DE19626019A1 - Torsionsdämpfungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Torsions­ dämpfungsvorrichtung, bestehend aus wenigstens zwei koaxialen Teilen, die im Verhältnis zueinander drehbar innerhalb der Grenzen einer bestimmten Winkelauslen­ kung entgegen elastischen Dämpfungs- und Zentrier­ mitteln gelagert sind.

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Dämpfungs­ baugruppe, deren Aufgabe darin besteht, die Stoßein­ wirkung einer Nabe und einer Nabenscheibe in der End­ stellung ihrer Winkelauslenkung zu dämpfen.

In einer bekannten Torsionsdämpfungsvorrichtung trägt einer der drehenden Teile eine Kupplungsscheibe, die für die drehfeste Verbindung mit einer ersten Welle, praktisch mit einer Antriebswelle, bestimmt ist, bei der es sich im Falle einer kraftfahrzeugtechnischen Anwendung um die Kurbelwelle des Motors handelt, während ein anderer der besagten drehenden Teile eine Nabe umfaßt, über die er drehfest mit einer zweiten Welle, praktisch mit einer Abtriebswelle, zu verbinden ist, bei der es sich in dem angesprochenen Fall einer solchen kraftfahrzeugtechnischen Anwendung um die Eingangswelle eines Getriebes handelt.

Bei einer derartigen Einheit ist es ferner, beispiels­ weise aus der FR-A-2 496 210, bekannt, zusätzlich eine Torsionsvordämpfungsbaugruppe vorzusehen, bei der die Begrenzung der Winkelauslenkung zwischen den beiden koaxialen Teilen durch zueinander passende, mit Spiel wirksame Eingriffsmittel erfolgt, die mit kleinen, aus Elastomer ausgeführten Sockeln versehen sind, welche an dem mit Spiel wirksamen Eingriffsmittel eines der koaxialen Teile angeordnet sind und an denen das mit Spiel wirksame Eingriffsmittel des anderen koaxialen Teils zum Anschlag kommt, um das Stoßgeräusch zu verringern, das in der Endlage der mit Spiel wirksamen Eingriffsmittel auftritt.

Diese Lösung ist jedoch mit einer Reihe von Nachteilen verbunden. Aufgrund ihrer geringen Größe bewirken die Sockel nur eine punktuelle Dämpfung, was ein Restge­ räusch zur Folge hat, das nicht beseitigt werden kann. Außerdem besitzen diese Elemente aus Elastomer nur eine begrenzte Lebensdauer. Darüber hinaus wird das mit Spiel wirksame Eingriffsmittel, an dem die Sockel befestigt sind, durch diese Sockel mechanisch bean­ sprucht.

Um diese Nachteile abzustellen, ist in der am 29. Sep­ tember 1994 unter der Nummer 94 11 642 eingereichten französischen Patentanmeldung eine Torsionsdämpfungs­ vorrichtung, insbesondere für eine Kraftfahrzeugkupp­ lung, vorgeschlagen worden, bestehend aus zwei koaxia­ len Teilen, die im Verhältnis zueinander drehbar entgegen elastischen Dämpfungs- und Zentriermitteln gelagert und mit zueinander passenden, mit Spiel wirksamen Eingriffsmitteln versehen sind, wobei die Eingriffsmittel aus wenigstens einem Zahn bestehen, der winkelmäßig in wenigstens einer Aussparung ver­ schiebbar ist, und wobei ein Einsatz aus stoßdämpfen­ dem Material zwischen den besagten zueinander passen­ den Mitteln angeordnet ist. Dank dieser Anordnung wird das gesamte Drehmoment über den Einsatz übertragen, dessen Herstellung kostengünstig ist und der sich einfach einbauen läßt.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der vorgenannten Art vorzuschlagen, deren Herstellung noch kostengünstiger und deren Einbau noch einfacher ist.

Die Erfindung bezieht sich daher auf eine Torsions­ dämpfungsvorrichtung, insbesondere für eine Kraftfahr­ zeugkupplung, bestehend aus zwei koaxialen Teilen, die im Verhältnis zueinander drehbar entgegen elastischen Dämpfungs- und Zentriermitteln gelagert und mit zuein­ ander passenden, mit Spiel wirksamen Eingriffsmitteln versehen sind, die aus wenigstens einem Zahn eines der koaxialen Teile bestehen, der winkelmäßig in einer entsprechenden Aussparung des anderen koaxialen Teils verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens einen elastisch verformbaren Dämpfungs­ einsatz umfaßt, der zwischen dem besagten Zahn und der besagten Aussparung eingefügt ist, und daß dieser Einsatz an einer Reibscheibe angebracht ist, die gegen einen der koaxialen Teile angedrückt ist.

Dank der Erfindung wird der Einbau des Einsatzes erleichtert, der dabei unter guten Bedingungen ohne Verkantungsrisiko arbeitet.

Nach einer Ausführungsform ist ein Zwischenraum zwi­ schen dem Einsatz und wenigstens einer Flanke der Aussparung vorgesehen, der sich mit dem Druck des Zahns auf den Einsatz verringert.

Die Aussparung ist vorteilhafterweise nach innen konisch erweitert.

Nach einer möglichen Ausführungsform weist der Einsatz eine Wellung auf.

Dabei ist auf die gute mechanische Festigkeit der mit Spiel wirksamen Eingriffsmittel hinzuweisen, deren Zähne besonders widerstandsfähig sind. Darüber hinaus läßt sich eine gute Dämpfungsprogressivität erzielen, da die Aussparungen der Nabenscheibe nach innen ko­ nisch erweitert sind.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsart umfaßt die Reibscheibe auf einer ihrer Seiten wenigstens einen Sockel, der in eine vorerwähnte entsprechende Aus­ sparung der besagten Nabenscheibe eingreift, wobei der besagte Einsatz an diesem Sockel angebracht ist. Dieser enthält einen Schlitz, wobei der besagte Ein­ satz in diesen Schlitz eingepaßt werden kann. Darüber hinaus umfaßt der besagte Einsatz eine Halterippe in der Nähe der Öffnung des Schlitzes. Dabei ist fest­ zustellen, daß die beiden durch den Schlitz getrennten Teile des Sockels eine Art leicht elastischer Klemme bilden, um die Einpassung des Einsatzes mittels Ein­ stecken oder Einklemmen zu ermöglichen, wobei die Halterippe den Einsatz in dem Schlitz festhält. Auf diese Weise kann eine Baugruppe aus Reibscheibe und Einsatz gebildet werden, wodurch die Montage verein­ facht wird.

Das Verständnis der Erfindung und ihrer sonstigen Vorteile wird durch die nachstehende Beschreibung erleichtert, die nur als Beispiel und unter Bezug­ nahme auf die beigefügten Zeichnungen angeführt wird, auf denen folgendes dargestellt ist:

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer Reibungs­ kupplungsscheibe mit einem erfindungsgemäßen Torsions­ dämpfer.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Teilansicht zur Darstellung der elastischen Dämpfungs- und Zentrier­ mittel.

Fig. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab eine Teil­ schnittansicht entlang der Linie III-III von Fig. 1.

Fig. 4 zeigt eine Teilschnittansicht entlang der Linie IV-IV von Fig. 1.

Fig. 5 zeigt eine ähnliche Ansicht wie Fig. 3 zur Veranschaulichung einer Variante des Einsatzes.

Fig. 6 zeigt eine ähnliche Ansicht wie Fig. 3 zur Veranschaulichung einer anderen Variante des Ein­ satzes.

Diese Figuren veranschaulichen als Beispiel die Anwen­ dung der Erfindung auf eine Torsionsdämpfungsvorrich­ tung, die zur Bildung einer Reibungskupplungsscheibe für eine Kraftfahrzeugkupplung bestimmt ist und drei koaxiale Teile A, B, C umfaßt, die hintereinander jeweils paarweise drehbar im Verhältnis zueinander gelagert sind, und zwar einen Teil A, der im wesent­ lichen aus einer Nabe 110 besteht, einen Teil B, der im wesentlichen aus einer Nabenscheibe 111 besteht, welche die Nabe 110 umgibt, und einen Teil C, der im wesentlichen aus zwei Führungsscheiben 112 besteht, die beiderseits der Nabenscheibe 111 angeordnet sind und die Nabe 110 umgeben, wobei sie durch Distanzbol­ zen 109 miteinander verbunden und folglich drehfest aneinander angebracht sind.

Der koaxiale Teil C trägt eine Kupplungsscheibe 113, deren Reibbeläge auf bekannte Weise zwischen zwei Platten eingespannt werden, und zwar zwischen einer Druckplatte und einer Schwungscheibe, die drehfest mit einer Antriebswelle verbunden sind, bei der es sich in dem betrachteten Fall einer kraftfahrzeugtechnischen Anwendung um die Ausgangswelle der Kurbelwelle des Motors handelt.

Die Nabe 110 weist ihrerseits Innennuten 114 auf, um sie drehfest mit einer Abtriebswelle zu verbinden, bei der es sich im Falle dieser kraftfahrzeugtechnischen Anwendung um die Eingangswelle des zugehörigen Getrie­ bes handelt.

Die koaxialen Teile B und C sind im Verhältnis zuein­ ander drehbar entgegen elastischen Mitteln gelagert, die umfangsmäßig zwischen ihnen eingefügt sind und die bei der dargestellten Ausführungsform aus Federn 115, 115a in der Ausführung als Schraubenfedern bestehen. Die so aus den koaxialen Teilen B, C und den Federn 115, 115a bestehende Einheit bildet die Hauptdämp­ fungsvorrichtung der Reibungskupplungsscheibe, deren Aufgabe darin besteht, die Schwingungen im Fahrdreh­ zahlbereich des Kraftfahrzeugmotors zu filtern, um eine Dämpfung der Torionsschwingungen zu bewirken. Ihre an sich hinreichend bekannte Funktionsweise wird an dieser Stelle nicht eingehender beschrieben und gehört nicht zum Inhalt der vorliegenden Erfindung.

Die koaxialen Teile A und B sind ebenfalls im Verhält­ nis zueinander drehbar entgegen elastischen Dämpfungs- und Zentriermitteln innerhalb der Grenzen einer Win­ kelauslenkung gelagert, die durch mit Spiel wirksame Eingriffsmittel 116 bestimmt wird, die zwischen der Nabenscheibe 111 und der Nabe 110 ausgebildet sind.

Praktisch weist die Nabe 110 an ihrem Außenumfang auf einem Längsabschnitt 117 ihrer Außenseite radiale Vorsprünge auf, die eine Außenverzahnung mit Zähnen 118 bilden. Die Nabenscheibe 111 weist ihrerseits an ihrem Innenumfang, gegenüber dem Abschnitt 117 der Nabe 110, Aussparungen 119, 119a auf, deren Winkel­ öffnung größer als die der Zähne 118 ist, wodurch eine Verzahnungsaufnahme mit Zähnen 123 und Aussparungen 119 gebildet wird. Ein Zahn 118 greift in jede Aus­ sparung 119 ein, wobei die mögliche Winkelauslenkung zwischen den koaxialen Teilen A und B durch das An­ schlagen der Zähne 118 der Nabe 110 an den entspre­ chenden Flanken der Aussparungen 119 oder der Zähne 123 der Nabenscheibe 111 begrenzt wird. Die Zähne 118 und 123 bilden auf diese Weise die vorerwähnten mit Spiel wirksamen Eingriffsmittel 116, wobei sie hier insgesamt trapezförmig ausgeführt sind.

Die Vorrichtung wird durch eine Vordämpfungsbaugruppe ergänzt, die insbesondere eine an sich bekannte Vor­ dämpfungskassette 124 umfaßt, welche zwischen der Nabe 110 und der Nabenscheibe 111 innerhalb der Grenzen ihrer Winkelauslenkung angeordnet ist, die durch die mit Spiel wirksamen Eingriffsmittel 116 bestimmt wird. Diese Kassette 124 befindet sich in einer Ebene, die gegenüber der Ebene der Nabenscheibe 111 in axialer Richtung versetzt ist. Sie wird axial zwischen der Nabenscheibe 111 und der Führungsscheibe 112 einge­ baut, an der die Kupplungsscheibe 113 über Distanz­ bolzen 109 angebracht ist. Sie besteht aus einer Zwischenscheibe 140, die an den Zähnen 118 mit in diesem Bereich verringerter Höhe angebracht und da­ durch, hier mittels Aufpressen, fest mit der Nabe 110 verbunden ist, wobei sie zwischen zwei Flanschen 126 angeordnet ist, die ihrerseits über Finger 141 an die Nabenscheibe angeschlossen sind. Die Finger 141 grei­ fen in Fenster 142 der Nabenscheibe 111 ein, so daß die Flansche 126 drehend mit der Nabenscheibe 111 mitgenommen werden. Umfangsmäßig wirksame Federn 127 sind zwischen den Flanschen 126 einerseits und der Zwischenscheibe 140 andererseits nach einer herkömm­ lichen Anordnung eingesetzt.

Dabei ist festzustellen, daß die Finger 141 von einem der Flansche 126 ausgehen und jeweils durch eine Aus­ sparung hindurchgehen, die am Außenumfang des anderen Flansches 126 vorgesehen ist. Die beiden Flansche 126 sind dadurch drehfest miteinander verbunden.

Jeder Finger 141 weist an seinem Ende eine runde Verformung auf, so daß nach dem Einbau der Zwischen­ scheibe 140 und der Federn 127 der Flansch 126 auf an sich bekannte Weise durch Aufklemmen an dem anderen Flansch 126 eingebaut werden kann, die beide aus Metall ausgeführt sind.

Die Federn 127 werden somit durch eine relative Dre­ hung der Nabenscheibe 111 und der Nabe 110 elastisch beaufschlagt, so daß sie einer solchen Drehung ent­ gegenwirken, wobei sie die Nabenscheibe und die Nabe in eine Zwischenposition ihrer Winkelauslenkung zu­ rückzubringen suchen (siehe Fig. 2). Zwischen der Vordämpfungskassette 124 und der Nabenscheibe 111 kann eine Reibscheibe 122A eingefügt werden. Die Funktions­ weise einer derartigen Vordämpfungskassette ist be­ kannt. An dieser Stelle sei daran erinnert, daß die Federn 127 eine geringere Steifigkeit als die Federn 115, 115a besitzen. In einer ersten Phase werden die Federn 127 zusammengedrückt, wobei die die Führungs­ scheiben 112 und die Nabenscheibe 111 über die Federn 115, 115a eine Einheit bilden. Diese Bewegung setzt sich fort, bis das Spiel der mit Spiel wirksamen Ein­ griffsmittel 116 beseitigt ist. Nach der Beseitigung dieses Spiels bleiben die Federn 127 gespannt, wobei eine relative Bewegung zwischen der Nabenscheibe 111 und den Führungsscheiben 112 unter Einschaltung der Federn 115, 115a entsteht. Dadurch können die Federn 127 die Schwingungen im Bereich der Leerlaufdrehzahlen des Motors dämpfen, während die Federn 115, 115a die Schwingungen im Fahrdrehzahlbereich des Fahrzeugs dämpfen können.

Eine Reibscheibe 122b aus einem geformten Reibwerk­ stoff, beispielsweise auf der Basis von verstärktem und formbarem Kunststoff, ist gegen einen der koaxia­ len Teile angedrückt, bei dem es sich hier um die Nabenscheibe 111 handelt. Sie wird durch eine Anpreß­ scheibe 121 beaufschlagt, die drehfest an der betref­ fenden Führungsscheibe 112 angebracht ist, was durch Stifte (Fig. 1) und eine Feder 121a in Form einer Tellerfeder erfolgt, die zwischen der besagten Anpreß­ scheibe und einer der Führungsscheiben 112 anliegt.

Erfindungsgemäß umfaßt die Vordämpfungsbaugruppe außerdem wenigstens einen elastisch verformbaren Dämpfungseinsatz 120, der zwischen einem Zahn 118 der Nabe und einer Aussparung 119a der Nabenscheibe einge­ fügt wird. Die Aussparung 119a ist radial tiefer als die Aussparungen 119 ausgeführt, die keinen Einsatz aufnehmen. Der Einsatz 120 ist erfindungsgemäß an der Reibscheibe 122b angebracht. Vorteilhafterweise sind zwei Dämpfungseinsätze 120 vorgesehen, die zwischen diametral gegenüberliegenden Zähnen 118 und Aussparun­ gen 119a der besagten elastischen Dämpfungs- und Zentriermittel angeordnet sind. Jeder Einsatz 120 hat die Form eines Bügels mit einem annähernd U-förmigen Profil, der in einem als Feder wirkenden flachen Metallstreifen ausgebildet ist. Der Einsatz 120 und die Aussparungen 119a sind radial nach innen konisch erweitert.

Die Reibscheibe umfaßt auf einer ihrer Seiten wenig­ stens einen angeformten Sockel 125, der in eine Aus­ sparung 119a der besagten Nabenscheibe eingepaßt ist. An diesem Sockel wird der Einsatz 120 angebracht. Der Sockel 125, der in den Boden der Aussparung 119a eingesetzt ist, an dessen Form er sich anpaßt, enthält einen Schlitz 126, so daß er eine Art leicht elasti­ scher Klemme bildet. Der Einsatz wird in den Schlitz eingepaßt. Der Sockel umfaßt eine Halterippe 127, die in der Nähe der Öffnung des Schlitzes ausgebildet ist. Diese Anordnung ermöglicht einen Einbau des Einsatzes mittels "Einklemmen" und die Bildung einer unverlier­ baren, handhabbaren und transportierbaren Baugruppe aus Reibscheibe und Einsatz.

Wie bei Betrachtung von Fig. 3 zu erkennen ist, fügt sich der Einsatz 120 nicht an die Flanken der Ausspa­ rung 119a an, in der er aufgenommen ist. Der Einsatz und die besagten Flanken sind so gestaltet, daß eine Lücke oder ein Zwischenraum 128 zwischen jedem Schen­ kel des Einsatzes und der entsprechenden Flanke beste­ hen bleibt. Im Beispiel von Fig. 3 entstehen die beiden Zwischenräume 128 dadurch, daß die beiden Endabschnitte des Einsatzes 120 untereinander einen Winkel bilden, der spitzer als der durch die Flanken der Aussparung 119a gebildeten Winkel ist. Die beiden freien Endabschnitte des Einsatzes dienen somit als Federn, wobei sie im Hinblick auf die Dämpfung mit dem Zahn 118 zusammenwirken. In der Ausführungsart von Fig. 5 enthält jeder Schenkel des Bügels, aus dem der Einsatz 120a besteht, eine Mittenwellung 130, so daß der Endteil des Schenkels mit der entsprechenden Flanke der Aussparung 119a in Berührung kommt. Im Beispiel von Fig. 6 sind die beiden Schenkel des Einsatzes 120b zueinander gekrümmt, so daß ihre Enden mit den Flanken des Zahns 118 in Berührung kommen.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebe­ nen Ausführungsarten beschränkt. So kann insbesondere ein einziger Einsatz in Form eines gewellten Kranz es vorgesehen werden, der umfangsmäßig zwischen der Außenverzahnung der Nabe 110 und der Verzahnungsauf­ nahme der Nabenscheibe 111 eingefügt wird, wobei der besagte gewellte Kranz gemäß dem Prinzip der Erfindung fest mit einer anliegenden Reibscheibe verbunden oder als Bestandteil dieser Reibscheibe ausgeführt ist.

Desweiteren ist festzustellen, daß die Reibscheibe 122b drehfest mit der Nabenscheibe 111 verbunden ist, was anhand von Stiften 125 erfolgt, die formschlüssig in den Boden der Aussparungen 119 eindringen, und daß sie einen sicheren Halt des bzw. der Einsätze 120 sowie ideale Betriebsbedingungen für diese Einsätze gewährleistet. Diese Tragscheibe 122b kann standardi­ siert werden und einen oder mehrere Einsätze mit bestimmter Form und Steifigkeit nach Maßgabe der jeweiligen Anwendungen aufnehmen. Durch die Verbindung mit der Nabenscheibe 111 können Störreibungen ver­ mieden werden.

Claims (11)

1. Torsionsdämpfungsvorrichtung, insbesondere für eine Kraftfahrzeugkupplung, bestehend aus zwei koaxialen Teilen, die im Verhältnis zueinander drehbar entgegen elastischen Dämpfungs- und Zentriermitteln gelagert und mit zueinander passenden, mit Spiel wirksamen Ein­ griffsmitteln (118, 119a) versehen sind, die aus wenigstens einem Zahn (118) eines der koaxialen Teile bestehen, der winkelmäßig in einer entsprechenden Aussparung (119a) des anderen koaxialen Teils ver­ schiebbar ist, dadurch gekennzeich­ net, daß sie weinigstens einen elastisch verform­ baren Dämpfungseinsatz (120) umfaßt, der zwischen dem besagten Zahn und der besagten Aussparung eingefügt ist, und daß dieser Einsatz an einer Reibscheibe (122b) angebracht ist, die gegen einen der koaxialen Teile angedrückt ist.

2. Torsionsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die besagten koaxialen Teile eine Nabe (110) bzw. eine Nabenscheibe (111) umfassen, die ringförmig außen an dieser Nabe angebracht ist, wobei der besagte Zahn (118) am Außenumfang der besagten Nabe ausgebildet ist und die besagte Aussparung (119a) am Innenumfang der besagten Nabenscheibe ausgebildet ist.

3. Torsionsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der besagte Zahn (118) und die besagte Aussparung (119a), die mit dem besagten Dämpfungseinsatz zusammenwirken, zu einer an der besagten Nabe angebrachten Außenver­ zahnung bzw. zu einer am Innenumfang der besagten Nabenscheibe ausgebildeten Verzahnungsaufnahme ge­ hören.

4. Torsionsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, daß sie zwei vorerwähnte Dämpfungseinsätze (120) umfaßt, die zwi­ schen diametral gegenüberliegenden Zähnen und Aus­ sparungen angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder Einsatz (120) die Form eines Bügels mit einem annähernd U-förmigen Profil hat, der in einem als Feder wirkenden flachen Metallstreifen ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Reibscheibe (122b) auf einer ihrer Seiten wenigstens einen Sockel (125) umfaßt, der in eine vorerwähnte entsprechende Aussparung der Nabenscheibe eingesetzt ist, und daß der besagte Einsatz (120) an diesem Sockel angebracht ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der besagte Sockel (125) einen Schlitz (126) enthält und daß der besagte Ein­ satz (120) in diesen Schlitz eingepaßt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der besagte Einsatz eine Halterippe (127) in der Nähe der Öffnung des besagten Schlitzes (126) umfaßt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, da­ dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz und die Flanken der Aussparung, in der er aufgenommen ist, so gestaltet sind, daß ein Zwischen­ raum (128) zwischen dem besagten Einsatz und wenig­ stens einer der Flanken besteht, wobei sich der besag­ te Zwischenraum mit dem Druck des Zahns auf den Ein­ satz verringert.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die freien Endabschnitte des Einsatzes einen Winkel bilden, der spitzer als der durch die Flanken der besagten Aussparung gebildete Winkel ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jeder Schenkel des Bügels, der den vorerwähnten Einsatz (120a) bildet, eine Mittelwellung (130) umfaßt, durch die ein vorer­ wähnter Zwischenraum zwischen dem besagten Einsatz und dem Mittelteil der entsprechenden Flanke der besagten Aussparung entsteht.