DE19643659C2 - Flexible Scheibenanordnung zur Schwingungsdämpfung - Google Patents

Flexible Scheibenanordnung zur Schwingungsdämpfung

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Description

Die Erfindung betrifft eine flexible Scheibe für ein Schwungrad, insbesondere eine Scheibe zum Dämpfen von Biege­ schwingungen, die auf ein Schwungrad übertragen werden.
Bei einem Kraftfahrzeug ist üblicherweise an dem freien Ende der Motorkurbelwelle ein Schwungrad befestigt, an welchem wiederum eine Kupplungsscheibe und eine Kupplungsabdeckung angebracht sind. Das Schwungrad weist eine Reibfläche auf, die der Reibfläche der Kupplungsscheibe gegenüberliegt. Wenn die Reibfläche der Kupplungsscheibe gegen die Reibfläche des Schwungrades angedrückt wird, wird die Drehkraft von dem Motor auf die Kupplungsscheibe übertragen und von dort in das Getriebe des Fahrzeugs eingeleitet.
Üblicherweise dient eine flexible Scheibe dazu, das freie Ende der Kurbelwelle mit dem Schwungrad zu verbinden. Eine derartige Scheibe ist normalerweise in radialer Richtung starr und in Biegerichtungen elastisch verformbar, wobei die Biegerichtungen als die Richtungen einer elastischen Defor­ mation der flexiblen Scheibe in einer im wesentlichen durch die Mittellinie der Motorkurbelwelle verlaufenden Linie de­ finiert werden. Die Biegerichtungen werden außerdem als die Richtungen um den Schnittpunkt der Mittellinie der Motorkur­ belwelle mit dem Mittelpunkt der flexiblen Scheibe defi­ niert. Die flexible Scheibe dient dazu, vom Motor übertrage­ ne Biegeschwingungen zu absorbieren.
Es ist wünschenswert, derartige Schwingungen soweit wie mög­ lich zu dämpfen, da sie von den Fahrzeuginsassen empfunden und gehört werden können. Eine flexible Scheibe bekannter Bauart kann jedoch nur einige der von dem Motor eingeleite­ ten Schwingungen dämpfen und nicht alle. Es besteht seit langem ein Bedürfnis nach einer Scheibe, die solche Biege­ schwingungen wirkungsvoller dämpft.
Die US 5,062,517 beschreibt einen Torsionsdämpfer für eine Kupplung mit einer flexiblen Scheibenanordnung zum Übertra­ gen eines Drehmomentes von einer Kurbelwelle eines Motors auf ein Schwungrad. Eine Scheibe ist am Schwungrad und dem freien Ende der Kurbelwelle zwischen dem Schwungrad und der Kurbelwelle befestigt sowie in Umfangsrichtung starr, jedoch in Axialrichtung flexibel.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb in der Schaffung einer flexiblen Scheibe, mit der die Biegeschwingungen in einer Schwungradanordnung wirksam gedämpft werden können.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des An­ spruchs 1; die weiteren Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen.
Eine erfindungsgemäße flexible Scheibenanordnung dient zum Übertragen eines Drehmoments von der Kurbelwelle eines Mo­ tors auf das Schwungrad und zum Absorbieren von zwischen diesen Teilen auftretenden Biegeschwingungen. Sie besitzt eine erste Scheibe, die an einem Schwungrad und dem freien Ende einer Kurbelwelle zwischen dem Schwungrad und der Kur­ belwelle zu befestigen ist und in Umfangsrichtung starr, in Axialrichtungen dagegen flexibel ist, sowie eine mit der ersten Scheibe zu gemeinsamer Drehung zwischen dem Schwung­ rad und der Kurbelwelle verbundene reibungserzeugende Ein­ richtung, welche zwischen sich und der ersten Scheibe bei einer elastischen Deformation der ersten Scheibe in Axial­ richtung Reibung erzeugt.
Vorzugsweise enthält die reibungserzeugende Einrichtung eine zweite Scheibe und ein zwischen der ersten und der zweiten Scheibe angeordnetes Reibungsteil. Die zweite Scheibe und das Reibungsteil sind dabei vorzugsweise an der ersten Scheibe zu gemeinsamer Drehung damit befestigt.
Der Außenumfang der zweiten Scheibe ist vorzugsweise kleiner als der Außenumfang der ersten Scheibe.
Vorzugsweise ist der Außenumfang der ersten Scheibe zur Ver­ bindung mit dem Schwungrad und ihr Innenumfang zur Verbin­ dung mit der Kurbelwelle ausgebildet. Der Innenumfang der zweiten Scheibe ist zur Verbindung mit der Kurbelwelle aus­ gebildet und ihr Außenumfang ist mit dem Mittelteil der ersten Scheibe verbunden.
Vorzugsweise bestehen sowohl die erste Scheibe als auch die zweite Scheibe und das Reibungsteil aus Metallblech.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung dient eine flexible Scheibenanordnung zum Übertragen von Drehkraft von der Kurbelwelle eines Motors auf ein Schwungrad und zum Ab­ sorbieren von dabei auftretenden Schwingungen. Die flexible Scheibenanordnung hat eine erste Scheibe, deren Außenumfang mit dem Schwungrad und deren Innenbereich mit der Kurbelwel­ le verbunden ist. Ferner hat die flexible Scheibenanordnung eine zweite Scheibe, die am Mittelteil der ersten Scheibe zwischen deren Außenumfang und dem Innenbereich mittels mehrerer Stifte befestigt ist, die Öffnungen in der ersten und der zweiten Scheibe durchsetzen. Außerdem ist zwischen der ersten und der zweiten Scheibe eine Reibscheibe angeord­ net, die bei einer elastischen Verformung der ersten Scheibe in Axialrichtungen Reibung zwischen sich und der ersten und zweiten Scheibe erzeugt.
Vorzugsweise sind die inneren Umfangsbereiche des Schwung­ rades von dem inneren Teil der ersten Scheibe beabstandet, um im torsionsfreien Zustand einen bestimmten Abstand zu bilden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1 im Längsschnitt ein Ausführungsbeispiel einer Schwungradanordnung mit einer flexiblen Scheibe und einer Kupplungsscheibe,
Fig. 2 einen Teilschnitt der in Fig. 1 dargestellten flexi­ blen Scheibe,
Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung der flexi­ blen Scheibe in einem durch Biegeschwingungen ela­ stisch verformten Zustand.
Fig. 1 zeigt eine Schwungradanordnung 1 und eine an dieser angebrachte Kupplungsanordnung 2. Die Schwungradanordnung 1 ist mittels eines Flansches 6a mit dem freien Ende der Kur­ belwelle 6 eines (nicht dargestellten) Motors verbunden und weist eine Scheibenanordnung 20 sowie ein Schwungrad 3 auf.
Die Kupplungsanordnung 2 weist eine Kupplungsabdeckungsan­ ordnung 4 auf, innerhalb welcher eine Kupplungsscheibenan­ ordnung 5 teilweise untergebracht ist. Die Kupplungsabdec­ kungsanordnung 4 enthält eine mit dem Außenumfang des Schwungrades verbundene Kupplungsabdeckung 15, eine Druck­ platte 16 und eine Tellerfeder 17. Letztere drückt die Druckplatte 16 gegen die Reibflächen der Kupplungsscheiben­ anordnung 5 und eine an dem Schwungrad 3 ausgebildete Reib­ fläche 3a.
Das Drehmoment des (nicht dargestellten) Motors wird über eine flexible Scheibenanordnung 20 auf das Schwungrad 3 übertragen. Die flexible Scheibenanordnung 20 ist ringförmig ausgebildet und weist eine erste flexible Scheibe 8, eine zweite flexible Scheibe 9 und eine Reibscheibe 10 auf. In Umfangsrichtung ist die flexible Scheibenanordnung 20 im wesentlichen starr, dagegen in Biegerichtungen flexibel, wo­ bei die Biegerichtungen als die Richtungen einer elastischen Deformation der flexiblen Scheibenanordnung 20 generell in der Linie 0-0 oder um einen Punkt auf der Linie 0-0 defi­ niert werden, die mit dem Mittelpunkt der flexiblen Schei­ benanordnung 20 zusammenfällt.
Der Außenumfang der flexiblen Scheibe 8 ist größer als der der zweiten flexiblen Scheibe 9 und der Reibscheibe 10. Die Reibscheibe 10 liegt zwischen der ersten und der zweiten flexiblen Scheibe 8 und 9, und mehrere Nieten 12 verbinden die Reibscheibe 10 und die zweite flexible Scheibe 9 mit dem Mittelteil der ersten flexiblen Scheibe 8. Die erste und die zweite flexible Scheibe 8, 9 sowie die Reibscheibe 10 sind mit dem Flansch 6a mittels mehrerer erster Schraubbolzen 11 verbunden, während der Außenumfang der ersten flexiblen Scheibe 8 mittels mehrerer zweiter Schraubbolzen 13 mit dem Schwungrad 3 verbunden ist. Ferner weist die flexible Schei­ be 8 mehrere erste Öffnungen 8a auf, die zwischen den Nieten 12 und den zweiten Schraubbolzen 13 liegen.
In dem Schwungrad 3 sind in gleichen Umfangsabständen mehre­ re zweite Öffnungen 3b ausgebildet, und desgleichen sind mehrere dritte Öffnungen 3c in dem Schwungrad 3 angeordnet, um die Köpfe der ersten Schraubbolzen 11 aufzunehmen. Zwi­ schen dem Innenbereich des Schwungrades 3 und der ersten flexiblen Scheibe 8 ist ein Abstand G vorgegebener Größe ausgebildet.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen An­ ordnung beschrieben.
Beim Übertragen eines Drehmoments auf die Kurbelwelle 6 wird diese in der Richtung V₁ um die Mittellinie 0-0 gedreht, und die flexible Scheibenanordnung 20 wird in der Richtung V₂, d. h. in Biegerichtung, elastisch verformt. Wenn die flexible Scheibenanordnung 20, wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, in der Biegerichtung gebogen wird, wird zwischen den einzelnen Scheiben Reibung erzeugt, da die Reibscheibe 10 an der er­ sten und der zweiten flexiblen Scheibe 8 und 9 schleift. Diese Reibung dämpft die Biegeschwingungen und verringert damit die von den Fahrzeuginsassen aufgenommenen Schwingun­ gen und das Geräusch. Da außerdem auch die Schwingungen des Schwungrades 3 gedämpft werden, wird eine ungleichmäßige Abnutzung der Reibflächen 3a in der Kupplungsscheibenanord­ nung 5 vermieden.
Darüber hinaus ermöglichen die ersten und die zweiten Öff­ nungen 3b und 8a einen Luftstrom durch die Schwungradanord­ nung 1 und die Kupplungsanordnung 2. Die Öffnungen 3b und 8a lassen die bei der Betätigung der Kupplung entstehende Wärme entweichen und vermindern damit die Abnutzung der Kupplungs­ scheibenanordnung 5 infolge hoher Temperatur.
Wie bereits erwähnt, bestehen die erste und die zweite flexible Scheibe 8, 9 sowie die Reibscheibe 10 vorzugsweise aus Metallblech, jedoch kommen auch andere Materialien in Frage, um die gewünschten Reibeigenschaften zu erhalten. Beispielsweise können eine oder mehrere der genannten Schei­ ben oberflächengehärtet oder mit einer rauhen oder gerillten Oberfläche versehen sein, um die Reibungswirkung beim gegen­ seitigen Eingriff zu verbessern. Ferner beeinflußt die Festigkeit oder Dichte der Nieten 12 in Axialrichtung die Reibeigenschaften der ersten und der zweiten flexiblen Scheibe 8, 9 sowie der Reibscheibe 10. In den meisten Fällen ist es wünschenswert, daß die Nieten 12 eine sichere Rück­ haltekraft ausüben, um den Reibeingriff zwischen den genann­ ten drei Scheiben zu gewährleisten. In einigen Anwendungsge­ bieten kann es jedoch erwünscht sein, daß die Nieten in Längsrichtung weniger fest sind. Die Nieten könnten in einem solchen Fall durch Schraubbolzen mit Sicherungsmuttern er­ setzt werden, die mit einem bestimmten Drehmoment festge­ zogen werden.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine flexible Scheiben­ anordnung 1 zum Übertragen eines Drehmoments von der Kurbel­ welle 6 eines Motors auf ein Schwungrad 3 unter Absorbierung von Biegeschwingungen, mit einer ersten flexiblen Scheibe 8, einer zweiten flexiblen Scheibe 9 und einer Reibscheibe 10. Der innere Bereich der ersten flexiblen Scheibe 8 ist am freien Ende der Kurbelwelle 6 befestigt, und der äußere Be­ reich der ersten flexiblen Scheibe 8 ist mit dem Schwungrad 3 verbunden. Die Reibscheibe 10 liegt zwischen der ersten und der zweiten flexiblen Scheibe 8, 9. Die Reibscheibe 10 und die zweite flexible Scheibe 9 sind zwischen der Kurbel­ welle 6 und dem Schwungrad 3 mit dem mittleren Teil der ersten flexible Scheibe 8 verbunden.
Im Rahmen der Erfindung sind weitere Abwandlungen möglich.

Claims (7)

1. Flexible Scheibenanordnung (1) zum Übertragen eines Drehmoments von der Kurbelwelle (6) eines Motors auf das Schwungrad (3) und zum Absorbieren von zwischen diesen Teilen auftretenden Biegeschwingungen, gekennzeichnet durch:
eine erste Scheibe (8), die an dem Schwungrad (3) und dem freien Ende der Kurbelwelle (3) zwischen dem Schwungrad und der Kurbelwelle zu befestigen ist und in Umfangsrichtung starr, in Axialrichtungen dagegen flexibel ist, und
eine mit der ersten Scheibe (8) zu gemeinsamer Drehung mit dem Schwungrad und der Kurbelwelle verbundene reibungserzeu­ gende Einrichtung, welche zwischen sich und der ersten Scheibe bei einer elastischen Deformation der ersten Scheibe in Axialrichtung Reibung erzeugt.
2. Flexible Scheibenanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die reibungserzeugende Einrichtung eine zweite Scheibe (9) und ein zwischen der ersten und der zwei­ ten Scheibe angeordnetes Reibungsteil (10) aufweist, und daß die zweite Scheibe (9) und das Reibungsteil (10) an der er­ sten Scheibe (8) zu gemeinsamer Drehung befestigt sind.
3. Flexible Scheibenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Außenumfang der zweiten Scheibe (9) kleiner ist als der Außenumfang der ersten Scheibe (8).
4. Flexible Scheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang der er­ sten Scheibe (8) zur Verbindung mit dem Schwungrad (3) und ihr Innenumfang zur Verbindung mit der Kurbelwelle (6) ausgebildet ist, und
daß der Innenumfang der zweiten Scheibe (9) zur Verbindung mit der Kurbelwelle (6) ausgebildet und ihr Außenumfang mit dem Mittelteil der ersten Scheibe (8) verbunden ist.
5. Flexible Scheibenanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die erste Scheibe (8) als auch die zweite Scheibe (9) und das Reibungsteil (10) aus Metallblech bestehen.
6. Flexible Scheibenanordnung (1) zum Übertragen eines Drehmoments von der Kurbelwelle (6) eines Motors auf das Schwungrad (3) und zum Absorbieren von zwischen diesen Tei­ len auftretenden Biegeschwingungen, gekennzeichnet durch:
eine erste Scheibe (8), deren Außenumfang mit dem Schwungrad (3) und deren Innenbereich mit der Kurbelwelle (6) verbunden ist,
eine zweite Scheibe (9), die am Mittelteil der ersten Schei­ be (8) zwischen deren Außenumfang und dem Innenbereich mit­ tels mehrerer Stifte (12) befestigt ist, die Öffnungen in der ersten und der zweiten Scheibe durchsetzen, und
eine zwischen der ersten und der zweiten Scheibe (8, 9) an­ geordnete Reibscheibe (10), die bei einer elastischen Ver­ formung der ersten Scheibe in Axialrichtungen Reibung zwischen sich und der ersten und zweiten Scheibe erzeugt.
7. Flexible Scheibenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Umfangsbereiche des Schwung­ rades (3) von dem inneren Teil der ersten Scheibe beabstan­ det ist, um im torsionsfreien Zustand einen bestimmten Abstand (G) zu bilden.
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