DE3104181C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dämpfungsscheibe für Dreh­ momentübertragung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Bei einer bekannten Dämpfungsscheibe dieser Art (DE-OS 14 75 445, Figuren 15 ff) sind drei schwächere und drei stärkere Federn in Umfangsrichtung abwechselnd aufeinan­ derfolgend vorgesehen, wobei in Umfangsrichtung zwischen den dafür erforderlichen sechs Fenstern jeweils eine Ausnehmung in dem Flansch ausgespart ist, deren in Um­ fangsrichtung jede zweite von Verbindungsbolzen durch­ griffen ist, die die Seitenplatten aneinander festlegen, während die verbleibende Hälfte dieser Aussparungen von Abstandsbolzen durchgriffen ist, die die Zwischenplat­ ten miteinander verbinden. Obwohl also jeweils zwischen aufeinanderfolgenden Fenstern für die Federn eine Schwä­ chung des Flansches durch eine Ausnehmung besteht, gibt es doch nur drei Verbindungsbolzen und drei Abstandsbol­ zen, weshalb die Platten verhältnismäßig biegesteif aus­ geführt werden müssen, wenn über den Umfang wenigstens annähernd gleich belastete Reibelemente vorgesehen wer­ den sollen. Die Materialbelastung des Flansches und der Platten erscheint damit verhältnismäßig hoch bzw. der vorhandene Raum für einen wünschenswert großen Verdreh­ winkel nicht optimal ausgenutzt.

Es ist weiterhin eine Dämpfungsscheibe bekannt (GB-PS 15 39 578), bei welcher Verbindungsbolzen für die Seiten­ platten und Abstandsbolzen für die Zwischenplatten je­ weils in radial fluchtender Ausrichtung zwischen eini­ gen der für die Aufnahme von Federn vorgesehenen Fen­ stern angeordnet sind, dabei sind jedoch die Durch­ griffsöffnungen der Verbindungsbolzen einerseits und derjenigen für die Aufnahme der Abstandsbolzen jeweils getrennt für sich ausgebildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dämp­ fungsscheibe der eingangs genannten Art mit abgestuf­ ter Hysterese zur Verfügung zu stellen, bei welcher eine ausreichende und gleichmäßige Anpreßkraft aller Reib­ elemente sowie eine ausreichende Festigkeit der Schei­ ben sichergestellt ist.

Ausgehend von einer Dämpfungsscheibe mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale ge­ löst.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Dämpfungsscheibe be­ wirkt, daß im Verhältnis zu der Zahl der Öffnungen für die Federaufnahme in Umfangsrichtung gesehen mehr Ver­ bindungsbolzen bzw. Abstandsbolzen vorgesehen sind. Da­ durch wird neben der besseren Raumausnutzung die An­ preßkraft auf beide vorgesehenen Reibeinrichtungen ver­ gleichmäßigt, ohne daß besonders biegesteife Platten er­ forderlich sind. Zwischen zwei in Umfangsrichtung auf­ einanderfolgenden Fensteröffnungen für die Aufnahme von Federn sind demnach immer ein Verbindungsbolzen und ein Abstandsbolzen in einer gemeinsamen Ausnehmung gehal­ ten, die entsprechend der jeweilig vorgesehenen Verdreh­ barkeiten gestuft ausgebildet ist und die eine bessere Raumausnutzung im Flansch- bzw. Plattenbereich erlaubt.

Bevorzugte Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend durch die Beschreibung eines in der Zeichnung wiedergegebenen bevorzugten Aus­ führungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht durch das Ausführungsbeispiel entlang der Linie I-I in Fig. 2;

Fig. 2 eine Teilansicht entlang des Pfeils II in Fig. 1, bei wel­ cher aus Gründen der Übersicht­ lichkeit einige Bereiche weg­ gelassen sind;

Fig. 3 eine Schnittansicht nach der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen Drehmoment und Torsionswinkel;

Fig. 5 eine schematische Schnittan­ sicht nach der Linie V-V in Fig. 3.

In Fig. 1 ist eine an eine nicht abgebildete Ausgangswelle gekeilte Keilnabe 1 gezeigt, welche an ihrem Außenumfang einen Radialflansch 2 aufweist. Eine ringförmige Kupplungs­ platte 3 (Seitenplatte) und eine ringförmige Halteplatte 4 (Seitenplatte) sind unter Aufnahme des Flansches 2 zwischen sich an der Außenperipherie der Nabe 1 angeordnet. Puffer­ platten 6 sind mittels Nieten an dem radialen äußeren Be­ reich der Kupplungsplatte 3 befestigt. Ein Paar von Belag­ ringen 8 ist mittels Nieten 7 an beiden Oberseiten der Plat­ ten 6 befestigt.

Zwischen dem Flansch 2 und jeder der Platten 3 und 4 ist je­ weils eine ringförmig ausgebildete Zwischenplatte 10 angeord­ net. Jeweils ein Friktionsring 11 ist zwischen dem radial inneren Bereich des Flansches 2 und jeder der Zwischenplat­ ten 10, und Wellenfederscheiben 12 sind jeweils zwischen Kupp­ lungsplatte 3 und angrenzender Zwischenplatte 10 wie auch zwischen Halteplatte 4 und der anderen Zwischenplatte 10 vor­ gesehen.

Die äußeren Bereiche der Kupplungsplatte 3 und der Halte­ platte 4 sind durch Anschlagbolzen 13, die sich durch im Außenumfang des Flansches 2 und in den Zwischenplatten 10 ausgebildete Aussparungen oder Kerben 15 und 16 erstrecken, fest miteinander verbunden. Der Flansch 2 ist mit Hilfe von Schraubenfedern (Torsionsfedern) 20 und 20 a (Fig. 2) mit der Kupplungsplatte 3 und der Halteplatte 4 verbunden. Jede der Schraubenfedern 20, 20 a erstreckt sich in Umfangsrichtung der Scheibe (d. h. mit Hinblick auf Fig. 1 in vertikaler Rich­ tung) und ist in Öffnungen 21, 22, 23 und 24 und 24 bzw. 21, 22 a, 23 a, 24 und 24, die in dem Flansch 2, der Kupplungs­ platte 3, der Halteplatte 4 und den beiden Zwischenplatten 10 ausgebildet sind und in axialer Richtung der Scheibe fluchten (d. h. mit Hinblick auf Fig. 1 der Breite nach), eingelagert.

In Fig. 2 sind drei Hartfedern 20 a und eine Schwachfeder 20 mit gleichem Abstand zueinander in Umfangsrichtung in der Kupplungsscheibe angeordnet. Die Länge jeder Öffnung 21 des Flansches 2 in Umfangsrichtung ist gleich der einer jeden Öffnung 24 der Zwischenplatten 10 und gleich der der Öff­ nungen 22 und 23 der Kupplungsplatte 3 und Halteplatte 4, in welche die Schwachfeder 20 eingesetzt wird. Die anderen Öffnungen 22 a und 23 a der Kupplungsplatte 3 und Halteplatte 4, die für die starken Federn 20 a vorgesehen sind, sind in Umfangsrichtung länger als die Öffnungen 21 des Flansches 2.

Die Aussparungen bzw. Kerben 15 und 16 für den Anschlagbol­ zen 13 erstrecken sich in Umfangsrichtung der Scheibe. In der in Fig. 2 dargestellten Lage ist die Kupplungsplatte 3 hinsichtlich des Flansches 2 nicht verdreht. Zwischenräume oder Lücken L 1 und L 1′ sind in Umfangsrichtung zwischen je­ dem Anschlagbolzen 13 und Seitenkanten 17 und 17′ jeder Kerbe 16 der Zwischenplatten 10 vorgesehen, und Lücken L 3 und L 3′ sind in Umfangsrichtung zwischen jedem Anschlag­ bolzen 13 und Seitenkanten 18 und 18′ jeder Kerbe 15 des Flansches 2 vorgesehen. Die Lücken L 3 und L 3′ sind jeweils um die Lücken L 2 und L 2′ länger als die Lücken L 1 und L 1′.

In Fig. 3 sind beide Zwischenplatten 10 durch Nieten 30 fest miteinander verbunden. Denkt man sich jede der Zwischen­ platten 10 von der Verbindung durch die Nieten 30 freige­ setzt, so hätte jede der Platten 10 eine flache oder koni­ sche Profilform. Bei konischer Profilform wäre der radial ausgebildete äußere Bereich jeder Platte 10 von dem Flansch 2 weiter entfernt als deren innerer Bereich. Die in vorstehen­ der Weise ausgebildeten Zwischenplatten 10 sind mittels der Nieten 30 so aufeinander zu versetzt, daß die Reibungskraft zwischen jeder Zwischenplatte 10, dem Friktionsring 11 und dem Flansch 2 größer bemessen ist als zwischen jeder Platte 10, der Wellenfederscheibe 12, einer der Seitenplatten, nämlich der Kupplungsplatte 3, und der Halteplatte 4. Wie in Fig. 2 gezeigt, erstreckt sich jeder Niet 30 durch den inneren Bereich der Kerbe 15 im Flansch 2 . Die Lücken L 4 und L 4′ sind zwischen jedem Niet 30 und den Seitenkanten jeder Kerbe 15 ausgebildet. Im Verdrehwinkel sind Lücken L 4 und L 4′ länger oder gleich den Lücken L 3 und L 3′.

Der Funktionsablauf ist wie folgt:

Ist der Verdrehwinkel D (Fig. 4) bei der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Lage 0°, wird in der Richtung R in Fig. 2 ein Drehmoment auf die Kupplungsplatte 3 übertragen, wenn die Beläge 8 durch eine nicht abgebildete Druckplatte an das Schwungrad (nicht abgebildet) eines Motors gedrückt werden. Solange das Drehmoment extrem klein ist, entsteht an den Druckflächen der Wellenfederscheiben 12 kein Schlupf bzw. kein Gleiten (Fig. 1). Das Drehmoment wird somit über die Wellenfederscheiben 12, die Zwischenplatten 10 und die Frik­ tionsringe 11 von den Platten 3 und 4 zu dem Flansch 2 und weiter zur Nabe 1 und der Ausgangswelle übertragen, ohne daß die Federn 20 und 20 a zusammengedrückt werden. Daher ver­ drehen sich die Platten 3 und 4 hinsichtlich des Flansches 2 nicht. (Dieser Vorgang ist in Fig. 4 nicht dargestellt, weil das dabei übertragene Drehmoment extrem klein ist.)

Wird das Drehmoment T größer als vorstehend angegeben, so entsteht an der Oberseite jeder Wellenfederscheibe 12 Schlupf, die Platten 3 und 4 verdrehen sich hinsichtlich des Flansches 2, und die Federn 20 und 20 a, durch welche das Drehmoment übertragen wird, werden zusammengedrückt. Bei einem Verdrehwinkel D , der kleiner als oder gleich 10° ist (in dem Abschnitt zwischen O und P 1 in Fig. 4), wird je­ de Feder 20 a in Fig. 2 durch die Seitenkanten 31 und 32, die in Drehrichtung R bei den drei Öffnungsgruppen 22 a und 23 a der Kupplungsplatte 3 und Halteplatte 4 jeweils die Rück­ seite definieren, nicht zusammengedrückt, sondern es wird nur die weiche Feder 20 durch die Seitenkanten 33 und 34, die in Drehrichtung R jeweils die Rückseite der Öffnungen 22 und 23 definieren, zusammengedrückt. Daher wird in dem Abschnitt O-P 1 in Fig. 4 das Drehmoment T durch nur eine Schwachfeder 20 von vier Federn 20 und 20 a von den Seitenkanten 33 und 34 der Öffnungen 22 und 23 in den Platten 3 und 4 über eine Kante 35 der Öffnung 21 in dem Flansch 2 übertragen. Deshalb ist die Zunahmerate des übertragenen Drehmoments T hinsichtlich des Verdrehwinkels D , wie in Fig. 4 gezeigt, klein. Bei ei­ nem Verdrehwinkel D von mehr als 10° (P 1-P 4) werden drei Federn 20 a durch die Seitenkanten 31 und 32 der Öffnungen 22 a und 23 a der Platten 3 und 4 zusammengedrückt, und das Drehmoment wird über drei starke Federn 20 a sowie über die Feder 20, wie vorstehend erwähnt, von den Platten 3 und 4 zu dem Flansch 2 übertragen. Daher nimmt der Anstieg der Linie zwischen P 1 und P 2 in Fig. 1 zu.

Der oben beschriebene Ablauf schließt folgenden Ablauf mit ein. Bei einem Verdrehwinkel D , der kleiner ist als 11° (O-P 1-P 2), entsteht Schlupf nur an den Oberflächen der Wellenfederscheiben 12 in Fig. 5, während an den Oberflächen der Friktionsringe 11, die eine große Reibungskraft aufwei­ sen, kein Schlupf entsteht. Die Zwischenplatten 10 führen daher hinsichtlich des Flansches 2 keine Verdrehbewegung aus. Nur die Kupplungsplatte 3 und die Halteplatte 4 werden hinsichtlich des Flansches 2 in Richtung R verdreht.

Wenn der Verdrehwinkel D , nachdem jeder der an den Platten 3 und 4 befestigten Bolzen 13 in Fig. 5 die Lücke L 1 passiert hat, 11° (P 2 in Fig. 4) erreicht, berührt jeder der Bolzen 13 die Seitenkante 17 einer jeden Kerbe 16 der Zwischenplatten 10, und daran anschließend bewegen sich die Zwischenplatten 10 zusammen mit den Platten 3 und 4, so daß ein Teil des Drehmoments durch die Bolzen 13, die Zwischenplatten 10 und die Friktionsringe 11 von den Platten 3 und 4 zu dem Flansch 2 übertragen wird. Während sich das Drehmoment von einem dem Punkt P 2 entsprechenden Wert t 2 auf einen relativ hohen Wert t 3 (P 3) vergrößert, wird an den Oberflächen der Frik­ tionsringe 11 kein Schlupf gebildet, und der Verdrehwin­ kel D vergrößert sich nicht. Wenn das Drehmoment T dagegen den Wert t 3 überschreitet, kommt es zu Schlupfbildung an den Oberflächen der Friktionsringe 11, und die Zwischen­ platten 10 verdrehen sich zusammen mit den Platten 3 und 4 hinsichtlich des Flansches 2. Durch diesen Schlupf ent­ steht bei dem Verdrehvorgang eine zweite Hysterese, mit an­ deren Worten, in der Relation zwischen Drehmoment T und Verdrehwinkel D. Aufgrund dessen, daß die Reibungskraft an den Friktionsringen 11, wie vorstehend erwähnt, groß be­ messen ist, ist diese zweite Hysterese groß.

Wenn der Verdrehwinkel D 14° erreicht, berühren die Bolzen 13 die Seitenkanten 18 der Kerben 15 in dem Flansch 2, weshalb eine weitere Verdrehung verhindert wird.

Im Bereich des negativen Drehmoments, wie in Fig. 4 unten links gezeigt, bewegt sich jedes Element im wesentlichen wie oben beschrieben. Der Verlauf der Linie, die den Verdreh­ vorgang beschreibt, ändert sich sowie sich auch das Hysterese- Drehmoment während des Verdrehvorgangs ändert.

Gemäß vorliegender Erfindung bildet sich Schlupf zwischen den Platten 3 und 4 und den Zwischenplatten 10, während der Verdrehwinkel D klein ist, und zwischen den Zwischen­ platten 10 und dem Flansch 2, während der Verdrehwinkel D einen vorher festgesetzten Wert (z. B. 11°) überschreitet, so daß sich also das Hysterese-Drehmoment während des Ver­ drehvorgangs ändert. Auf diese Weise kann das bei der Be­ schleunigung des Motors und durch das Aneinanderschlagen der Zahnradzähne verursachte Geräusch auf wirksame Weise verhindert werden.

Der Grad, z. B. 11°, bei welchem das zweite Hysterese-Dreh­ moment aufzutreten beginnt, wird durch die Lücke L 1 (oder L 1′) zwischen jedem Anschlagbolzen 13 und den Seitenkanten 17 (17′) jeder Kerbe 16 in den Zwischenplatten 10 bestimmt und kann auch ohne eine Relation zu dem Grad (z. B. 10°), bei dem das Zusammendrücken der starken Federn 20 a einsetzt, bestimmt werden. Somit kann der für die zweite Hysterese am besten geeignete Winkel oder Zeitraum ohne Berücksichti­ gung der Federn 20 a bestimmt werden.

Da die Reibungskraft zwischen den Platten 3 und 4 und den Zwischenplatten 10 und auch das erste Hysterese-Drehmoment klein ist, wird das durch das Aneinanderschlagen der Zahn­ radzähne während des Leerlaufs bzw. bei der Übertragung ei­ nes kleinen Drehmoments auftretende Geräusch wirksam ver­ hindert. Da andererseits die Reibungskraft zwischen dem Flansch 2 und den Zwischenplatten 10 und auch das zweite Hysterese-Drehmoment groß ist, kann das bei der Beschleu­ nigung bzw. bei der Übertragung eines großen Drehmoments auftretende Geräusch ebenso wirksam verhindert werden.

Die Herstellung der Zwischenplatten 10 durch Stanzmaschinen ist einfach. Da des weiteren jeder der Anschlagbolzen 13 gegen bzw. an die Seitenkanten 17 und 17′ der Zwischenplat­ ten 10 gedrückt wird, werden die Seitenkanten selbst nicht gebogen, wodurch sich eine hohe Lebensdauer erreichen läßt.

Die vorliegende Erfindung eignet sich zur Verwendung für Scheiben, bei welchen die Torsionsfedern in einer, drei oder mehreren Abstufungen arbeiten.

Claims (3)

1. Dämpfungsscheibe für Drehmomentübertragung zwischen ei­ ner treibenden und einer getriebenen Welle, insbesonde­ re in Verbindung mit einer vorgeschalteten Kupplung, die einem Antriebsmotor und/oder einem Getriebe nach­ geschaltet ist, mit einer auf die Ausgangswelle auf­ keilbaren Nabe, an deren äußerer Peripherie ein radial abstrebender Flansch ausgebildet ist, der zwischen ei­ nem Paar von Zwischenplatten aufgenommen ist, die mit­ tels Abstandsbolzen verdrehfest miteinander verbunden sind und sich zwischen einem Paar von Seitenplatten be­ finden, die über Verbindungsbolzen fest miteinander verbunden sind, mit in dem Flansch, den Zwischenplatten und den Seitenplatten axial gegenüberliegend angeord­ neten Öffnungen für die Aufnahme von in Umfangsrichtung wirkenden Federn wenigstens zweier unterschiedlicher Steifigkeiten, die durch Beabstandung von den in Umfangs­ richtung weisenden Öffnungsberandungen und nach Maßgabe des Verdrehspieles zwischen den Bolzen und von diesen durchgriffenen Aussparungen in dem Flansch bzw. den Zwischenplatten derart unter Einwirkung eines Antriebs­ drehmomentes auf die Seitenplatten gestuft zusammen­ gedrückt werden, daß während eines Anfangsdrehmomentes die schwachen und darüber hinaus die stärkeren Federn belastet sind, wobei zwischen dem Flansch und den Zwi­ schenplatten wirkende Reibscheiben vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß Reibele­ mente (12) jeweils zwischen einer Seitenplatte (3, 4) und der angrenzenden Zwischenplatte (10) wirkend angeordnet sind, die eine kleinere Reibkraft als die Reibscheiben (11) zwischen dem Flansch (2) und den Zwischenplatten aufweisen, daß die Abstandsbolzen (30), die Anschläge zur Steuerung der Reibungsabstufung bilden, und die Verbin­ dungsbolzen (13) paarweise in zumindest annähernd ra­ dialer Richtung der Platten (3, 4, 10) aufeinanderfolgend angeordnet sind und jeweils eine gemeinsame und axial durchgehende Aussparung (15) durchgreifen, die in dem Flansch (2) in Umfangsrichtung in jedem Zwischenraum zwischen den Öffnungen (21, 24) für die Aufnahme der Federn (20, 20 a) angeordnet sind.

2. Dämpfungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibelemente (12) als Wellenfedern ausgebildet sind.

3. Dämpfungsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der An­ fangsverdrehwinkel des Torsionsbereichs kleiner ist als der Verdrehwinkel (L 1) zwischen den Seitenplatten (3, 4) und den Zwischenplatten (10).