DE19843941A1 - Dämpfermechanismus - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dämpfermechanismus und insbesondere einen Dämpfermechanismus zur Übertragung eines Drehmoments und zum Dämpfen einer Torsionsschwingung.

Ein Dämpfermechanismus ist eine Vorrichtung, welche in einer Leistungsübertragungsvorrichtung zur Übertragung von Drehmoment und zum Absorbieren und Dämpfen einer mit dem Drehmoment übertragenen Torsionsschwingung verwendet wird. Der Dämpfermechanismus ist in einer Kupplungsscheibenanord­ nung einer Kupplung, einer Schwungradanordnung oder der­ gleichen für Fahrzeuge eingebaut. Der Dämpfermechanismus umfaßt hauptsächlich ein erstes Rotationselement, ein zweites Rotationselement und elastische Elemente wie bei­ spielsweise Federn, welche zwischen dem ersten und zweiten Rotationselement angeordnet sind. Die elastischen Elemente werden zwischen den ersten und zweiten Rotationselementen zusammengedrückt, wenn sich diese Elemente relativ zu­ einander drehen.

Die Kupplungsscheibenanordnung umfaßt hauptsächlich eine Kupplungsscheibe mit Reibbelägen, ein Paar von kreis­ förmigen Plattenelementen, welche an der Kupplungsscheibe befestigt sind, einer Ausgangsnabe mit einem Flansch, welcher zwischen den kreisförmigen Plattenelementen angeordnet ist, und Torsionsfedern zum elastischen Ver­ binden des Flanschs mit dem kreisförmigen Plattenpaar in Umfangsrichtung. Bei diesem Aufbau wird ein Dämpfer­ mechanismus aus dem kreisförmigen Plattenelementpaar, dem Flansch der Nabe und den Torsionsfedern gebildet.

Jede Torsionsfeder ist eine Schraubenfeder und ist in einem Fenster oder einer Öffnung angeordnet, welche im Flansch gebildet ist. Jedes der kreisförmigen Plattenelemente ist an Bereichen, welche den Fenstern oder den Torsionsfedern entsprechen, mit Aufnahme- oder Rückhaltebereichen ge­ bildet, welche sich in Axialrichtung erstrecken oder teil­ weise herausgeschnitten und in Axialrichtung nach außen gebogen sind. Die Rückhaltebereiche der paarweise kreis­ förmigen Plattenelemente beschränken die radial und axial nach außen gerichteten Bewegungen der Torsionsfedern.

Wenn sich die Kupplung im eingerückten Zustand befindet, dreht sich die Kupplungsscheibenanordnung zusammen mit einem Schwungrad. Eine dabei erzeugte Zentrifugalkraft bewegt die Torsionsfedern radial nach außen und bringt sie in Zwangskontakt mit den radial äußeren Seiten, z. B. der Rückhaltebereiche der kreisförmigen Plattenelemente. Wenn im obigen Zustand eine Torsionsschwingung auf den Dämpfer­ mechanismus übertragen wird, werden die Torsionsfedern wie­ derholt zusammengedrückt und zurückgestellt, so daß sie bezüglich der Rückhaltebereiche der paarweisen kreisförmi­ gen Plattenelemente gleiten. Als Ergebnis unterliegen die Rückhaltebereiche und/oder die Torsionsfedern Verschleiß und Beschädigung bzw. Zerstörung.

In den vergangenen Jahren werden Kupplungen von Fahrzeugen infolge des Baus von Autobahnen weniger häufig betätigt, so daß sich die Lebensdauer der Kupplungsscheiben (Reibbeläge) erhöht haben. Demzufolge kann die Kupplungsscheiben­ anordnung verwendet werden, bis das kreisförmige Plat­ tenelement oder die Torsionsfeder infolge des Gleitens der Feder auf dem Rückhaltebereich des kreisförmigen Plat­ tenelements zerstört ist. Daher ist es wichtig, den durch das Gleiten der Federn erzeugten Verschleiß zu verringern, um die gesamte Lebensdauer der Kupplungsscheibenanordnung zu erhöhen.

Im Stand der Technik wurden Wärmebehandlung, Metallplattie­ ren oder dergleichen eingesetzt, um den Verschleiß infolge des Gleitens der Feder auf dem Rückhaltebereich der Kupp­ lungsscheibenanordnung zu verringern. Jedoch erfahren manchmal mit derartigen Verfahren behandelte Teile einen vorzeitigen Ausfall, wenn die behandelte Oberflächenschicht abgenutzt ist.

Es ist von daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verschleiß von verschiedenen Teilen in einem Dämpfermecha­ nismus zu verringern, welcher durch Gleitkontakt zwischen den Federn und benachbarten Teilen verursacht wird.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Dämpfermechanismus ein erstes Rotationselement, ein zweites Rotationselement, eine Feder und eine verschleiß­ feste Schicht bzw. Schutzschicht auf. Das erste Rotations­ element weist einen ersten Rückhaltebereich auf. Das zweite Rotationselement weist in Entsprechung zum ersten Rück­ haltebereich einen zweiten Rückhaltebereich auf. Die Feder ist zwischen dem ersten und zweiten Rückhaltebereich angeordnet und kuppelt die ersten und zweiten Rotations­ elemente miteinander in Umfangsrichtung. Die ver­ schleißfeste Schicht ist mittels Flammspritzen auf einem Federkontaktbereich von wenigstens einem der ersten und zweiten Rotationselemente gebildet.

Die verschleißfeste Schicht wird durch Flammspritzen erzeugt, wodurch die Härte des Federkontaktbereichs von zumindest einem der ersten und zweiten Rückhaltebereiche verbessert wird. Als Ergebnis wird der Verschleiß des Federkontaktbereichs verhindert.

Vorzugsweise weist der Dämpfermechanismus eine aus Hart­ metall gebildete verschleißfeste Schicht auf. Demzufolge weist die Schicht eine ausreichend hohe Härte auf. Das Hartmetall besteht aus einem Carbid eines Metalls der Grup­ pen IVa-, Va- oder VIa, welches mit einem Bindemittel aus einem Metall der Eisenfamilie wie beispielsweise Kobalt oder Nickel gesintert ist.

Bevorzugt ist ein Zusatz der verschleißfesten Schicht aus einem WC-Co-Material (Wolfram-Kohlenstoff-Kobalt-Material) hergestellt. Da das WC-Co-Material einen hohen Ver­ schleißwiderstand aufweist, wird der Verschleiß von zumin­ dest den ersten oder zweiten Rückhaltebereichen in ausrei­ chendem Maße verhindert. Ebenfalls wird der Verschleiß der Feder verringert.

Vorteilhaft ist die Feder eine aus einem Federdraht-Me­ tallmaterial hergestellte Schraubenfeder. Das Federdraht- Metallmaterial ist ein Federdraht-Metallmaterial gemäß dem japanischen Industriestandard JIS und enthält SW, SWP, SWO, SWO-V, SWOCV-V, SWOSC-V, SWOSM, SWOSC-B, SUS-WP sowie andere.

Vorzugsweise wird die verschleißfeste Schicht durch Flamm­ spritzen hergestellt. Da Flammen aufgrund kontinuierlicher Verbrennung verwendet werden, ist die verschleißfeste Schicht rein bzw. reduziert gebildet.

Bevorzugt wird die verschleißfeste Schicht mittels Hoch­ geschwindigkeits-Flammspritzen gebildet. Da infolge eines erhöhten Drucks in einer Verbrennungskammer Flammen hoher Geschwindigkeit erzeugt werden, ist eine Bildingsgeschwind­ keit einer Schicht hoch und die Schicht wird rein bzw. fein gebildet.

Vorzugsweise wird die widerstandsfeste Schicht durch Flamm­ spritzen mittels HVAF (High Velocity Air Fuel System) gebildet.

Beim Dämpfermechanismus kann das HVAF-Flammspritzen die verschleißfeste Schicht weiter verbessern. Insbesondere bei Anwendung des HVAF-Flammspritzens mit dem WC-Co-Material wird die verschleißfeste Schicht weiter verbessert, da das HVAF-Flammspritzen für die Bildung einer verschleißfesten Schicht aus einem Karbid besonders geeignet ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Dämpfermechanismus erste und zweite kreisförmige Plattenelemente, ein drittes kreisförmiges Plattenelement, eine Schraubenfeder und eine verschleißfeste Schicht. Das erste und das zweite kreisförmige Plattenelement sind an­ einander befestigt, wobei sich ein axialer Raum dazwischen befindet, und weisen Rückhaltebereiche auf, welche sich einander entsprechen. Das dritte kreisförmige Platten­ element ist zwischen dem ersten und dem zweiten kreisförmi­ gen Plattenelement angeordnet und mit einem Fenster ent­ sprechend dem Rückhaltebereich gebildet. Die Schraubenfeder ist in den Rückhaltebereichen und dem Fenster angeordnet, um die ersten und zweiten kreisförmigen Plattenelemente mit dem dritten kreisförmigen Plattenelement in Umfangsrichtung zu kuppeln. Die verschleißfeste Schicht ist mittels HVAF(High Velocity Air Fuel System)-Flammspritzen eines WC-Co-Materials an einem Bereich des Rückhaltebereichs gebildet, welcher relativ auf der Schraubenfeder gleitet.

Das HVAF-Flammspritzen des WC-Co-Materials kann die ver­ schleißfeste Schicht mit einem guten Verschleißwiderstand bilden. Dementsprechend ist der Verschleiß der Rückhalte­ bereiche der ersten und zweiten kreisförmigen Platten­ elemente verringert und der Verschleiß der Schraubenfeder ist ebenfalls verringert.

Das vorhergehende sowie weitere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung verständlich. In der Zeichnung ist:

Fig. 1 eine schematische Querschnittsseitenansicht einer Kupplungsscheibenanordnung gemäß einem ersten Aus­ führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Rückansicht der in Fig. 1 dargestellten Kupplungsscheibenanordnung;

Fig. 3 ein Blockdiagramm, welches den Aufbau einer HVAF-Flammspritzvorrichtung zeigt;

Fig. 4 eine schematische Querschnittsseitenansicht einer Schwungradanordnung gemäß einem zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine teilweise geschnittene Rückansicht der in Fig. 4 dargestellten Schwungradanordnung; und

Fig. 6 ein Diagramm, welches Ergebnisse eines Verschleiß­ versuchs gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

Nachfolgend wird ein erstes Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung beschrieben. Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Kupplungsscheibenanordnung 1, welche in einer Kupplung eines Fahrzeugs verwendet wird. Die Kupplungsscheibenanord­ nung 1 weist eine Kupplungsfunktion zur Steuerung des Ein­ griffs mit einem Schwungrad (nicht gezeigt) sowie eine Dämpferfunktion zum Absorbieren und Dämpfen einer Torsions­ schwingung auf. Die Linie 0-0 in Fig. 1 stellt eine Rotati­ onsachse der Kupplungsscheibenanordnung 1 dar und eine in Fig. 2 dargestellte Richtung R zeigt die Drehrichtung der Kupplungsscheibenanordnung 1.

Die Kupplungsscheibenanordnung 1 umfaßt hauptsächlich eine Kupplungsscheibe 2, eine Kupplungsplatte 3, eine Rückhalte­ platte 4, eine Nabe 5, erste und zweite Seitenplatten 6 und 7, große Torsionsfedern 8, mittlere Torsionsfedern 9 und kleine Torsionsfedern 10.

Die Kupplungsscheibe 2 ist eine ringförmige Anordnung, wel­ che aus einem Paar von Reibbelägen und einer dazwischen angeordneten Platte gebildet ist. Die Kupplungsscheibe 2 ist zwischen einer Reibfläche eines Schwungrads (nicht gezeigt) und einer Druckplatte (nicht gezeigt) angeordnet.

Die Kupplungs- und Rückhalteplatten 3 und 4 sind kreisför­ mige Elemente, welche an einem radial inneren Bereich der Kupplungsscheibe 2 angeordnet sind, und axial voneinander beabstandet sind. Die Platten 3 und 4 sind mittels Bolzen für eine gemeinsame Drehung aneinander befestigt. Der äußere Umfangsbereich der Kupplungsplatte 3 ist mit der Platte der Kupplungsscheibe 2 mittels Nieten verbunden. Die Platten 3 und 4 sind beispielsweise aus SPHC oder SCM415 (wie in den japanischen Industriestandards festgelegt) her­ gestellt, welches einem gas-karbonnitrierten Abschrecken unterzogen wurde.

Die Nabe 5 weist eine zylindrische Nabenwulst auf, welche in Mittelöffnungen der Platten 3 und 4 eingesetzt wird, sowie einen Flansch 5a auf, welcher sich von der Nabenwulst radial nach außen erstreckt. Der Flansch 5a ist axial zwi­ schen den Platten 3 und 4 angeordnet. Die Nabenwulst der Nabe 5 ist drehfest sowie axial bewegbar mit einer Welle, welche sich von einem Getriebe (nicht gezeigt) erstreckt, im Eingriff.

Der Flansch 5a weist mehrere erste Fenster 17 auf, welche in Umfangsrichtung voneinander gleich beabstandet sind. Der Flansch 5a weist ebenfalls zweite Öffnungen 18 auf, welche jeweils in Umfangsrichtung benachbart zur rückwärtigen Drehseite bezüglich der Drehrichtung R der ersten Fenster 17 angeordnet sind. Die zweiten Fenster 18 weisen kleinere Umfangs- und Radialabmessungen als die ersten Fenster 17 auf. Jedoch sind die radial äußeren Kanten der ersten und zweiten Fenster 17 und 18 an ungefähr dem gleichen Abstand von der Mitte der Kupplungsscheibenanordnung 1 angeordnet.

Jedes erste Fenster 17 nimmt eine große Torsionsfeder 8 auf. Jede der großen Torsionsfedern 8 umfaßt eine große Schraubenfeder und eine kleine Schraubenfeder, wie in Fig. 2 gezeigt. Jedes der in Umfangsrichtung einander gegenüber­ liegende Ende der großen Torsionsfeder 8 ist um einen vorbestimmten Winkel θ₁ von der benachbarten sich radial erstreckenden Kante des ersten Fensters 17 beabstandet. Die mittlere Torsionsfeder 9 ist in jedem zweiten Fenster 18 angeordnet. Die in Umfangsrichtung einander gegenüberlie­ genden Enden der mittleren Torsionsfeder 9 befinden sich mit den in Umfangsrichtung einander gegenüberliegenden Enden des zweiten Fensters 18 jeweils über Federsitze mit­ einander im Eingriff.

Jede der Platten 3 und 4 weist axial vorstehende erste kon­ vexe Bereiche 13 auf, welche den ersten Fenstern 17 und den großen Schraubenfedern 8 entsprechen und beispielsweise mittels eines Ziehvorgangs hergestellt sind. Jeder erste konvexe Bereich 13 weist an seiner Mitte eine Öffnung auf. Die Platten 3 und 4 sind jeweils mit zweiten konvexen Bereichen 14 gebildet, welche den zweiten Fenstern 18 und den mittleren Torsionsfedern 9 entsprechen.

Die in Umfangsrichtung einander gegenüberliegenden Enden jedes ersten konvexen Bereichs 13 befinden sich mit den in Umfangsrichtung einander gegenüberliegenden Enden der ent­ sprechenden großen Torsionsfeder 8 in Kontakt. Die in Umfangsrichtung einander gegenüberliegenden Enden jedes zweiten konvexen Bereichs 14 sind jeweils um einen vorbe­ stimmten Winkel θ₂ von den in Umfangsrichtung einander gegenüberliegenden Enden der entsprechenden mittleren Tor­ sionsfeder 9 beabstandet.

Die ersten und zweiten konvexen Bereiche 13 und 14 sind derart gebildet, daß sich in Axialrichtung relativ zur Kupplungsscheibenanordnung 1 die Innenflächen der ersten und zweiten konvexen Bereiche 13 und 14 sehr nahe an den Torsionsfedern 8 und 9 befinden, wodurch jeweils die radiale und axiale Bewegung der Torsionsfedern 8 und 9 nach außen beschränkt wird. Infolge der Form der ersten und zweiten konvexen Bereiche 13 und 14 sind die Torsionsfedern 8 und 9 jeweils radial vom äußeren Umfang der Fenster 17 und 18 beabstandet, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Selbst wenn eine Torsionsschwingung übertragen wird, können die Torsionsfedern 8 und 9 auf den radial äußeren Bereichen der ersten und zweiten konvexen Bereiche 13 und 14 gleiten und sind wirksam davor geschützt, am äußeren Umfang der ersten und zweiten Fenster 17 und 18 zu gleiten.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist die erste Seitenplatte 6 axial zwischen,der Platte 3 und dem Flansch 5a angeordnet. Die zweite Seitenplatte 7 ist axial zwischen dem Flansch 5a und der Platte 4 angeordnet. Die ersten und zweiten Seiten­ platten 6 und 7 weisen Außendurchmesser auf, welche kleiner als die Außendurchmesser der Platten 3 und 4 sind. Die ersten und zweiten Seitenplatten 6 und 7 sind drehfest mit­ einander verbunden. An den ersten und zweiten Seitenplatten 6 und 7 sind Eingriffsbereiche vorgesehen, welche sich mit radialen Innenseiten der Torsionsfedern 8 im Eingriff befinden.

Die kleinen Torsionsfedern 10 sind jeweils in dritten Öff­ nungen angeordnet, welche im Flansch 5a gebildet sind. Die in Umfangsrichtung einander gegenüberliegenden Enden jeder kleinen Torsionsfeder 10 sind jeweils auf sich axial erstreckenden Federsitzen gelagert. Die Federsitze sind an in Umfangsrichtung einander gegenüberliegenden Enden von Aussparungen angeordnet, welche in den ersten und zweiten Seitenplatten 6 und 7 gebildet sind. Die großen Schrauben­ federn 8 und die kleinen Schraubenfedern 10, zwischen wel­ chen wie oben beschrieben die ersten und zweiten Seiten­ platten 6 und 7 angeordnet sind, arbeiten in Reihe bzw. hintereinander, um die Platten 3 und 4 mit dem Flansch 5 zu kuppeln.

Jede Torsionsfeder ist aus einem Federdraht-Metallmaterial gemäß JIS (Japanischer Industriestandard) hergestellt.

Eine ringförmige verschleißfeste Schicht 16 ist am radial äußeren Bereich jeder Platte 3 und 4 gebildet und genauer an ihrer axialen Innenfläche gegenüber dem Flansch 5a. Die verschleißfeste Schicht 16 ist aus einem WC-Co-Material (Wolfram-Kohlenstoff-Kobalt-Material) hergestellt, welches mittels Flammspritzen mit einem HVAF-System (High Velocity Air Fuel System) aufgetragen wurde. Das WC-Co-Material enthält 17 Gew.-% Co und vorzugsweise 12 bis 25 Gew.-%. Die verschleißfesten Schichten 16 bedecken insbesondere die radial äußeren Bereiche der ersten und zweiten konvexen Bereiche 13 und 14 der Platten 3 und 4 und bedecken ebenfalls flache Bereiche zwischen den Fenstern sowie die flachen Bereiche radial außerhalb der ersten und zweiten konvexen Bereiche 13 und 14. Die verschleißfesten Schichten 16 verbessern die Härte der ersten und zweiten konvexen Bereiche 13 und 14, wodurch Verschleiß infolge eines Eingriffs zwischen den Platten 3 und 4 und den Federn 8 und 9 beim Gleiten der Federn während des Zusammendrückens und Rückstellens verringert wird.

Gemäß dem obigen Aufbau kuppeln die kleinen Torsionsfedern 10 die ersten und zweiten Seitenplatten 6 und 7 mit dem Flansch 5a elastisch in Umfangsrichtung und die großen Tor­ sionsfedern 8 kuppeln die Platten 3 und 4 mit den ersten und zweiten Seitenplatten 6 und 7 oder dem Flansch 5a ela­ stisch in Umfangsrichtung. Die mittleren Torsionsfedern 9 kuppeln die Platten 3 und 4 mit dem Flansch 5a elastisch in Umfangsrichtung. Es ist offensichtlich, daß jede Art der Torsionsfedern 8, 9 und 10 ein unterschiedliches Dämpfungs­ niveau für den Dämpfermechanismus bereitstellt.

Genauer bilden die Platten 3 und 4 im Dämpfermechanismus, welcher die großen Torsionsfedern 8 verwendet, erste Rota­ tionselemente, die ersten und zweiten Seitenplatten 6 und 7 bilden zweite Rotationselemente, wenn der Torsionswinkel nicht größer als der Winkel θ₁ ist, und der Flansch 5a bil­ det das zweite Rotationselement, wenn der Torsionswinkel größer als der Winkel θ₁ ist. Die ersten konvexen Bereiche 13 legen erste Rückhaltebereiche der ersten Rotations­ elemente fest und entweder die Eingriffsbereiche der ersten und zweiten Seitenplatten 6 und 7 oder die ersten Fenster 17 im Flansch 5a bilden zweite Rückhaltebereiche des zwei­ ten Rotationselements(e), abhängig von der Größe des Tor­ sionswinkels.

Beim Dämpfermechanismus, welcher die mittleren Torsions­ federn 9 verwendet, bilden die Platten 3 und 4 erste Rota­ tionselemente und der Flansch 5a bildet das zweite Rotati­ onselement. Die zweiten konvexen Bereiche 14 bilden erste Rückhaltebereiche des ersten Rotationselements und die zweiten Fenster 18 des Flanschs 5a bilden zweite Rückhalte­ bereiche des zweiten Rotationselements.

Bei den beiden oben beschriebenen Dämpfermechanismen wird die vorherige verschleißfeste Schicht 16 insbesondere an Federkontaktbereichen jedes ersten Rückhaltebereichs der ersten Rotationselemente gebildet.

Es kann auch in Betracht gezogen werden, daß jeder der bei­ den oben beschriebenen Dämpfermechanismen mit ersten und zweiten kreisförmigen Plattenelementen, einem dritten kreisförmigen Plattenelement und den Schraubenfedern gebil­ det wird.

Beim Dämpfermechanismus, welcher die großen Torsionsfedern 8 verwendet, bilden die Kupplungs- und Rückhalteplatten 3 und 4 jeweils die ersten und zweiten kreisförmigen Plat­ tenelemente, die ersten und zweiten Seitenplatten 6 und 7 bilden die dritten kreisförmigen Plattenelemente, wenn der Torsionswinkel nicht größer als der Winkel θ₁ ist, und der Flansch 5a bildet das dritte kreisförmige Plattenelement, wenn der Torsionswinkel größer als der Winkel θ₁ ist. Die ersten konvexen Bereiche 13 bilden die Rückhaltebereiche der ersten und zweiten kreisförmigen Plattenelemente und die Eingriffsbereiche der ersten und zweiten Seitenplatten 6 und 7 oder die ersten Fenster 17 im Flansch 5a bilden die Fenster des dritten kreisförmigen Plattenelements(e), abhängig vom Torsionswinkel.

Beim Dämpfermechanismus, welcher die mittleren Torsions­ federn 9 verwendet, bilden die Platten 3 und 4 jeweils die ersten und zweiten kreisförmigen Plattenelemente, und der Flansch 5a bildet das dritte kreisförmige Plattenelement. Die zweiten konvexen Bereiche 14 bilden Rückhaltebereiche der ersten und zweiten kreisförmigen Plattenelemente und die zweiten Fenster 18 im Flansch 5a bilden die Fenster des dritten kreisförmigen Plattenelements.

Bei jedem der oben beschriebenen Dämpfermechanismen ist die vorhergehende verschleißfeste Schicht 16 am Federkontakt­ bereich jedes Rückhaltebereichs der ersten und zweiten kreisförmigen Plattenelemente gebildet.

In Fig. 3 ist ein Blockdiagramm dargestellt, welches einen Aufbau einer Spritzbeschichtungs- oder Flanschspritzvor­ richtung 50 eines HVAF-Systems (High Velocity Air Fuel System (Hochgeschwindigkeits-Luft-Brennstoff-System)) zeigt. Die HVAF-Flammspritzvorrichtung 50 umfaßt hauptsäch­ lich eine raketenförmige (Spritz-)Pistole 51, eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung 52 und eine Pulverzufuhrvorrichtung 53.

Eine Kammer zur Verbrennung des Brennstoffs ist in der raketenförmigen Pistole 51 angeordnet.

Die Steuervorrichtung 52 wird von außen mit Luft, Sauer­ stoff zur Zündung bzw. Entflammung und Brennstoff versorgt. Die Steuervorrichtung 52 führt Luft, Sauerstoff (zur Zün­ dung) und Brennstoff sowie einen Kammerdruck zur raketen­ förmigen Pistole zu.

Der Pulverzufuhrvorrichtung 53 wird von außen ein Trägergas und Luft zugeführt. Die Pulverzufuhrvorrichtung 53 führt Pulver eines WC-Co-Materials zur raketenförmigen Pistole 51 zu.

Die oben beschriebenen HVAF-Flammspritzvorrichtung spritzt das WC-Co-Material z. B. auf die Kupplungsplatte 3. Genauer ist die Kupplungsplatte 3 auf einem Drehtisch befestigt und dreht sich, während das Flammspritzen ausgeführt wird. Dadurch werden die verschleißfesten Schichten 16 an dem Bereich, welcher die radial äußeren Bereiche der ersten und zweiten konvexen Bereiche 13 und 14 umfaßt, gebildet. Das Flammspritzen kann auch nur auf den ersten und zweiten kon­ vexen Bereichen 13 und 14 durchgeführt werden.

Die großen Torsionsfedern 8 und die mittleren Torsionsfe­ dern 9 arbeiten zwischen den Platten 3 und 4 und dem Flansch 5a. Wenn sich die Platten 3 und 4 relativ zum Flansch 5a infolge einer Torsionsschwingung drehen, werden die Torsionsfedern 8 und 9 wiederholt zusammengedrückt und zurückgestellt bzw. expandiert. Die Torsionsfedern 8 und 9 werden durch eine Zentrifugalkraft radial nach außen bewegt und kommen in Kontakt mit den ersten und zweiten konvexen Bereichen 13 und 14. Somit gleiten die Torsionsfedern 8 und 9 auf den radial äußeren Bereichen der ersten und zweiten konvexen Bereiche 13 und 14. Da die verschleißfesten Schichten 16 auf der Innenfläche der radial äußeren Bereiche oder Federkontaktbereiche der ersten und zweiten konvexen Bereiche 13 und 14 gebildet sind, wird im Vergleich mit dem Stand der Technik der Verschleiß der ersten und zweiten konvexen Bereiche 13 und 14 verhindert.

Da die verschleißfeste Schicht 16 durch HVAF-Flammspritzen des WC-Co-Materials gebildet ist, weist sie eine besonders hohe Härte und daher einen signifikant verbesserten Ver­ schleißwiderstand auf.

Da das HVAF-Flammspritzen eine verschleißfeste Schicht mit einer geringen Oberflächenrauhheit erzeugt, ist es nicht notwendig, ein Polieren nach dem Spritzen auszuführen. Da das HVAF-Flammspritzen eine hohe Kompatibilität mit dem WC-Co-Materials zeigt, wird eine Verringerung des Effekts bzw. der Wirksamkeit des Materials verhindert.

Der Verschleiß der großen und kleinen Torsionsfedern 8 und 9 ist signifikant verringert. Dies liegt darin begründet, daß das Federdraht-Metallmaterial eine gute Kompatibilität mit dem WC-Co-Material aufweist, welches mittels HVAF-Flammspritzen aufgebracht wird.

Nachfolgend wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vor­ liegenden Erfindung beschrieben. Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Schwungradanordnung 21 eines zweiten Ausführungs­ beispiels. Die Schwungradanordnung 21 weist einen Aufbau auf, bei dem ein herkömmliches Schwungrad in zwei Bereiche unterteilt ist, und ein Dämpfermechanismus dazwischen ange­ ordnet ist. Die Schwungradanordnung wird in einem Fahrzeug verwendet. Die in Fig. 4 dargestellte Linie 0-0 stellt eine Rotationsachse der Schwungradanordnung 21 dar. Die in Fig. 5 dargestellte Richtung R ist die Rotationsrichtung der Schwungradanordnung 21.

Die Schwungradanordnung 21 wird aus einem ersten Schwungrad 22, welches mit einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) eines Motors verbunden ist, einem zweiten Schwungrad 23 mit einer Reibfläche für den Eingriff mit einer Kupplungsscheibe einer Kupplungsscheibenanordnung und einem Dämpfermechanis­ mus 24 gebildet, welcher zwischen den ersten und zweiten Schwungrädern 22 und 23 angeordnet ist.

Der Dämpfermechanismus 24 ist zur Übertragung eines Dreh­ moments vom ersten Schwungrad 22 zum zweiten Schwungrad 23 und zum Absorbieren und Dämpfen einer Torsionsschwingung vorgesehen. Der Dämpfermechanismus 24 wird aus einer ersten Platte 25 (erstes Rotationselement), einer zweiten Platte 26 (erstes Rotationselement), einer angetriebenen Platte 27 (zweites Rotationselement) und mehreren Torsionsfedern 29 (Federn) gebildet.

Die ersten und zweiten Platten 25 und 26, welche in Axial­ richtung voneinander beabstandete kreisförmige Platten sind, weisen äußere Umfangsbereiche auf, welche mittels Bolzen 31 aneinander befestigt sind, und sind ebenfalls an einem äußeren Umfangsbereich des ersten Schwungrads 22 befestigt.

Die angetriebene Platte 27 weist eine kreisförmige Form auf und ist zwischen den ersten und zweiten Platten 25 und 26 angeordnet. Der innere Umfangsbereich der angetriebenen Platte 27 ist am inneren Umfangsbereich des zweiten Schwungrads 23 befestigt. Die radial inneren Kanten der angetriebenen Platte 27 und des zweiten Schwungrads 23 sind auf einer äußeren Umfangsfläche des mittleren zylindrischen Bereichs des ersten Schwungrads 22 durch ein Lager 30 gela­ gert. Die angetriebene Platte 27 weist mehrere Abstütz­ elemente 27a auf, welche radial nach außen vorstehen. Zwi­ schenräume zwischen in Umfangsrichtung benachbarten Ab­ stützelementen 27a bilden jeweils Rückhaltebereiche, in denen Torsionsfedern 29 angeordnet sind. Äußere Umfänge dieser Rückhaltebereiche sind im Gegensatz zu den Fenstern des ersten Ausführungsbeispiels geöffnet. Zwei Torsions­ federn 29, welche in Umfangsrichtung nacheinander bzw. in Reihe arbeiten, sind in jedem Rückhaltebereich angeordnet. Ein Ausgleichsaufbau 32 ist in Umfangsrichtung zwischen den beiden Torsionsfedern 29 angeordnet und daher ebenfalls in Umfangsrichtung zwischen benachbarten Abstützelementen 27a angeordnet. Der Ausgleichsaufbau 32 umfaßt einen Ausglei­ cher 33 mit Flächen, welche sich mit den Torsionsfedern 29 in Kontakt befinden, und erste und zweite Abstützplatten 34 und 35, welche die radial inneren Bereiche der Ausgleicher 33 schwenkbar abstützen.

Die ersten und zweiten Platten 25 und 26 sind jeweils mit ausgeschnittenen und umgebogenen Fenstern 41 und 42 verse­ hen, wobei jedes dem Rückhaltebereich und den beiden Tor­ sionsfedern 29 entspricht. Wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt, wird jedes der herausgeschnittenen und umgebogenen Fenster 41 und 42 durch teilweises Ausschneiden eines Bereichs der Platte 25 oder 26 und Biegen der radial äußeren und inneren Bereiche des herausgeschnittenen Bereichs in Axialrichtung nach außen gebildet, um das Fenster zu bilden.

Die herausgeschnittenen und gebogenen Fenster 41 und 42 sind nahe den Torsionsfedern 29 angeordnet und beschränken die radial und axial nach außen gerichteten Bewegungen der Torsionsfedern 29.

Die ersten und zweiten Platten 25 und 26 weisen an axial inneren Seiten ihrer radial äußeren Bereiche verschleiß­ feste Schichten 44 auf. Die verschleißfeste Schicht 44 ist aus einem WC-Co-Material gebildet, welches mittels HVAF-Flammspritzen aufgetragen ist. Jede verschleißfeste Schicht 44 weist eine ringförmige Form auf, wie in Fig. 5 gezeigt. Genauer sind die verschleißfesten Schichten 44 an den radial äußeren Bereichen der herausgeschnittenen und gebo­ genen Bereiche, welche die Fenster 41 und 42 festlegen, sowie den flachen Bereichen radial außerhalb der Fenster 41 und 42 gebildet. Da die ersten und zweiten Platten 25 und 26 an ihren Federgleitbereichen mit verschleißfesten Schichten 44 versehen sind, wird Verschleiß an den Platten 25 und 26 trotz der Tatsache, daß die Torsionsfedern 29 darauf gleiten, verhindert. Ebenfalls wird der Verschleiß der Torsionsfeder 29 signifikant verringert.

Es kann in Betracht gezogen werden, daß der Dämpfermecha­ nismus 24 aus den ersten und zweiten kreisförmigen Plat­ tenelementen, dem dritten kreisförmigen Plattenelement und den Schraubenfedern gebildet wird. Die ersten und zweiten Platten 25 und 26 bilden jeweils die ersten und zweiten kreisförmigen Plattenelemente und die angetriebene Platte 27 bildet das dritte kreisförmige Plattenelement. Die her­ ausgeschnittenen und gebogenen Fenster 41 und 42 bilden die Rückhaltebereiche der ersten und zweiten kreisförmigen Plattenelemente und die Räume zwischen den benachbarten Ab­ stützelementen 27a der angetriebenen Platte 27 bilden die Fenster im dritten kreisförmigen Plattenelement. Es kann ebenfalls in Betracht gezogen werden, daß beim Dämpfer­ mechanismus 24 die vorher beschriebenen verschleißfesten Schichten 16 an den Federkontaktbereichen der Rückhalte­ bereiche der ersten und zweiten kreisförmigen Platten­ elemente gebildet werden.

Die verschleißfesten Schichten können nur an den not­ wendigen Bereichen, d. h. den Federgleitbereichen gebildet werden.

Die verschleißfesten Schichten können an Kanten bzw. Ecken der Fenster und/oder Aussparungen im Ausgangselement, wel­ che zwischen dem Flansch und der angetriebenen Platte ange­ ordnet sind, gebildet werden.

Anstelle des WC-Co-Materials kann ein WC-Ni-Material (Wolf­ ram-Kohlenstoff-Nickel), ein WC-C-Material (Wolfram-Kohlen­ stoff-Kohlenstoff) oder ein WC-Ti-Material (Wolfram-Kohlen­ stoff-Titan) verwendet werden.

Der Dämpfermechanismus gemäß der, vorliegenden Erfindung kann nicht nur in der Kupplungsscheibenanordnung und dem Schwungraddämpfer, sondern auch in anderen Vorrichtungen verwendet werden.

Es wurden Versuche mit einer hin- und hergehenden Ver­ schleißversuchsmaschine durchgeführt, um den Verschleiß der Platte und der Torsionsfeder bei einem Beispiel gemäß der vorliegenden Erfindung, bei welchem das WC-Co-Material auf den Federgleitbereich der Platte flammgespritzt wurde, mit dem eines Vergleichsbeispiels zu vergleichen, bei welchem ein Mo-Material auf den Federgleitbereich der Platte flamm­ gespritzt wurde.

Bei dem Beispiel gemäß der Erfindung wurde das HVAF-Flamm­ spritzen des WC-Co-Materials auf die Platte nach einem gas­ karbonitrierten Abschrecken und Tempern ausgeführt. Im Ver­ gleichsbeispiel wurde das Flammspritzen des Mo-Materials auf die Platte nach gas-karbonitriertem Abschrecken und Tempern ausgeführt. Die Torsionsfedern wurden aus SUP12 hergestellt (welches äquivalent zu SWOSC-V ist, vgl. JIS) und hatten eine Oberflächenhärte von Hv600. Die Torsions­ federn, welche einer vorbestimmten Last ausgesetzt wurden, glitten mit einer vorbestimmten Frequenz auf den Platten. Die obige Last betrug 196 N und wurde mit einer Frequenz von 50 Hz und einer hin- und hergehenden Breite von ±2 mm ausgeführt. Eine Tiefenlehre wurde verwendet, um die Tiefen der Platten und der Torsionsfedern infolge des Verschleißes zu messen.

Wie aus dem Diagramm von Fig. 6 ersichtlich ist, konnte das Beispiel gemäß der Erfindung, welches das WC-Co-Material verwendete, den Verschleiß der Torsionsfeder signifikant verhindern, selbst wenn die Anzahl der Gleitbewegungen erhöht wurde. Genauer wurde die Torsionsfeder um 0,1 in oder weniger abgenutzt, wenn das Gleiten 400 × 10⁴ mal statt­ fand. In dem Beispiel, welches das Mo-Material verwendete, war die Torsionsfeder signifikant abgenutzt. Genauer über­ schritt der Verschleißbetrag 0,7 mm, wenn das Gleiten unge­ fähr 240 × 10⁴ mal ausgeführt wurde.

In beiden Beispielen waren die Verschleißbeträge im wesent­ lichen gleich zu denen der Platte, auf welche WC-Co-Mate­ rial aufgetragen wurde. Dies zeigt, daß die Verschleiß­ beträge im Vergleich mit denen einer herkömmlichen Platte, welche nur dem gas-karbonitrierten Abschrecken ausgesetzt wird, signifikant verringert wurden.

Beim erfindungsgemäßen Dämpfermechanismus wird die ver­ schleißfeste Schicht durch Flammspritzen am Federkontakt­ bereich von zumindest einem der ersten und/oder zweiten Rückhaltebereiche ausgeführt, so daß der Verschleiß des Federkontaktbereichs verhindert werden kann.

Zusammenfassend wurde insoweit eine Kupplungsscheibenanord­ nung 1 beschrieben, welche eine Kupplungsplatte 3, eine Rückhalteplatte 4, eine Nabe 5 und eine große Torsionsfeder 8 umfaßt. Die Kupplungs- und Rückhalteplatten 3 und 4 wei­ sen erste konvexe Bereiche 13 auf. Ein erstes Fenster 17, welches den ersten konvexen Bereichen 13 entspricht, ist in einem Flansch 5a der Nabe 5 gebildet. Die große Torsions­ feder 8 ist im ersten konvexen Bereich 13 und dem ersten Fenster 17 angeordnet, um die Kupplungs- und Rückhalteplat­ ten 3 und 4 mit dem Flansch 5a zu kuppeln.

Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen. Weiter dient die vorherge­ hende Beschreibung der Ausführungsbeispiele der vorliegen­ den Erfindung nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung.

Claims (8)

1. Dämpfermechanismus mit:
einem ersten Rotationselement (3, 4; 25, 26) mit einem ersten Rückhaltebereich (13, 14; 41, 42);
einem zweiten Rotationselement (5a, 6, 7; 27) mit einem zweiten Rückhaltebereich (17; 27a) entsprechend dem ersten Rückhaltebereich (13, 14; 41, 42);
einer in den ersten und zweiten Rückhaltebereichen (13, 14; 17; 41, 42, 27a) angeordneten Feder (8, 9; 29), um die ersten und zweiten Rotationselemente miteinander in Umfangsrichtung zu verbinden; und
einer verschleißfesten Schicht (16; 44), welche mittels Flammspritzen auf einem Federkontaktbereich von minde­ stens einem der ersten und zweiten Rotationselemente (3, 4, 5a, 6, 7; 25, 26, 27) gebildet ist.

2. Dämpfermechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die verschleißfeste Schicht (16; 44) aus Hartmetall hergestellt ist.

3. Dämpfermechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die verschleißfeste Schicht (16; 44) aus einem Wolfram-Kohlenstoff-Kobalt-Material hergestellt ist.

4. Dämpfermechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (8, 9; 29) eine Schraubenfeder ist, welche aus einem Federdraht- Metallmaterial hergestellt ist.

5. Dämpfermechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verschleißfeste Schicht (16; 44) mittels Flammspritzen hergestellt ist.

6. Dämpfermechanismus nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die verschleißfeste Schicht (16; 44) mit­ tels Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen hergestellt ist.

7. Dämpfermechanismus nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die verschleißfeste Schicht (16; 44) mit­ tels Flammspritzen mit einem Hochgeschwindigkeits-Luft- Brennstoff-System (HVAF) hergestellt ist.

8. Dämpfermechanismus mit:
ersten und zweiten kreisförmigen Plattenelementen (3, 4), welche mit einem in Axialrichtung dazwischen lie­ genden Raum aneinander befestigt sind, wobei jedes der ersten und zweiten kreisförmigen Plattenelemente (3, 4) einander entsprechende Rückhaltebereiche (13, 14) auf­ weist;
einem dritten kreisförmigen Plattenelement (5a), wel­ ches zwischen den ersten und zweiten kreisförmigen Plattenelemente (3, 4) angeordnet ist, und ein den Rückhaltebereichen (13, 14) entsprechendes Fenster (17) aufweist;
einer Schraubenfeder (8, 9), welche zwischen den Rückhaltebereichen (13, 14) und dem Fenster (17) angeordnet ist, um die ersten und zweiten kreisförmigen Plattenelemente (3, 4) mit dem dritten kreisförmigen Plattenelement (5a) in Umfangsrichtung zu kuppeln; und
einer mittels Hochgeschwindigkeits-Luft-Brennstoff Flammspritzens eines Wolfram-Kohlenstoff-Kobalt-Mate­ rials gebildeten verschleißfesten Schicht (16) an einem Bereich der Rückhaltebereiche (13, 14), welche relativ auf der Schraubenfeder gleitet.