DE3049645C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine scheibenfärmige Dämpfungseinrichtung in einem Drehmomente übertragenden Drehantrieb zum Dämpfen von Schwingungen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Solche Dämpfungseinrichtungen sind bekannt. Sie dienen dazu, um in Personenkraft­ fahrzeugen oder Lastkraftfahrzeugen in der Antriebslinie auftretende Vibrationen zu dämpfen. Kraftfahrzeugkupplungen mit derartigen Dämpfungseinrichtungen sind weithin in Gebrauch. Dabei hat sich gezeigt, daß durch die Zunahme der Dreh­ momente der Antriebsmaschinen die Elemente von scheibenfärmigen Dämpfungsein­ richtungen herkömmlicher Bauart nicht mehr ausreichend gewachsen sind. Dies führt zu einem Nachlassen oder Versagen der Dämpfungswirkung, was zu Beschädigungen der Kupplung und erhöhter Abnutzungsgeschwindigkeit der zugehörigen Welle und Komponenten der Antriebslinie führen kann.

Um hier Abhilfe zu schaffen ist es bekannt einen Federsatz, bestehend aus einer ersten Feder von größerem Durchmesser und einer zweiten, darin eingefädelten Schraubenfeder von kleinerem Durchmesser zu verwenden. (Vgl. DE-OS 26 09 418 oder FR-PS 15 37 961 bzw. US-PS 31 38 039). Eine solche ineinandergeschachtelte Anord­ nung von zwei Federn hat gegenüber der Anordnung von zwei in radialer Richtung gegeneinander versetzt angeordneten Federn den Vorteil eines einfacheren Aufbaus der scheibenförmigen Dämpfungseinrichtung und des geringeren Raum­ bedarfes. Dabei ist zu beachten, daß der für den Einbau der Dämpfungseinrich­ tung zur Verfügung gestellte axiale Raum in der Antriebslinie meist außerordentlich beschränkt ist, so daß eine Vergrößerung der Dämpfungseinrich­ tung in axialer Richtung zur Erreichung einer besseren Belastbarkeit zumeist nicht möglich ist.

Bei den Dämpfungseinrichtungen mit einem Satz von koaxialen Federn ergeben sich jedoch Probleme dadurch, daß aufgrund der verschiedenen Federdurchmesser der Kontaktflächenbereich zwischen den Federn und den in Umfangsrichtung weisenden Rändern oder Kanten der Öffnungen in den Scheibenelementen nicht ausreichend groß sind, um die großen Kräfte bei Schwerlastkraftwagen zuverlässig und funktionssicher zu übertragen, so daß es zu vorzeitigen Ab­ nutzungserscheinungen kommt. Auch sind die einander zugeordneten Elemente der Dämpfungseinrichtung relativ kompliziert ausgebildet. So zeigt die oben erwähnte FR-PS 15 37 961 eine Dämpfungseinrichtung mit jeweils in Umfangs­ richtung zwei aufeinanderfolgenden und zusammengehörig ausgebildeten und in entgegengesetzte Umfangsrichtungen orientierte Federsätze. Den Federn sind dabei unterschiedliche Fensteröffnungen sowie unterschiedliche Längen und zusätzliche Federkörbe zugeordnet. Dadurch wird die Dämpfungseinrichtung sehr kompliziert und teuer.

Die DE-PS 26 09 418 zeigt zunächst unterschiedliche Federlängen und ent­ sprechend komplizierte Ausbildung der fensterartigen Öffnungen in den Scheiben.

Um die Kontaktfläche zu vergrößern ist diese bekannte Dämpfungseinrichtung so ausgebildet, daß dem treibenden Flansch oder der getriebenen Ringscheibe jeweils noch ein Gegenpart zugeordnet ist, wobei diese jeweils eine starre Einheit bilden, wobei die als Deckel der Dämpfungseinrichtung dienenden trei­ benden Flansche die getriebene Ringscheibe und dieser zugeordnete und zur Verstärkung dienende zusätzliche Scheibenteile zwischen sich einschließen. Auch diese Anordnung ist relativ kompliziert und von erheblichem axialen Raumbedarf und teuer in der Herstellung.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung eine Dämpfungseinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 so weiterzubilden, daß bei einfacher Herstellbarkeit und geringem axialen Raumbedarf die scheibenförmige Dämpfungseinrichtung auch bei Kupplungen von Fahrzeugen für schwere Lasten eingesetzt werden kann, ohne daß die Gefahr eines vorzeitigen Versagens der Teile der Dämpfungseinrichtung durch Überbeanspruchung besteht.

Diese Aufgabe wird durch die Lehre des Anspruchs 1 gelöst.

Aufgrund dieser Ausbildung wird erreicht, daß die wirksamen Ränder der Öffnungen der Hilfselemente in direkter Fluchtung mit den Enden der inneren Feder stehen und mit ihrer Plattendicke an diesen Enden im wesentlichen quer zum gesamten Durchmesser der inneren Feder liegen und dadurch eine ideale quadratische Angriffsfläche für die Enden der inneren Feder bilden. Die wirksamen Ränder der Öffnungen der Hilfselemente befinden sich aber auch an einer Stelle, wo sie im axialen Abstand von den wirksamen Rändern der Öff­ nungen des mit den Hilfselementen zu einer Einheit verbundenen Teils (Flansch oder Ringscheibe) liegende zusätzliche, der Plattendicke entsprechende Kontakt­ bereiche mit den Enden der äußeren Feder bilden, so daß auch für die äußere Feder insgesamt eine größere Angriffsfläche in der Dämpfungseinrichtung bereitgestellt ist, ohne daß es dazu einer Vergrößerung des axialen Einbauraumes für die Dämpfungseinrichtung bedarf. Die Anordnung ist außerdem einfach und leicht herzustellen und preiswert und ist aufgrund ihrer Ausbildung in der Lage auch hohe Belastungen in der Antriebslinie von Schwerlastkraftwagen zuverlässig aufzunehmen.

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Lehre des An­ spruchs 1.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Stirnansicht einer scheibenförmigen Dämpfungseinrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 2 ein die Achse enthaltender Schnitt durch die Dämpfungseinrichtung entlang der Schnittlinie II-II der Fig. 1.

Fig. 3 im Ausschnitt die Stirnansicht eines Hilfselementes der neuen Dämpfungseinrichtung.

Fig. 4 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 3 die Stirnansicht eines weiteren Hilfselementes.

Fig. 5 im größeren Maßstabe einen Schnitt entlang der Schnittlinie V-V der Fig. 1 und

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Schnittlinie VI-VI der Fig. 1.

In den Fig. 1 und 2 ist eine scheibenförmige Dämpfungseinrichtung 10 gezeigt, die normalerweise dem getriebenen Teil einer Kupplung in der Antriebs­ linie eines Kraftfahrzeuges zwischen der Antriebsmaschine und einem Getriebe angeordnet ist. Die Dämpfungseinrichtung weist eine rotierende Nabe 12 und zwei im gegenseitigen Abstand angeordnete äußere deckelförmige treibende Flansche 14 auf. Ein an der Nabe 12 ausgebildeter, radial verlaufender ring­ förmiger Flansch 16 liegt zwischen den beiden treibenden Flanschen 14. Ferner weist die Dämpfungseinrichtung eine getriebene Ringscheibe 18 auf, die über radial nach außen ragende Arme 20 mit Reibkissen 22 verbunden ist. Die Ring­ scheibe 18 liegt axial zwischen den beiden treibenden Flanschen 14.

Die Nabe 12 ist über eine Keilverzahnung mit einer Eingangswelle des Getriebes verbunden, wobei die Reibkissen 22 zwischen relativ zueinander axial beweg­ lichen Plattenelementen angeordnet ist. Die Dämpfungseinrichtung kann in Grenzen axiale Bewegungen gegenüber der Eingangswelle ausführen und rotiert mit dieser als Einheit.

Die Dämpfungseinrichtung weist mehrere Federsätze auf, die jeweils aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten Schraubendruckfedern 24, 26 bestehen, und so angeordnet sind, daß ihre Stirnenden in Umfangsrichtung weisen. In den treibenden Flanschen 14 und der getriebenen Ringscheibe 18 sind zur Aufnahme der Federsätze jeweils in Fluchtung stehende fensterförmige Öffnungen 14 a und 18 a vorgesehen.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind den treibenden Flanschen 14 jeweils scheibenförmige Hilfselemente 28 zugeordnet, die wie die Flansche 14 selbst auf entgegengesetzten Seiten der getriebenen Ringscheibe 18 angeordnet sind und die über Nieten 30, welche sich durch entsprechende Bohrungen der Flansche 14, des Nabenflansches 16 und der Hilfselemente 28 erstrecken zu einer Bewegungseinheit verbunden sind. Auch die Hilfselemente 28 weisen in axialer Fluchtung mit den Öffnungen 14 a der treibenden Flansche 14 liegende fensterförmige Öffnungen 28 a auf.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind weiterhin zwischen den Hilfsele­ menten 28 mehrere flache ringförmige Verstärkungsplatten 34 auf der einen Seite der getriebenen Ringscheibe 18 angeordnet und mit dieser durch Nieten 36 zu einer Einheit fest verbunden. Die Nieten 36 liegen in in Umfangsrichtung langgestreckten Öffnungen 44 der treibenden Flansche 14 und der Hilfselemente 28, so daß die Niete die Relativbewegung der Teile in Umfangsrichtung nicht be­ hindern. Auch die Verstärkungsplatten 34 weisen entsprechende fensterförmige Öffnungen 34 a auf, die mit den Öffnungen 18 a der getriebenen Ringscheibe 18 in Fluchtung stehen.

Um auch eine unmittelbare Übertragung der Antriebskraft über die Dämpfungs­ einrichtung zu ermöglichen greifen nach außen gerichtete Zähne 40 am äußeren Umfang des Nabenflansches 16 in entsprechend radial nach innen offene Zahn­ lücken zwischen Zähnen 42 der Ringscheibe 18 und den Verstärkungsplatten 34. Der Eingriff erfolgt mit ausreichender umfänglicher Luft, um zwischen den Teilen einen Leerweg und damit eine für die Wirkung der Dämpfungseinrichtung notwendige relative Beweglichkeit zwischen dem treibenden Flansch und der getriebenen Ringscheibe 18 zu ermöglichen. Erst nach Überwindung des Leer­ weges kommen die Verzahnungen in gegenseitigen Kontakt und bilden einen direkten Kraftübertragungsweg.

Bezüglich der umfänglichen Weite sind die fensterförmigen Öffnungen 14 a, 18 a, 28 a und 34 a in den zuvor erwähnten Elementen im wesentlichen identisch. Die Öffnungen 14 a der treibenden Flansche 14 weisen zusätzlich gekrümmte Lippen 46 auf, die eng an den äußeren Durchmesser der äußeren Feder 24 angepaßt sind, so daß sie die Federsätze in ihrer Lage in den fensterförmigen Öffnungen sichern. Die Länge der inneren und äußeren Federn 24, 26 sind im wesentlichen identisch, wobei alle Federn im eingesetzten Zustand unter Spannung an den in Umfangsrichtung weisenden wirksamen Rändern der fensterförmigen Öffnungen anliegen.

Die Federn 24 und 26 sind gleichachsig und so angeordnet, daß sie mit den in Umfangsrichtung weisenden Rändern der zugehörigen Öffnungen in Kontakt stehen. Von der aus Flanschen 14 und Hilfselementen 28 bestehenden treibenden Einheit stehen die wirksamen Ränder 14 b des Flansches 14 mit der äußeren Feder und die Ränder 28 b der Hilfselemente 28 mit der inneren Feder in Kontakt, wobei die wirksamen Ränder der Hilfselemente 28 zusätzliche Kontakte auch mit den Enden der größeren Feder darbieten. Damit wird der Forderung Rechnung getragen, die Angriffsfläche für die Federenden möglichst groß zu machen, um so eine bessere Lastverteilung zu erhalten und damit eine größere Drehmomentkapazität für die Dämpfungseinrichtung zu schaffen. Wie insb. aus Fig. 6 hervorgeht erstrecken sich die wirksamen Ränder 28 b der Öffnungen 28 a der Hilfselemente 28 etwa quer zum gesamten Durchmesser der inneren Feder, so daß die Hilfsemente aufgrund ihrer Dicke und ihrer Lage eine optimale quadratische Angriffsfläche für die Enden der inneren Feder 26 darbieten. Darüber hinaus stehen die wirksamen Ränder 28 b der Öffnungen der Hilfselemente 28 aber auch in Kontakt mit den Enden der äußeren Feder, so daß sie die Kontaktfläche, die von den wirksamen Öffnungsrändern 14 b der Flansche 14 dargeboten wird, entsprechend vergrößern. Die Charakteristik der scheibenförmigen Dämpfungseinrichtung läßt sich durch Austauschen der inneren oder äußeren Feder leicht modifizieren und an den Anwendungsfall anpassen. Die Federn können dabei auch durch zylindrische oder rohrförmige Gummifederele­ mente ersetzt werden.

Claims (4)

1. Scheibenförmige Dämpfungseinrichtung in einem Drehmomente übertragenden Drehantrieb zum Dämpfen von Schwingungen, bei der ein über eine Nabe mit einem treibenden Glied verbundener treibender Flansch und eine getriebene Ringscheibe in gegenseitiger radialer Überlappung und mit einem einen Leerweg aufweisenden direkten Antriebseingriff vorgesehen sind, die in dem radialen Überlappungsbe­ reich mehrere über einen Teilkreis verteilte fensterförmige Öffnungen aufweisen, mit denen jeweils zwei konzentrisch zueinander angeordnete Schraubendruckfe­ dern als Dämpfungsglieder so angeordnet sind, daß ihre Stirnenden an den in Umfangsrichtung weisenden Kanten der fensterförmigen Öffnungen anliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die fensterförmigen Öffnungen (14 a oder 18 a) des treibenden Flansches (14) oder der getriebenen Ringscheibe (18) so angeordnet sind, daß ihre wirksamen Ränder (14 b oder 18 b) mit den Enden nur der äußeren Feder (24) zusammenwirken, daß wenigstens zwei scheibenförmige Hilfselemente (28) mit dem nur mit der äußeren Feder (24) zusammenwirkenden Teil (Flansch 14 oder Ringscheibe 18) drehfest verbunden und auf entgegenge­ setzten Seiten des anderen Teils (Ringscheibe 18 oder Flansch 14) angeordnet sind und in Umfangsrichtung gleich große Öffnungen (28 a) wie der mit den Hilfsele­ menten drehfest verbundene Teil aufweisen und daß die wirksamen Ränder (28 b) der Öffnungen (28 a) der Hilfselemente (28) mit den Enden sowohl der inneren als auch der äußeren Feder (24, 26) zusammenwirken.

2. Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Hilfselement (28) und ein zugehöriger und drehfest damit verbundener Teil (Flansch 14 oder Ringscheibe 18) auf entgegengesetzten axialen Seiten des anderen Teils (Ringscheibe 18 oder Flansch 14) angeordnet sind.

3. Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß alle fensterförmigen Öffnungen (14 a, 18 a, 28 a und 34 a) der scheibenförmigen Dämpfungseinrichtung gleiche Umfangsabmessungen auf­ weisen.

4. Dämpfungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die konzentrischen Federn (24, 26) im entspannten oder nicht eingebauten Zustand gleiche Länge aufweisen und beide unter Vorspannung in die Öffnungen der Dämpfungseinrichtung (10) eingesetzt sind.