DE3142842C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Torsionsschwingungsdämpfer, insbesondere für Kupplungsscheiben von Kraftfahrzeugkupplungen, bestehend aus einer Nabe zur drehfesten Verbindung mit einer Ab­ triebswelle, einer zweigeteilten Nabenscheibe, deren beide Teile gegeneinander verdrehbar sind und je einen Satz Torsionsfedern in entsprechenden Fenstern aufweisen, sowie Abdeckbleche, die jede der beiden Teile der Nabenscheibe beidseitig umgeben und die eben­ falls von den Torsionsfedern in entsprechenden Fenstern durch­ drungen werden, wobei die beiden Sätze Torsionsfedern in Reihe geschaltet sind zur Erzielung eines großen Verdrehwinkels zwi­ schen Reibbelagträger und Nabe.

Ein Torsionsschwingungsdämpfer der obengenannten Bauart ist bei­ spielsweise aus der US-Patentschrift 31 28 640 bekannt. Die die­ sem Schutzrecht zugrundeliegende Konstruktion weist eine zweige­ teilte Nabenscheibe auf, deren beide Teile in einer Ebene senk­ recht zur Drehachse der Kupplungsscheibe übereinander angeordnet sind. Beide Teile greifen mit Spiel in Umfangsrichtung in eine gegenseitige Verzahnung ein und beide Teile weisen je einen Satz Torsionsfedern auf.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kupplungsscheibe der obengenannten Bauart zu erstellen, welche große Winkelaus­ schläge ermöglicht und gegenüber dem Stand der Technik eine radia­ le Platzersparnis aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Hauptanspruches gelöst. Durch die zylindrische Anordnung von Naben­ scheibe und Abdeckblechen beider, übereinander angeordneter Sätze von Torsionsfedern ist es möglich, die Federn in radialer Richtung ganz dicht aneinanderzudrücken und somit sehr viel radialen Bau­ raum einzusparen. Dieser große Vorteil wirkt sich vor allem dann aus, wenn große Winkelausschläge des Torsionsschwingungsdämpfers verlangt werden, wenn große Drehmomente zu übertragen sind und daher zwangsläufig großvolumige Federn verwendet werden müssen.

Die Hintereinanderschaltung der beiden Torsionsfedersätze sind durch das Merkmal gemäß Anspruch 2 erreicht. Dabei ergibt sich in vorteilhafter Weise, daß die hierzu verwendeten Verbindungs­ niete im radialen Bereich zwischen den beiden Torsionsfedersätzen angeordnet werden können, und zwar jeweils im Umfangsbereich ganz dicht zwischen den Endwindungen unterschiedlicher Federn. Bei Be­ anspruchung des Torsionsschwingungsdämpfers entsteht durch die gewählte Konstruktion keine Relativ-Bewegung zwischen den Verbin­ dungsnieten und den Federn. Dadurch ist eine in radialer und in Umfangsrichtung sehr gedrängte Bauweise möglich.

Gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 3 können die einen Torsions­ federn der beiden Sätze in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet sein, es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, die Federn radial übereinander anzuordnen, da der Raum zwischen den Außen-Durchmessern der einzelnen Federn nicht für eine Halterung oder ein anderes Bauteil genutzt werden muß. Es ergibt sich so­ mit die Möglichkeit, große oder auch viele Federn in Umfangsrich­ tung dicht aneinander anzuordnen.

Gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 4 erfolgt die Lagerung des kompletten Torsionsschwingungsdämpfers gegenüber der Nabe durch ein Stützblech einerseits sowie die zweite Nabenscheibe anderer­ seits.

Gemäß Anspruch 5 dient weiterhin der Außenumfang des Stützbleches als Lagerstelle für die mit den Reibbelägen funktionsmäßig zusam­ mengefaßten Teile bei deren Relativ-Bewegung gegenüber den Ab­ deckblechen des ersten Satzes der Torsionsfedern.

Zur Darstellung unterschiedlicher Feder-Kennlinien kann die Be­ aufschlagung des zweiten Satzes Torsionsfedern durch deren Blockie­ rung gemäß dem Anspruch 6 begrenzt werden, so daß von einem be­ stimmten Verdrehwinkel aus nur noch der andere Torsionsfedersatz beaufschlagt wird.

Gemäß den Ansprüchen 7 und 8 sind zwei voneinander funktionell getrennte Reibeinrichtungen vorgesehen, die bei einer linearen Kennlinie der Torsionsfedern gleichzeitig zum Einsatz gelangen bzw. bei abgestufter Kennlinie zur Überbrückung der einen Reib­ einrichtung führen.

Zur leichteren Montage des Torsionsschwingungsdämpfers wird ge­ mäß Anspruch 9 vorgeschlagen, daß die Fenster der radial innen­ liegenden Abdeckbleche der beiden Torsionsfedersätze in axialer Richtung hin offen ausgeführt werden.

Die Erfindung wird anschließend anhand eines Ausführungsbeispie­ les näher erläutert. Es zeigt im einzelnen

Fig. 1 den Schnitt C-D durch einen Torsionsschwingungs­ dämpfer;

Fig. 2 den Schnitt A-B gemäß Fig. 1.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Torsionsschwingungsdämpfer 1, der aus folgenden Bauteilen zusammengesetzt ist:

Die Nabe 2 ist im wesentlichen zylindrisch ausgeführt und ist an ihrem rechten Endbereich mit einer Nabenscheibe 3 versehen, welche topfförmig ausgebildet ist, wobei der Wandbereich 4 dieses Topfes konzentrisch zur Drehachse 10 verläuft und der Topfboden 9 in einer Ebene senkrecht zur Drehachse 10 verläuft und Topfboden 9 und Na­ be 2 fest miteinander verbunden sind. Der Wandbereich 4 weist am Umfang mehrere Fenster 5 zur Aufnahme eines ersten Satzes Torsions­ federn 6 auf. Diese Torsionsfedern 6 greifen ebenfalls in Fenster 33 und 34 von Abdeckblechen 7 und 8 ein, wobei diese Abdeckbleche im Bereich ihrer Fenster 33 und 34 koaxial zur Drehachse 10 ver­ laufen und eines oberhalb und eines unterhalb des Wandbereiches 4 der Nabenscheibe 3 angeordnet ist. Jedes der Abdeckbleche 7 und 8 läuft in einen Scheibenbereich 11 bzw. 12 aus, der nach radial außen in eine Ebene senkrecht zur Drehachse 10 übergeht. Auf der den Scheibenbereichen 11 bzw. 12 abgewandten Seite der Torsions­ federn ist weiterhin ein Stützblech 28 angeordnet, welches mit seinem Innenumfang auf der Nabe 2 in Umfangrichtung geführt ist und in axialer Richtung an einer Schulter 39 der Nabe 2 anliegt. An den Topfboden 9 der ersten Nabenscheibe 3 schließt sich nach außen hin, von den Federn wegweisend, ein Reibbelag 26 an, so­ wie der Topfboden 14 einer zweiten Nabenscheibe 13, welche eben­ falls topfförmig ausgeführt ist und einen koaxial zur Drehachse 10 verlaufenden Wandbereich 15 aufweist. Dieser Wandbereich 15 ist in einem derartigen radialen Abstand von dem ersten Satz Tor­ sionsfedern 6 angeordnet, daß ein zweiter Satz Torsionsfedern 17 in entsprechenden Fenstern 16 der zweiten Nabenscheibe 13 angeord­ net werden kann. Auch hier sind koaxial zum Wandbereich 15 der zweiten Nabenscheibe Abdeckbleche 18 bzw. 19 mit Fenstern 35 und 36 angeordnet, in welche ebenfalls die Torsionsfedern 17 des zwei­ ten Satzes Torsionsfedern eingreifen. Auch diese Abdeckbleche 18 und 19 weisen radial nach außen gerichtete Scheibenbereiche 20 und 21 auf, die in Achsrichtung, unter Zwischenschaltung eines Reibbelages 27, neben den Scheibenbereichen 11 und 12 der Abdeck­ bleche 7 und 8 angeordnet sind. Der Topfboden 14 der zweiten Naben­ scheibe 13 sowie die Scheibenbereiche 11 und 12 der Abdeckbleche 7 und 8 und das Stützblech 28 sind über Verbindungsniete 23 auf Ab­ stand gehalten und fest miteinander verbunden. Dabei sind die Ver­ bindungsniete 23 gemäß Fig. 2 auf einem mittleren Durchmesser an­ geordnet, der im wesentlichen dem Außendurchmesser des ersten Satzes Torsionsfedern 6 bzw. dem Innendurchmesser des zweiten Satzes Torsionsfedern 17 entspricht. Dabei ist natürlich das Zu­ sammenfallen des Außendurchmessers des inneren Torsionsfedersatzes mit dem Innendurchmesser des äußeren Torsionsfedersatzes nur mög­ lich, wenn die einzelnen Federn in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet sind. Sind die Federn unterschiedlicher Feder­ sätze radial übereinander angeordnet, so ergibt sich zwischen die­ sen beiden Durchmessern eine geringe Differenz, um eine gegensei­ tige Berührung der Federn zu unterbinden. Weiterhin sind Verbindungs­ niete 24 vorgesehen, welche einerseits die beiden Scheibenbereiche 20 und 21 der Abdeckbleche 18 und 19 fest miteinander verbinden und andererseits durch einen im Durchmesser größer gehaltenen, abge­ setzten Bereich 25 die Scheibenbereiche 11 und 12 der Abdeckbleche 7 und 8 in entsprechenden Fenstern 37 in axialer Richtung durch­ dringen und axial außerhalb dieser Durchdringung eine feste Verbin­ dung mit einem Stützblech 29 aufweisen. Dabei dient dieses Stütz­ blech 29 einmal der radialen Führung, indem es mit seinem Innen­ durchmesser gegenüber dem Außendurchmesser des Stützbleches 28 eine Lagerstelle 32 darstellt und zusätzlich erzeugt dieses Stütz­ blech 29 eine axiale Vorspannung zwischen den Scheibenbereichen 11 und 12 und den Scheibenbereichen 20 und 21 zur Reibeinspannung des zwischen beiden Scheibenbereichen angeordneten Reibbelages 27. Funktionsmäßig sind weiterhin die Reibbeläge 22 des Torsions­ schwingungsdämpfers 1 über Federsegmente 30 fest mit den Scheiben­ bereichen 20 und 21 der Abdeckbleche 18 und 19 verbunden.

Die Funktion des dargestellten Torsionsschwingungsdämpfers ist fol­ gende:

Die Nabe 2 ist drehfest auf einer nicht dargestellten Getriebe­ eingangswelle angeordnet und die Reibbeläge 22 dienen der Einspan­ nung zwischen einem Schwungrad und einer Anpreßplatte einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine. Beim Einleiten eines Drehmomen­ tes in die Reibbeläge 22 erfolgt die Weiterleitung über die Ab­ deckbleche 18 und 19 und deren Fenster 35 und 36 auf den zweiten Satz Torsionsfedern 17. Bei Belastung dieser Torsionsfedern 17 findet eine Relativ-Bewegung zwischen den Abdeckblechen 18 und 19 und der zweiten Nabenscheibe 13 statt. Gleichzeitig wird über die Federn und die zweite Nabenscheibe 13 das Drehmoment durch die Ver­ bindungsniete 23 auf die Abdeckbleche 7 und 8 weitergeleitet. Die Abdeckbleche 7 und 8 leiten das Drehmoment über die Fenster 33 und 34 auf den ersten Satz Torsionsfedern 6 weiter und dieser über die Nabenscheibe 3 auf die fest mit ihr verbundene Nabe 2. Da­ bei sind sämtliche verdrehbaren Teile des Torsionsschwingungs­ dämpfers gegenüber der Nabe 2 über den Topfboden 14 der zweiten Nabenscheibe 13 und das Stützblech 28 unter Zwischenschaltung der Verbindungsniete 23 geführt, wobei das Stützblech 28 im Bereich seines Innendurchmessers an der Schulter 39 der Nabe 2 zur Anlage kommt und der Topfboden 14 in seinem radial inneren Bereich un­ ter Zwischenschaltung des Reibbelages 26 am Topfboden 9 der er­ sten Nabenscheibe 3. Parallel zur federnden Verdrehung zwischen den Reibbelägen 22 und der Nabe 2 entstehen Reibkräfte, welche von den Reibbelägen 26 und 27 herrühren. Der Einsatz des Reibbelages 27 erfolgt bei einer relativen Verdrehung zwischen den Abdeckblechen 7 und 8 und deren Scheibenbereiche 11 und 12, sowie den Abdeck­ blechen 18 und 19 und deren Scheibenbereichen 20 und 21. Der Ein­ satz des Reibbelages 27 erfolgt somit bei Beaufschlagung der Tor­ sionsfedern 17 und somit bei einer Relativ-Bewegung zwischen den Abdeckblechen 18 und 19 und der zweiten Nabenscheibe 13, welche ja über die Verbindungsniete 23 mit den Abdeckblechen 7 und 8 fest verbunden ist. Der Einsatz des Reibbelages 26 erfolgt bei Drehmoment- Beaufschlagung der Torsionsfedern 6 während einer Relativ-Bewegung zwischen den Abdeckblechen 7 und 8 und der Nabenscheibe 3.

Unter der Voraussetzung etwa gleich ausgeführter Federsätze und Anordnung derselben ohne besondere Vorspannung, ergibt sich eine gleichmäßige Aufteilung der Verdrehbewegung auf beide hintereinan­ der geschaltete Systeme. Dabei kommen die Verbindungsniete 24 mit ihrem abgesetzten Bereich 25 erst in der Endphase der Belastung an den Anschlägen 38 der Fenster 37 zur Anlage. Sind jedoch die Torsionsfedern 6 stark vorgespannt oder weisen eine deutlich grö­ ßere Steifigkeit auf als die Torsionsfedern 17, so werden zuerst die Torsionsfedern 17 so lange beaufschlagt, bis die abgesetzten Be­ reiche 25 der Verbindungsniete 24 an den Anschlägen 38 der Schei­ benbereiche 11 und 12 anliegen; damit ist der Einsatz des Reibbe­ lages 27 beendet und die weitere Drehmoment-Übertragung erfolgt nur noch über die Torsionsfedern 6 und der Reibkraft-Erzeugung des Reibbelages 26. Durch diesen Übergang von dem einen Satz Tor­ sionsfedern auf den anderen, ergibt sich ein Knick in der Feder­ kennlinie, so daß nach diesem Knick eine steilere Federkennlinie zur Verfügung steht.

Zur Montage des dargestellten Torsionsschwingungsdämpfers sei noch ausgeführt, daß die Fenster 34 bzw. 36 der jeweils radial innen angeordneten zylindrischen Bereiche der Abdeckbleche 8 bzw. 19, in Achsrichtung gesehen, offen ausgeführt sind, so daß nach Ein­ führen der jeweiligen Federn in die entsprechenden Fenster 5 und 33 bzw. 16 und 35, die fehlenden Abdeckbleche 8 und 19 von links her in die Federn eingeschoben werden können.

Claims (9)

1. Torsionsschwingungsdämpfer, insbesondere für Kupplungs­ scheiben von Kraftfahrzeug-Kupplungen, bestehend aus einer Nabe zur drehfesten Verbindung mit einer Abtriebswelle, einer zweigeteilten Nabenscheibe, deren beide Teile gegen­ einander verdrehbar sind und je einen Satz Torsionsfedern in entsprechenden Fenstern aufweisen, sowie Abdeckbleche, die jede der beiden Teile der Nabenscheibe beidseitig um­ geben und die ebenfalls von den Torsionsfedern in entspre­ chenden Fenstern durchdrungen werden, wobei die beiden Sätze Torsionsfedern in Reihe geschaltet sind zur Erzielung eines großen Verdrehwinkels zwischen Reibbelagträger und Nabe, dadurch gekennzeichnet, daß die fest mit der Nabe (2) ver­ bundene erste Nabenscheibe (3) topfförmig ausgebildet ist, in ihrem etwa zylindrischen, koaxial zur Drehachse (10) der Kupplungsscheibe verlaufenden Wandbereich (4) die Fen­ ster (5) zur Aufnahme des ersten Satzes Torsionsfedern (6) aufweist, die beiden zugehörigen Abdeckbleche (7, 8) mit ent­ sprechenden Fenstern (33, 34) ebenfalls zylindrisch und koaxial zur Drehachse oberhalb und unterhalb des Wandbe­ reiches (4) der ersten Nabenscheibe (3) angeordnet sind und auf der dem Topfboden (9) der ersten Nabenscheibe (3) ab­ gewandten Seite der Torsionsfedern (6) in radial nach außen weisenden Scheibenbereichen (11, 12) zusammengeführt und gegenseitig befestigt sind und die zweite Nabenscheibe (13) seitlich neben dem Topfboden (9) der ersten Nabenscheibe (3) angeordnet ist, drehfest mit den beiden Abdeckblechen (7, 8) verbunden ist, ebenfalls topfförmig ausgebildet und mit einem etwa zylindrischen, koaxial zur Drehachse (10) verlaufenden Wandbereich (15) versehen ist zur Aufnahme der Torsionsfedern (17) des zweiten Satzes in entsprechenden Fenstern (16) und wobei die zugehörigen beiden Abdeckbleche (18, 19) mit ent­ sprechenden Fenstern (35, 36) zylindrisch und koaxial zur Drehachse (10) unterhalb und oberhalb des Wandbereiches (15) der zweiten Nabenscheibe (13) verlaufen und auf der dem Topfboden (14) der zweiten Nabenscheibe (13) abgewandten Sei­ te der Torsionsfedern (17) in radial nach außen geführten Scheibenbereichen (20, 21) zusammengeführt und mit den Reib­ belägen (22) fest verbunden sind.

2. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere Verbindungsniete (23) vorgesehen sind, welche mit dem Topfboden (14) der zweiten Nabenscheibe (13) und den beiden Abdeckblechen (7, 8) in deren Scheibenbereichen (11, 12) fest verbunden sind, diese auf Abstand halten und drehfest miteinander verbinden, wobei die Verbindungsniete auf einem mittleren Durchmesser liegen, der zwischen dem Innen­ durchmesser des zweiten Satzes Torsionsfedern (17) und dem Außendurchmesser des ersten Satzes Torsionsfedern (6) liegt.

3. Torsionsschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 und 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Torsionsfedern (6, 17) der bei­ den Federsätze vorzugsweise gegeneinander in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind und der mittlere Durchmesser der Verbindungsniete (23) mit dem Innendurchmesser des zweiten Satzes Torsionsfedern (17) und dem Außendurchmesser des ersten Satzes Torsionsfedern (6) zusammenfällt.

4. Torsionsschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß auf der den Torsionsfedern (6) ab­ gewandten Seite der Abdeckbleche (7, 8) der ersten Naben­ scheibe (3) ein Stützblech (28) durch die Verbindungsniete (23) fest angeordnet ist, welches in Verbindung mit der zweiten Nabenscheibe (13) der Führung sämtlicher um die erste Naben­ scheibe (3) verdrehbaren Teile auf dem Außenumfang der Nabe (2) dient.

5. Torsionsschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Führung der Abdeckbleche (18, 19) der zweiten Nabenscheibe (13) zusammen mit den Reibbe­ lägen (22) über den auf der einen Seite der beiden Scheiben­ bereiche (11, 12) angeordneten Scheibenbereich (20) des Ab­ deckbleches (19) sowie über ein, auf der gegenüberliegenden Seite der beiden Scheibenbereiche (11, 12) angeordnetes Stützblech (29) erfolgt, welches mit seinem Innendurchmesser gegenüber dem Außendurchmesser des Stützbleches (28) eine Lagerstelle (32) bildet und welches durch einen, im Durch­ messer abgesetzten Bereich (25) der Verbindungsniete (24) mit den Abdeckblechen (18, 19) verbunden und auf Abstand ge­ halten ist.

6. Torsionsschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der Relativ-Bewe­ gung zwischen der zweiten Nabenscheibe (13) und Abdeckblechen (18, 19) die Verbindungsniete (24) mit ihrem abgesetzten Be­ reich (25) an Anschlägen (38) von Fenstern (37) in den Schei­ benbereichen (11, 12) der Abdeckbleche (7, 8) zur Anlage kommen.

7. Torsionsschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer Reibkraft bei Relativ-Bewegung zwischen Abdeckblechen (18, 19) und der zwei­ ten Nabenscheibe (13) ein Reibbelag (27) zwischen Scheibenbe­ bereich (20) des Abdeckbleches (19) und Scheibenbereich (11) des Abdeckbleches (7) angeordnet ist, der unter axia­ ler Vorspannung des Stützbleches (29) steht.

8. Torsionsschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer Reibkraft bei Relativ-Bewegung zwischen zweiter Nabenscheibe (13) und erster Nabenscheibe (3) zwischen den Topfböden (9, 14) bei­ der Teile ein Reibbelag (26) angeordnet ist, der durch die axiale Verspannung von Topfboden (14) zu Stützblech (28) und Anlage des Stützbleches an einer Schulter (39) der Nabe (2) verspannt ist.

9. Torsionsschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß das radial innerhalb des Wandbe­ reiches (4) der Nabenscheibe (3) angeordnete Abdeckblech (8) sowie das radial innerhalb des Wandbereiches (15) der Naben­ scheibe (13) angeordnete Abdeckblech (19), jeweils in Rich­ tung auf den Topfboden (14) der zweiten Nabenscheibe (13) hin, offen ausgeführte Fenster (34, 16) für die Torsionsfe­ dern (6, 17) aufweisen.