabenflansches 103 ist zum Getriebe
hin ein erstes Trägheitselement 142 angeordnet. Das erste
Trägheitselement 142 ist ein scheibenförmiges Element, das
die zweite Krafteinleitungsscheibe 114 beim Getriebe abdeckt
und mit dem Innenrand an dem Flansch 103b und der getriebe
nen Scheibe 119 befestigt ist. An dem ersten Trägheitsele
ment 142 ist auf der Getriebeseite ein zweites Trägheitsele
ment 144 durch eine Niete 143 befestigt. Das zweite Träg
heitselement 144 ist ein scheibenförmiges Element, das beim
Getriebe an dem ersten Trägheitselement 142 anliegt. Das
erste und das zweite Trägheitselement 142 und 144 erhöhen
das Masseträgheitsmoment des Kraftabgabesystems. An den
Außenumfang des ersten Trägheitselementes 142 ist ein Zahn
ring 111 zum Starten des Motors angeschweißt. Bei dieser
Ausführungsform ist der Zahnring 111 vom Krafteinleitungssy
stem auf das Kraftabgabesystem verlagert worden, wodurch auf
einfache Weise das Masseträgheitsmoment des Kraftabgabesy
stems erhöht werden kann. Wenn das Masseträgheitsmoment des
Kraftabgabesystems gesteigert wird, kann bei dem Antriebssy
stem mit dem Dämpfer 101 die Resonanzfrequenz bis zur Leer
laufdrehzahl (eine übliche Umdrehungszahl) oder darunter ab
gesenkt werden. Durch die Anordnung des Zahnringes 111 ent
sprechend dieser Ausführungsform ist im Vergleich mit dem
Stand der Technik eine Kostensenkung möglich.
Die Arbeitsweise des Dämpfers ist im wesentlichen dieselbe
wie bei der zweiten Ausführungsform, so daß sich eine Erläu
terung erübrigt.
Claims (6)
1. Vorrichtung zur Kraftübertragung:
mit einer flexiblen Platte (102), welche mit mehreren Schraubenlöchern (102c) für eine Verbindung mit einer Kur belwelle (301) ausgebildet ist, welche auf einem Umkreis an geordnet sind, wobei die flexible Platte (102) aus einem Blechmaterial besteht;
mit einer Antriebsplatte (113), welche nahe ihrem äußeren Umfangsbereich mit der flexiblen Platte (102) fest verbunden ist;
mit einer angetriebenen Platte (119), welche benachbart der Antriebsplatte (113) angeordnet ist, wobei die getriebene Platte (119) und die Antriebsplatte (113) zumindest teil weise ein ringförmiges Gehäuse bilden und die getriebene Platte (119) mit einer Antriebswelle eines Getriebes ver bindbar ist;
mit einem Dämpfungsmechanismus (122) für Schwingungen, wel cher innerhalb des ringförmigen Gehäuses zwischen der An triebsplatte (113) und der getriebenen Platte (119) angeord net ist, um die Antriebsplatte (113) und die getriebene Platte (119) elastisch zu koppeln;
mit einer Nabe (103), welche über die getriebene Platte (119) mit der Antriebsplatte (113) elastisch gekoppelt ist;
mit einem Lager (117), welches zwischen der Antriebsplatte (113) und der Nabe (103) einschließlich getriebener Platte (119) liegt, um eine Relativdrehung zwischen der getriebenen Platte (119) und der Antriebsplatte (113) zu ermöglichen, wobei der Außendurchmesser des Lagers (117) kleiner als der Umkreis der Schraubenlöcher (102c) ist; und
mit einem Trägheitselement (142), welches fest mit der ge triebenen Platte (119) verbunden ist.
mit einer flexiblen Platte (102), welche mit mehreren Schraubenlöchern (102c) für eine Verbindung mit einer Kur belwelle (301) ausgebildet ist, welche auf einem Umkreis an geordnet sind, wobei die flexible Platte (102) aus einem Blechmaterial besteht;
mit einer Antriebsplatte (113), welche nahe ihrem äußeren Umfangsbereich mit der flexiblen Platte (102) fest verbunden ist;
mit einer angetriebenen Platte (119), welche benachbart der Antriebsplatte (113) angeordnet ist, wobei die getriebene Platte (119) und die Antriebsplatte (113) zumindest teil weise ein ringförmiges Gehäuse bilden und die getriebene Platte (119) mit einer Antriebswelle eines Getriebes ver bindbar ist;
mit einem Dämpfungsmechanismus (122) für Schwingungen, wel cher innerhalb des ringförmigen Gehäuses zwischen der An triebsplatte (113) und der getriebenen Platte (119) angeord net ist, um die Antriebsplatte (113) und die getriebene Platte (119) elastisch zu koppeln;
mit einer Nabe (103), welche über die getriebene Platte (119) mit der Antriebsplatte (113) elastisch gekoppelt ist;
mit einem Lager (117), welches zwischen der Antriebsplatte (113) und der Nabe (103) einschließlich getriebener Platte (119) liegt, um eine Relativdrehung zwischen der getriebenen Platte (119) und der Antriebsplatte (113) zu ermöglichen, wobei der Außendurchmesser des Lagers (117) kleiner als der Umkreis der Schraubenlöcher (102c) ist; und
mit einem Trägheitselement (142), welches fest mit der ge triebenen Platte (119) verbunden ist.
2. Vorrichtung zur Kraftübertragung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Dämpfungsmechanismus für Schwingun
gen ein Federelement (22) umfaßt.
3. Vorrichtung zur Kraftübertragung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Nabe (103) starr an der angetriebe
nen Platte (119) befestigt ist, und daß das Lager (117) auf
einem Bereich der Nabe (103) derart gestützt wird, daß eine
innere Lauffläche des Lagers auf einem Bereich der Nabe und
eine äußere Lauffläche des Lagers an einem Bereich der An
triebsplatte (113) befestigt ist.
4. Vorrichtung zur Kraftübertragung nach einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägheitselement
(142) die Form einer Ringscheibe aufweist.
5. Vorrichtung zur Kraftübertragung nach einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bereich des Träg
heitselements (142) die Form einer Ringscheibe aufweist und
einen ringförmigen Bereich an dessen radialen Außenbereich
umfaßt, welcher in Axialrichtung zumindest das ringförmige
Gehäuse umgebend vorsteht.
6. Vorrichtung zur Kraftübertragung nach einem der Ansprüche 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägheitselement
(142) mit der getriebenen Platte (119) radial außerhalb des
Umkreises der Schraubenlöcher (102c) verbunden ist.
Applications Claiming Priority (13)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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JP1453194A JPH07224891A (ja) | 1994-02-08 | 1994-02-08 | ダンパー装置 |
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JP01767894A JP3474621B2 (ja) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | ダンパー装置 |
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DE19503975A DE19503975C2 (de) | 1994-02-08 | 1995-02-07 | Vorrichtung zur Kraftübertragung mit einer Einrichtung zur Schwingungsdämpfung und zur Halterung der Vorrichtung |
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