DE19638184A1 - Dämpfungsscheibenanordnung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dämpfungsscheibenan­ ordnung und insbesondere eine Dämpfungsscheibenanordnung, welche gedämpfte Charakteristika aufweist.

Eine Kupplungsscheibenanordnung für eine Kupplung, bei­ spielsweise eines Fahrzeugs, weist eine kreis- oder ringför­ mige Antriebsplatte, eine einstückig mit einem Radialflansch ausgebildete Abtriebsnabe und elastische Elemente auf, wel­ che zwischen der Antriebsplatte und dem Flansch angeordnet sind, um eine Relativrotation zwischen der Platte und dem Flansch in begrenztem Umfang zu ermöglichen. Des weiteren wurde bei einer derartigen Kupplungsscheibenanordnung mit getrennter Nabe vorgeschlagen, den bekannten Flansch von der Nabe zu trennen, und diese Teile durch ein weiches elasti­ sches Element miteinander zu koppeln.

Die Kupplungsscheibenanordnung mit getrennter Nabe weist zu­ dem einen Reibung erzeugenden Mechanismus zum Erzeugen eines Hysterese-Momentes bzw. -Drehmomentes auf, wenn eine Rela­ tivrotation zwischen der Antriebsplatte und der Nabe auf­ tritt. Der Reibung erzeugende Mechanismus erzeugt ein nied­ riges Hysterese-Drehmoment in einer ersten Stufe und ein ho­ hes Hysterese-Drehmoment in einer zweiten Stufe.

Bei der oben beschriebenen Scheibenanordnung mit Dämpfer ist der maximale relative Torsionswinkel bzw. Verdrehungswinkel zwischen der Antriebsplatte und der Nabe groß und die Anord­ nung kann zwei Arten von Torsionscharakteristika, d. h. nied­ rige und hohe Steifheiten erzeugen. Wenn der Torsionswinkel gering ist, rotiert die Antriebsplatte zusammen mit einem kreisförmigen Zwischenplattenelement, so daß diese Elemente relativ zur Abtriebsnabe rotieren. Während dieses Vorganges wird das weiche elastische Element, das heißt das Element mit niedriger Steifheit, komprimiert bzw. zusammengedrückt und der Reibung erzeugende Mechanismus erzeugt ein niedriges Hysterese-Drehmoment. Wenn der Torsionswinkel bzw. Ver­ drehungswinkel groß ist, rotiert das kreisförmige Zwischen­ plattenelement zusammen mit der Abtriebsnabe, so daß diese Elemente sich relativ zur Antriebsplatte drehen. Bei diesem Vorgang wird das harte elastische Element, das heißt das Element mit hoher Steifheit, zusammengedrückt, so daß der Reibung erzeugende. Mechanismus ein hohes Hysterese-Drehmo­ ment erzeugt.

Wenn die oben beschriebene bekannte Dämpfungsscheibenanord­ nung bzw. Scheibenanordnung mit Dämpfer bei Leerlauf des Motors eine Torsionsvibration aufnimmt, tritt eine zyklische Relativrotation im Bereich der ersten Stufe auf. Wenn sich die Charakteristika bzw. Eigenschaften temporär von der ersten Stufe zur zweiten Stufe verändern, kollidiert ein Nabenvorsprung mit einem Vorsprung des getrennten Flansches und folglich tritt ein "Sprungphänomen" auf. Dieses Springen erzeugt ein Klappern der Zahnräder im Getriebe und ein entsprechender Stoß wird durch die Bedienungsperson und Pas­ sagiere im Fahrzeug mit der Dämpfungsscheibe wahrgenommen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Dämpfungsscheibenanordnung zu schaffen, welche zwei Arten von Charakteristika, d. h. Charakteristika in zwei Stufen, aufweist und welche einen durch kollidierende Bauteile der Dämpfungsscheibe aufgrund von Änderungen der Torsionscharakteristika zwischen der ersten und zweiten Stufe bewirkten Stoß absorbieren kann.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst; die Unteransprüche haben bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung zum Inhalt.

Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Dämpfungsscheibenanordnung ein erstes Drehelement, ein zum ersten Drehelement relativ drehbares zweites Drehelement und eine Schraubenfeder auf, welche durch die Relativrota­ tion zwischen dem ersten und zweiten Drehelement zusam­ mengedrückt wird. Ein elastischer Körper ist in der Schrau­ benfeder angeordnet und deren gegenüberliegende Enden sind von dem ersten und zweiten Drehelement im Abstand angeord­ net. Ein relativ zum zweiten Drehelement drehbares drittes Drehelement ist neben dem ersten und zweiten Drehelement an­ geordnet. Ein elastisches Element ist zwischen dem zweiten und dritten Drehelement angeordnet und wird durch deren Re­ lativrotation zusammengedrückt. Das elastische Element weist eine höhere Steifheit als die Schraubenfeder auf.

Vorzugsweise ist der elastische Körper mit einem zylinder­ förmigen, säulenartigen Bereich ausgebildet.

Bevorzugt ist der elastische Körper mit einem elastisch ver­ formbaren Körper und Sitzbereichen ausgebildet, welche an den gegenüberliegenden Enden des Körpers befestigt sind.

Vorzugsweise besteht der Körper aus Gummi.

Bevorzugt ist das zweite Drehelement radial außerhalb des ersten Drehelementes angeordnet und das erste und zweite Drehelement sind mit entsprechenden in Eingriff bringbaren, radial verlaufenden Zahnradzähnen ausgebildet.

Bevorzugt weisen die ersten und zweiten Drehelemente ent­ sprechende Aussparungen auf, in welche die Schraubenfeder und der elastische Körper eingefügt sind.

Vorzugsweise umfaßt die Dämpfungsscheibenanordnung Sitzele­ mente, welche an gegenüberliegenden Enden der Schraubenfeder angeordnet sind, wobei die gegenüberliegenden Enden des ela­ stischen Körpers von den Sitzelementen beabstandet sind.

In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Dämpfungsscheibenanordnung ein viertes Drehelement auf, wo­ bei das dritte und vierte Drehelement aneinander befestigt und an gegenüberliegenden Seiten des ersten und zweiten Drehelementes angeordnet sowie für einen begrenzten Drehver­ satz zu den ersten und zweiten Drehelementen ausgestaltet sind.

Vorzugsweise weist die Dämpfungsscheibenanordnung eine Hy­ sterese-Reibungsanordnung auf, welche zwischen dem dritten und vierten Drehelement angeordnet ist und in die ersten und zweiten Drehelemente eingreifen kann, wobei die Reibungsan­ ordnung Reibung entsprechend einem relativen Drehversatz zwischen dem ersten und dritten Drehelement, Reibung ent­ sprechend einem relativen Drehversatz zwischen dem zweiten und dritten Drehelement und Reibung entsprechend einem rela­ tiven Drehversatz zwischen dem zweiten und ersten Drehele­ ment erzeugt.

Wenn das dritte Drehelement rotiert, überträgt es ein Dreh­ moment durch das elastische Element, das zweite Drehelement und die Schraubenfeder auf das erste Drehelement. Wenn eine Torsionsvibration bzw. -schwingung auf das dritte Drehele­ ment übertragen wird, tritt eine Relativrotation zyklisch zwischen den jeweiligen Drehelementen auf. Entsprechend der Torsionscharakteristika rotiert das dritte Drehelement ein­ stückig mit dem zweiten Drehelement, wenn der Torsionswinkel gering ist, und folglich dreht sich das erste Drehelement relativ zum zweiten und dritten Drehelement. Während dieses Vorganges wird die Schraubenfeder zusammengedrückt, um wei­ che Charakteristika in einer ersten Stufe des Drehversatzes zu zeigen. Wenn der Torsionswinkel bzw. Verdrehungswinkel zunimmt, rotieren das zweite und erste Drehelement einstückig bzw. integral und das dritte Drehelement rotiert relativ zu den ersten und zweiten Drehelementen. Während dieses Vor­ ganges wird das elastische Element zusammengedrückt, so daß es harte Charakteristika in der zweiten Stufe zeigt. Im Bereich zwischen der ersten und zweiten Stufe wird der ela­ stische Körper zwischen dem zweiten und ersten Drehelement zusammengedrückt. Hierbei wird ein Stoß absorbiert, welcher durch den Übergang von der ersten zur zweiten Stufe verur­ sacht werden kann.

Die vorgenannte und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfol­ genden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit der bei­ gefügten Zeichnung ersichtlich. Es zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt einer Kupplungs­ scheibenanordnung mit einer Nabe und weiteren Bau­ teilen entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Endansicht einer Kupplungsscheibenanordnung teilweise vergrößert und teilweise im Querschnitt in Richtung des Pfeils II von Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht der Nabe, welche von der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Kupplungsscheibenan­ ordnung entfernt wurde;

Fig. 4 einen Querschnitt der Nabe entlang der Linie IV-IV von Fig. 3;

Fig. 5 einen Querschnitt eines Bereiches der in Fig. 1 dar­ gestellten Kupplungsscheibenanordnung, insbesondere den Bereich im Kreis A von Fig. 1 in geringfügig vergrößertem Maßstab, welcher die Nabe, die ersten und zweiten Reibungsscheiben sowie die ersten und zweiten konischen Federn darstellt;

Fig. 6 eine Draufsicht der von der Kupplungsscheibenanord­ nung entfernten ersten Reibungsscheibe;

Fig. 7 einen Querschnitt der ersten Reibungsscheibe entlang der Linie VII-VII von Fig. 6;

Fig. 8 eine Draufsicht der von der Kupplungsscheibenanord­ nung entfernten zweiten Reibungsscheibe;

Fig. 9 einen Querschnitt der zweiten Reibungsscheibe ent­ lang der Linie IX-IX von Fig. 8;

Fig. 10 einen Querschnitt der zweiten Reibungsscheibe ent­ lang der Linie X-X von Fig. 8;

Fig. 11 eine Draufsicht der aus der Kupplungsscheibenanord­ nung entfernten ersten konischen Feder;

Fig. 12 eine Draufsicht der von der Kupplungsscheibenanord­ nung entfernten zweiten konischen Feder;

Fig. 13 eine Endansicht eines Bereiches der in Fig. 2 darge­ stellten Kupplungsscheibenanordnung in geringfügig vergrößertem Maßstab, welcher einen Bereich der Nabe und der zugehörigen Bauteile zeigt; und

Fig. 14 einen Graphen der Torsionsschwingungscharakteristika der Kupplungsscheibenanordnung in einem ersten Schritt.

Eine in Fig. 1 dargestellte Kupplungsscheibenanordnung 1 entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung unter­ bricht wahlweise die Drehmomentübertragung von einem (nicht dargestellten) Motor auf der linken Seite von Fig. 1 zu einem (nicht dargestellten) Getriebe auf der rechten Seite von Fig. 1. In Fig. 1 kennzeichnet O-O die Drehachse der Kupplungsscheibenanordnung 1.

Die Kupplungsscheibenanordnung 1 umfaßt im wesentlichen ein Abtriebselement in Form einer Nabe 2, Antriebselemente, wie etwa die Kupplungsplatte 3 und die Halteplatte 4, sowie ein Zwischenelement in Form einer Unterplatte 5. Des weiteren sind kleine Schraubenfedern 6 vorgesehen, welche zwischen der Unterplatte 5 und der Nabe angeordnet sind, um eine begrenzte Relativrotation zwischen den beiden Elementen zu ermöglichen. Ferner sind große Schraubenfedern 7, welche zwischen den Platten 3 und 4 sowie der Unterplatte 5 ange­ ordnet sind, um eine begrenzte Relativrotation zwischen den Platten 3, 4 und 5 zu ermöglichen, sowie ein Erzeugungsmecha­ nismus 8 für Reibungswiderstand vorgesehen, welcher ein vorgegebenes Hysterese-Moment bzw. -Drehmoment erzeugt, wenn eine Relativrotation zwischen den Platten 3 und 4 und der Nabe 2 auftritt.

Die Nabe 2 ist in der Mitte der Kupplungsscheibenanordnung 1 angeordnet und mit einer (nicht dargestellten) Welle des Ge­ triebes koppelbar. Die Nabe 2 besteht aus einem axial ver­ laufenden, zylinderförmigen Nabenwulst 2a und einem Flansch 2b, welcher vom Nabenwulst 2a einstückig und radial nach außen verläuft. Mehrere Vorsprünge 2c sind am Außenumfang des Flansches 2b ausgebildet und voneinander gleich beab­ standet. Wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt, ist der Flansch 2b an zwei diametral gegenüberliegenden Positionen mit Aussparungen 2d ausgestaltet, um in Umfangsrichtung ver­ laufende gegenüberliegende Enden (d. h. gegenüberliegende Enden in Umfangsrichtung) der kleinen nachfolgend zu be­ schreibenden Schraubenfedern 6 aufzunehmen. Der Nabenwulst 2a ist in seiner Mitte mit einer Keilöffnung 2e ausgebildet, so daß sie mit der (nicht dargestellten) Getriebewelle kop­ pelbar ist.

Die Unterplatte 5 ist radial außerhalb des Flansches 2b der Nabe 2 positioniert. Die Unterplatte 5 ist ringförmig und hat vier vorstehende Bereiche 5a, welche, wie in Fig. 2 dar­ gestellt, radial nach außen verlaufen. Jeder vorstehende Be­ reich 5a ist mit einem in Umfangsrichtung der Scheibe ver­ laufenden Fenster 5b ausgebildet. Externe bzw. äußere Aus­ sparungen 5c sind zwischen den vorstehenden Bereichen 5a ausgebildet. Die Unterplatte 5 ist an ihrem Innenumfang mit Innenvorsprüngen 5d ausgestaltet, welche zwischen den Vor­ sprüngen 2c der Nabe 2 angeordnet sind. Ein vorgegebener in Umfangsrichtung verlaufender Spalt S (Fig. 13) wird zwischen dem Vorsprung 2c und dem Innenvorsprung 5d beibehalten, so daß die Nabe 2 und die Unterplatte 5 eine Relativrotation bzw. -drehung innerhalb eines vorgegebenen Versetzungswin­ kels ausführen können. Die Unterplatte 5 weist an ihrem In­ nenumfang zwei Innenaussparungen 5e auf, welche jeweils den Aussparungen 2d der Nabe 2 entsprechen, wie in Fig. 2 darge­ stellt ist. Diese Aussparungen 2d und die Innenaussparungen 5e nehmen die kleinen Schraubenfedern 6 auf. Sitzelemente 30 sind an gegenüberliegenden Enden jeder Schraubenfeder 6 an­ geordnet und befinden sich mit Seitenrändern der Aussparung 2d und den in Umfangsrichtung verlaufenden gegenüberliegen­ den Enden der Innenaussparung 5e in Kontakt.

Ein Schwimmer 31 aus Gummi ist in jeder Schraubenfeder 6, wie in Fig. 13 dargestellt, angeordnet. Der Schwimmer 31 weist einen Körper 31a aus Gummi und Sitzbereiche 31b auf, welche an gegenüberliegenden Enden des Körpers 31a befestigt sind und aus einem harten Material, wie etwa synthetischem Kunststoff bestehen. Der Sitzbereich 31b hat einen größeren Durchmesser als der Körper 31a. Der Sitzbereich 31b und je­ des entsprechende Sitzelement 30 sind um einen vorgegebenen Abstand G, wie in Fig. 13 dargestellt, beabstandet. Der Ab­ stand G und der Raum S werden derart ausgewählt, daß zwei Abstände G geringfügig kleiner als ein Raum bzw. Spalt S ist. Mit anderen Worten, die Abstände G werden bei einem auftretenden Relativversatz zwischen der Nabe 2 und der Platte 5 eliminiert, bevor einer der Räume S kompensiert wird, wie nachfolgend noch erläutert wird.

In der in Fig. 2 dargestellten, neutralen Position wird jeder Vorsprung 2c in Richtung R₂ bezüglich des Innenvor­ sprunges 5d verschoben.

Die Kupplungswelle 3 und die Halteplatte 4 sind an gegen­ überliegenden Seiten der Unterplatte 5 angeordnet. Die Kupp­ lungsplatte 3 und die Halteplatte 4, welche im wesentlichen die Form einer ringförmigen Scheibe aufweisen und miteinan­ der paarweise angeordnet sind, werden drehbar um die Naben­ wulst 2a der Nabe 2 positioniert. Die Kupplungsplatte 3 und die Halteplatte 4 sind an ihren radial äußeren Bereichen durch Kontaktstifte 11 aneinander befestigt. Die Kontakt­ stifte 11 verlaufen durch an der Unterplatte 5 ausgebildete äußere Aussparungen 5c. Jeder Kontaktstift 11 ist in Um­ fangsrichtung von Rändern der Außenaussparung 5c um vorgege­ bene Abstände beabstandet, so daß die Platten 3 und 4 rela­ tiv zur Unterplatte 5 drehbar sind.

Eine Reibungskupplung 10 ist an einem radial äußeren Bereich der Kupplungsscheibe 3 positioniert. Die Reibungskupplung 10 weist eine ringförmige Dämpfungsplatte 12 und Reibungsflä­ chen 13 auf. Die Dämpfungsplatte 12 hat einen ringförmigen Bereich 12a, welcher an der Kupplungsplatte 3 durch die Kon­ taktstifte 11 befestigt ist. Die Dämpfungsplatte 12 ist an ihrem radial äußeren Bereich mit mehreren Dämpfungsbereichen 12b ausgebildet. Die Reibungsflächen 13 sind an gegenüber­ liegenden Flächen der Dämpfungsbereiche 12b befestigt. Ein (nicht dargestelltes) Schwungrad des Motors ist links von der Reibungsfläche 13 angeordnet. Wenn die Reibungsfläche 13 gegen das Schwungrad durch die (nicht dargestellte) Druck­ platte gedrückt wird, wird ein Motordrehmoment auf die Kupp­ lungsscheibenanordnung 1 übertragen.

Die Kupplungsplatte 3 und die Halteplatte 4 sind mit Fen­ stern 3a und 4a ausgebildet, welche an den den Fenstern 5b der Unterplatte 5 entsprechenden Positionen lokalisiert sind. Die zweiten Schraubenfedern 7 sind in diesen Fenstern 3a und 4a angeordnet. Die Fenster 3a und 4a sind an ihren radial inneren und äußeren Rändern mit Stützbereichen 3b und 4b ausgestaltet, welche teilweise ausgeschnitten und axial nach außen gebogen sind.

Die normalerweise vier großen Schraubenfedern 7 haben zwei erste Federanordnungen 7a und zwei zweite Federanordnungen 7b. Die ersten Federanordnungen 7a sind in den Öffnungen 5b der Unterplatte 5 angeordnet, welche einander diametral gegenüberliegen. Jede erste Federanordnung 7a besteht aus einer Schraubenfeder mit großem Durchmesser und einer Schraubenfeder mit kleinem Durchmesser, welche in der großen Schraubenfeder angeordnet ist. Die in Umfangsrichtung gegen­ überliegenden Enden in der ersten Schraubenanordnung 7a befinden sich mit in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Rän­ dern der Öffnung 5b der Unterplatte 5, mit in Umfangsrich­ tung gegenüberliegenden Rändern des Fensters 3a der Kupp­ lungsplatte 3 und mit in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Rändern des Fensters 4a der Halteplatte 4 in Kontakt.

Die zweiten Federanordnungen 7b sind in diametral gegenüber­ liegenden Fenstern 5b der Unterplatte 5 positioniert. Jede zweite Federanordnung 7b besteht aus einer Schraubenfeder. Die in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Enden der Schrau­ benfeder der zweiten Federanordnung 7b sind mit den in Um­ fangsrichtung gegenüberliegenden Rändern der Fenster 5b, 3a und 4a in Kontakt.

Die Axialbewegung der oben beschriebenen großen Schraubenfe­ dern 7 wird durch die Stützbereiche 4b der Halteplatte 4 und den Stützbereich 3b der Kupplungsplatte 3 begrenzt.

Die Kupplungs- und Halteplatten 3 und 4 sind an ihren Innen­ umfängen mit in Umfangsrichtung gleich beabstandeten vier Öffnungen 3c und 4c ausgebildet, welche in Bereiche des Er­ zeugungsmechanismus 8 für Reibungswiderstand eingreifen, der nachfolgend beschrieben wird.

Der Erzeugungsmechanismus 8 für Reibungswiderstand wird nun­ mehr erläutert.

Der Erzeugungsmechanismus 8 für Reibungswiderstand weist ringförmige Elemente auf, welche zwischen den radial inneren Bereichen der Kupplungs- und Halteplatten 3 und 4 angeordnet sind und um den Nabenwulst 2a verlaufen. Die den Erzeugungs­ mechanismus 8 für Reibungswiderstand bildenden Elemente um­ fassen eine erste Reibungsscheibe 14, eine zweite Reibungs­ scheibe 15, eine erste konische Feder 16, eine zweite koni­ sche Feder 17 und eine dritte Reibungsscheibe 18.

Die erste Reibungsscheibe 14 besteht aus einer ringförmigen Platte aus synthetischem Kunststoff. Wie in den Fig. 5 bis 7 dargestellt, hat die erste Reibungsscheibe 14 einen Innenum­ fang, welcher sich nahe dem Nabenwulst 2a befindet, und eine zum Getriebe gerichtete Seitenfläche, welche mit Flächen des Flansches 2b und der Vorsprünge 2c der Nabe 2 in Kontakt ist. Die erste Reibungsscheibe 14 weist einen ringförmigen Plattenbereich 14a und einen ringförmigen vorstehenden Be­ reich 14b auf, welcher vom Innenumfang des ringförmigen Plattenbereiches 14a zum Getriebe vorsteht. Der ringförmige vorstehende Bereich 14b weist an seinem dem Getriebe nahen Bereich eine ringförmige Nut 14c auf. Der ringförmige Plat­ tenbereich 14a ist an seinem Außenumfang 4 mit vier radial nach außen verlaufenden Vorsprüngen 14d ausgebildet.

Die erste konische Feder 16 ist zwischen der ersten Rei­ bungsscheibe 16 und der Halteplatte 4 axial angeordnet. Ein Außenumfang der ersten konischen Feder 16 wird durch die Halteplatte 4 gestützt und die Feder 16 weist einen Innen­ umfang auf, welcher sich mit der an dem ringförmigen vorste­ henden Bereich 14b der ersten Reibungsscheibe 14 ausgebilde­ ten ringförmigen Nut 14c in Kontakt befindet. Die erste ko­ nische Feder 16 wird im montierten Zustand zusammengedrückt, um die erste Reibungsscheibe 14 gegen den Flansch 2b und die Vorsprünge 2c der Nabe 2 zu drücken. Die erste konische Fe­ der 16 ist an ihrem Außenumfang mit mehreren Aussparungen 16a, wie in Fig. 11 dargestellt, ausgebildet. Die Aussparun­ gen 16a dienen zur Verringerung einer Vorspannungskraft­ änderung der ersten konischen Feder 16, wobei die Änderung dadurch verursacht werden kann, daß die Position der ersten konischen Feder 16 sich aufgrund eines Verschleißes der ersten Reibungsscheibe 14 ändert.

Die zweite Reibungsscheibe 15 weist ein ringförmiges Plat­ tenelement, wie in den Fig. 8 bis 10 dargestellt, auf und ist um und in der im wesentlichen gleichen Ebene, wie die erste Reibungsscheibe 14, konzentrisch angeordnet. Die zwei­ te Reibungsscheibe 15 besteht aus dem gleichen Material wie die erste Reibungsscheibe 14 und weist somit den gleichen Reibungskoeffizienten auf. Die zweite Reibungsscheibe 15 weist einen ringförmigen Plattenbereich 15a und einen ring­ förmigen vorstehenden Bereich 15b auf, welcher vom Innenum­ fang des ringförmigen Plattenbereiches 15a zum Getriebe vor­ steht. Die Endfläche des zum Motor gerichteten ringförmigen Plattenbereiches befindet sich mit einem Innenumfangsbereich der Endfläche der Unterplatte 5 in Kontakt. Der ringförmige vorstehende Bereich 15b weist an seiner Endfläche, welche zum Getriebe gerichtet ist, in Umfangsrichtung gleich beab­ standete vier Aussparungen oder Rundhöhlungen bzw. Austie­ fungen 15e auf. Die Aussparungen 15e greifen in die Vor­ sprünge 14b der ersten Reibungsscheibe 14 ein, um eine in Umfangsrichtung verlaufende Relativrotation zu verhindern, jedoch eine axiale Relativbewegung zu ermöglichen. Ein vor­ gegebener Raum wird zwischen dem Vorsprung 14d und der Aus­ sparung 15e axial beibehalten. Der ringförmige vorstehende Bereich 15b weist vier Vorsprünge auf, welche durch die Aus­ sparung 15e zum Getriebe vorstehen. Diese Vorsprünge beste­ hen aus zwei Schnappvorsprüngen 15c und zwei stangenförmigen Vorsprüngen 15d. Die gleichartigen Vorsprünge sind an diame­ tral gegenüberliegenden Positionen angeordnet. Jeder Schnappvorsprung 15c ist in zwei Bereiche durch einen Axial­ schlitz unterteilt und an seinem freien Ende mit hakenförmi­ gen Bereichen zum Schnappeingriff bzw. zur Schnappeinpassung ausgebildet. Der Schnappvorsprung 15c wird in die an der Halteplatte 4 ausgebildete Öffnung 4c eingefügt. Die an den Schnappvorsprüngen 15c ausgebildeten Schnappbereiche verhin­ dern oder unterdrücken ein axiales Ausrücken der zweiten Reibungsscheibe 15 von der Halteplatte 4. Die stangenförmi­ gen Vorsprünge 15d sind in die anderen Öffnungen 4c der Hal­ teplatte 4 eingefügt.

Die zweite konische Feder 17 ist zwischen der zweiten Rei­ bungsscheibe 15 und der Halteplatte 4 axial angeordnet. Die zweite konische Feder 17 weist an ihrem Innenumfang mehrere Aussparungen 17a, wie in Fig. 12 dargestellt, auf. Die Aus­ sparungen 17a dienen zur Verringerung von Spannungskraftän­ derungen der zweiten konischen Feder 17, welche durch eine positionelle Änderung der zweiten konischen Feder 17 auf­ grund von Verschleiß der zweiten Reibungsscheibe 15 verur­ sacht werden können. Da die zweite konische Feder 17 im mon­ tierten Zustand zusammengedrückt ist, befindet sich deren Außenumfang mit der Halteplatte 4 und deren Innenumfang, das heißt die Vorsprünge 17b, mit der Seitenfläche des ringför­ migen vorstehenden Bereiches 17b der zweiten Reibungsscheibe 15 in Kontakt, welche zum Getriebe gerichtet ist. Hierdurch drückt die zweite konische Feder 17 die zweite Reibungs­ scheibe 15 zur Seitenfläche der Unterplatte 5, welche zum Getriebe gerichtet ist. In diesem Zustand weist die zweite konische Feder 17 eine größere Spannungs- bzw. Vorspannungs­ kraft als die erste konische Feder 16 auf. Die Aussparungen 17a in der zweiten konischen Feder 17 entsprechen den Schnappvorsprüngen 15c, den stangenförmigen Vorsprüngen 15d und den Austiefungen 15e der zweiten Reibungsscheibe 15 und beeinflussen somit diese Bereiche nicht.

Die dritte Reibungsscheibe 18 ist zwischen dem Innenumfangs­ bereich der Kupplungsplatte 3 sowie dem Flansch 2b der Nabe 2 und dem inneren Umfangsbereich der Unterplatte 5 axial an­ geordnet. Die dritte Reibungsscheibe 18 besteht aus dem gleichen Material wie die ersten und zweiten Reibungsschei­ ben 14 und 15 und hat im wesentlichen den gleichen Reibungs­ koeffizienten wie diese. Die Seitenfläche der zum Getriebe gerichteten dritten Reibungsscheibe 18 befindet sich mit der Seitenfläche des Flansches 2b und der Seitenfläche des inneren Umfangsbereiches der Unterplatte 5 in Kontakt und deren zum Motor gerichtete Seitenfläche berührt die Kupp­ lungsplatte 3. Die dritte Reibungsscheibe 18 weist an ihrem Außenumfang Schnappvorsprünge 18a (siehe Fig. 1) auf, welche axial zum Motor verlaufen und in die an der Kupplungsplatte 3 ausgebildeten Öffnungen 3c einpassen. Jeder Schnappvor­ sprung 18a hat die gleiche Form wie der Schnappvorsprung 15c der oben beschriebenen zweiten Reibungsscheibe 15. Die drit­ te Reibungsscheibe 18 hat an ihrem Innenumfang einen ring­ förmigen vorstehenden Bereich 18b, welcher axial zum Motor verläuft. Der Außenumfang des ringförmigen vorstehenden Be­ reiches berührt den Innenumfang der Kupplungsplatte 3.

Nachfolgend wird die Betriebsweise der Kupplungsscheibenan­ ordnung 1 beschrieben.

Wenn die Reibungsfläche 13 gegen das (nicht dargestellte) Motorschwungrad gedrückt wird, wird ein Motordrehmoment vom Schwungrad auf die Kupplung und die Halteplatte 3 und 4 übertragen. Dieses Drehmoment wird durch die großen Schrau­ benfedern 7, die Unterplatte 5 und die kleinen Schraubenfe­ dern 6 auf die Nabe 2 und weiter auf die Getriebewelle über­ tragen.

Wenn eine Torsionsschwingung bzw. -vibration von dem (nicht dargestellten) Motorschwungrad auf die Kupplungsscheibenan­ ordnung 1 übertragen wird, tritt zwischen den Platten 3 und 4, der Unterplatte 5 und der Nabe 2 eine zyklische Relativ­ rotation auf. Somit werden die großen und kleinen Schrauben­ federn 6 und 7 zusammengedrückt, so daß der Erzeugungsmecha­ nismus 8 für Reibungswiderstand ein Hysterese-Drehmoment erzeugt.

Nachfolgend werden die Torsionscharakteristika bzw. -eigen­ schaften beschrieben. Im Bereich eines kleinen Torsionswin­ kels rotieren die Platten 3 und 4 zusammen mit der Unter­ platte 5 und diese Platten 3, 4 und 5 rotieren relativ zur Nabe 2. Während dieser Betriebsweise werden die kleinen Schraubenfedern 6 in Umfangsrichtung zusammengedrückt und die ersten und dritten Reibungsscheiben 14 und 18 gleiten auf dem Flansch 2b und den Vorsprüngen 2c der Nabe 2. Wenn der Torsionswinkel zunimmt, werden die gegenüberliegenden Enden jedes Schwimmers 31 aus Gummi mit den Sitzelementen 30 in Kontakt gebracht und anschließend die Schwimmer 31 zusam­ mengedrückt. Danach werden die Vorsprünge 2c und die Innen­ vorsprünge 5d miteinander in Kontakt gebracht und daraufhin rotieren die Unterplatte 5 und die Nabe 2 einstückig, so daß eine Relativrotation bezüglich der Platten 3 und 4 erzeugt wird. Bei diesem Vorgang werden die großen Schraubenfedern 7 zusammengedrückt und die erste Reibungsscheibe 14 gleitet auf dem Flansch 2b der Nabe 2. Gleichzeitig gleitet die zweite Reibungsscheibe 15 auf der radial inneren Seiten­ fläche der Unterplatte 5 und die dritte Reibungsscheibe 18 gleitet auf der Seitenfläche des Flansches 2b der Nabe 2, welche zum Schwungrad gerichtet ist, und auf der Seiten­ fläche des radialen Innenbereiches der Unterplatte 5, welche zum Schwungrad gerichtet ist. Da die Vorspannungskraft der zweiten konischen Feder 17 größer als die der ersten koni­ schen Feder 16 ist, wird ein hohes Hysterese-Drehmoment er­ zeugt.

Wenn eine kleine Torsionsschwingung auf die Kupplungsschei­ benanordnung 1 bei Motorleerlauf übertragen wird, ändert sich der Torsionswinkel innerhalb eines Bereiches der ersten Stufe, welcher sich in entgegengesetzte Richtungen um eine Neutralposition erstreckt. Der Bereich der ersten Stufe wird als Rotations-Versetzungswinkel zwischen der Nabe 2 und der Unterplatte 5 festgelegt. Wenn die Vorsprünge 2c mit den Innenvorsprüngen 5d in Kontakt gebracht werden, tritt der Versetzungswinkel in einen als zweite Stufe definierten Be­ reich ein. Der Schwimmer 31 aus Gummi mit dem Körper 31a und den Sitzbereichen 31b ist derart dimensioniert, daß die Ab­ stände G ausgeschaltet werden, bevor die Spalten S elimi­ niert werden. Mit anderen Worten, die Sitzbereiche 31b be­ rühren die Sitzelemente 30 bevor ein Kontakt zwischen den Vorsprüngen 2c und den Innenvorsprüngen 5d auftritt. Somit reduziert der Kontakt zwischen den Sitzbereichen 31b des Schwimmers 31 und den Sitzelementen 30 die Stoßkraft zwi­ schen den Vorsprüngen 2c und den Innenvorsprüngen 5d. Syn­ chron mit dem Kontakt wird ein aufgrund der Kollision zwi­ schen den Vorsprüngen 2c und den Innenvorsprüngen 5d auf­ tretender Stoß durch die Kompression der Schwimmer 30 aus Gummi absorbiert. Somit ändert sich die Torsionssteifheit bzw. -steifigkeit gleichmäßig und parabolförmig, wie im Graphen der Torsionscharakteristik von Fig. 14 dargestellt ist.

Bei der erfindungsgemäßen Dämpfungsscheibenanordnung tritt zwischen den Drehelementen zyklisch eine Relativrotation auf, wenn eine Torsionsschwingung übertragen wird. Ent­ sprechend den Torsionscharakteristika rotieren die dritten und zweiten Drehelementen einstückig und somit relativ zum ersten Drehelement, wenn der Torsionswinkel klein ist. Bei diesem Vorgang wird die Schraubenfeder komprimiert, um eine niedrige Steifheit, das heißt niedrige Charakteristika in der ersten Stufe, auszuführen. Wenn der Torsionswinkel zu­ nimmt, rotieren die zweiten und ersten Drehelemente einstückig und somit relativ zum dritten Drehelement. Bei dieser Betriebsweise wird das elastische Element zusammengedrückt, um eine hohe Steifheit, das heißt hohe Charakteristika in der zweiten Stufe zu erzeugen. An der Grenze zwischen den ersten und zweiten Stufen wird der elastische Körper zwi­ schen den ersten und zweiten Drehelementen zusammengedrückt. Hierdurch wird ein durch den Übergang zwischen der ersten und zweiten Stufe verursachter Stoß absorbiert.

Zusammenfassend ist bei einer Kupplungsscheibe 1 eine kleine Schraubenfeder 6 angeordnet, welche durch eine Relativrota­ tion zwischen einem Flansch 2b einer Nabe 2 und einer Unter­ platte 5 zusammengedrückt werden kann. Ein Schwimmer 30 aus Gummi ist innerhalb der kleinen Schraubenfeder 6 angeordnet und weist gegenüberliegende vom Flansch 2 und der Unterplat­ te 5 beabstandete Enden auf. Eine große Schraubenfeder 7 kann durch die Rotation der Platten 3 und 4 bezüglich der Unterplatte 5 komprimiert bzw. zusammengedrückt werden und weist eine höhere Steifheit als die kleine Schraubenfeder 6 auf.

Verschiedene Details der vorliegenden Erfindung können ver­ ändert werden, ohne deren Schutzumfang zu verlassen. Des weiteren dient die vorhergehende Beschreibung der erfin­ dungsgemäßen Ausführungsbeispiel lediglich zur Erläuterung und nicht zur Einschränkung der Erfindung, welche durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente festgelegt ist.

Claims (9)

1. Dämpfungsscheibenanordnung (1):
mit einem ersten Drehelement (2);
mit einem relativ zum ersten Drehelement (2) drehbaren zweiten Drehelement (5);
mit einer Schraubenfeder (6), welche durch eine Relativ­ rotation zwischen dem ersten und zweiten Drehelement (2, 5) zusammengedrückt wird;
mit einem elastischen Körper (31), welcher innerhalb der Schraubenfedern (6) angeordnet ist und dessen gegenüber­ liegende Enden von den ersten und zweiten Drehelementen (2, 5) beabstandet sind;
mit einem relativ zum zweiten Drehelement (5) drehbaren dritten Drehelement (3); und
mit einem elastischen Element (7), welches durch eine Relativrotation zwischen dem zweiten und dritten Dreh­ element (3, 5) zusammengedrückt wird und eine Steifheit aufweist, welche höher als die der Schraubenfeder (6) ist.

2. Dämpfungsscheibenanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der elastische Körper (31) mit einem zylinderförmigen, säulenartigen Bereich ausgebildet ist.

3. Dämpfungsscheibenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der elastische Körper (31) mit einem elastisch verformbaren Körper (31a) und Sitzberei­ chen (31b) ausgebildet ist, welche an gegenüberliegenden Enden des Körpers (31a) angeordnet sind.

4. Dämpfungsscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (31) aus Gummi besteht.

5. Dämpfungsscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Drehele­ ment (5) radial außerhalb des ersten Drehelementes (2) angeordnet ist, und daß die ersten und zweiten Drehele­ mente (2, 5) mit entsprechend einrückbaren radial ver­ laufenden Zahnradzähnen ausgebildet sind.

6. Dämpfungsscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zwei­ ten Drehelemente (2, 5) mit entsprechenden Aussparungen (2d, 5e) ausgebildet sind, in welche die Schraubenfedern (6) und der elastische Körper (31) eingefügt sind.

7. Dämpfungsscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch Sitzelemente (30), welche an gegenüberliegenden Enden der Schraubenfedern (6) ange­ ordnet sind, wobei die gegenüberliegenden Enden des ela­ stischen Körpers (31) von den Sitzelementen (30) beab­ standet sind.

8. Dämpfungsscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein Paar von vierten Dreh­ elementen (4), welche auf einer Seite der ersten und zweiten Drehelemente (2, 5) angeordnet sind, wobei das dritte Drehelement (3) auf der gegenüberliegenden Seite der ersten und zweiten Drehelemente (2, 5) positioniert ist, und wobei die dritten und vierten Drehelemente (3, 4) aneinander befestigt sind, um einen Drehversatz hin­ sichtlich der ersten und zweiten Drehelemente (2, 5) zu begrenzen.

9. Dämpfungsscheibenanordnung nach Anspruch 8, gekennzeich­ net durch eine Hysterese-Reibungsanordnung (8), welche zwischen den dritten und vierten Drehelementen (3, 4) angeordnet ist und in die ersten und zweiten Drehelemen­ te (2, 5) eingreifen kann, wobei die Reibungsanordnung (8) eine Reibung entsprechend dem relativen Drehversatz zwischen dem ersten und dritten Drehelement (2, 3), eine Reibung entsprechend dem Drehversatz zwischen dem zwei­ ten und dritten Drehelement (5, 3) und eine Reibung ent­ sprechend dem relativen Drehversatz zwischen dem zweiten und ersten Drehelement (5, 2) erzeugt.