DE3323299A1

DE3323299A1 - Daempfungsscheibe

Info

Publication number: DE3323299A1
Application number: DE19833323299
Authority: DE
Inventors: Tamio Hirakata Osaka Nagano
Original assignee: Exedy Corp; Daikin Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Exedy Corp
Priority date: 1982-06-29
Filing date: 1983-06-28
Publication date: 1984-01-05
Also published as: JPS596429A; GB2122725A; GB8314755D0; US4555008A; JPH0155692B2; FR2529284A1; FR2529284B1; GB2122725B

Description

— 3

Für die vorliegende Anmeldung wird die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 57-113656 vom 29. Juni
198a. in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft eine Dämpfungsscheibe, bei welcher eine scheibenförmige Platte senkrecht zur Mittelachse einer Nabe drehbar an einer zentralen Nabe festgelegt ist, und welche Dämpfungsscheibe insbesondere
für die Verwendung bei Kupplungsscheiben von Kraftfahrzeugen geeignet ist.

Bei einer Dämpfungsscheibe nach üblicher Vorstellung, wie sie beispielsweise in Figur 1 gezeigt ist, werden
Schraubenfedern oder gummielastische Elemente verwendet. Eine zentral angeordnete Nabe 1 weist einen damit einstückig ausgebildeten Flansch 2 auf und ist über eine Keilaus.ii!dung 3 an dor inneren Umfangsseite des
Flansches auf eine nicht abgebildete Ausgangswelle aufgekeilt. Eine parallel zu dem ringförimgen Flansch 2
angeordnete scheibenförmige Platte 4 ist durch die Nabe 1 drehbar gehalten, und ein an den äußeren Umfangsbereich der Platte 4 geschraubter Belag 5 ist in Form
einer Zwischenlage zwischen einen» Schwungrad (nicht abgebildet) und einer Druckplatte {nicht abgebildet) angeordnet. Eine Vielzahl von Fensteröffnungen 6 ist auf einer Kreislinie der Platte 4 vorgesehen, und der entsprechende Flansch 2 weist ebenfalls Fensteröffnungen auf. In jedes Paar der Fensteröffnungen 6,7 ist in Umfangsrichtung eine zusammendrückbare Schraubenfeder 8
oder ein elastisches Gummielement 9 eingesetzt.

Dipl.-Ing. Olio Flügel, ui|>l.-ln^Jvjanfr_iji<_il^äg(»^ginct\Jirtwält8,.C3srnj4slr. 81. D-8 München 81

Wenn bei vorstehend beschriebener Konstruktion ein Drehmoment in Pfeilrichtung X von der Seite des Schwungrads zu dem Belag 5 übertragen wird, erfolgt eine weitere Übertragung des Drehmoments auf die Ausgangswelle, und zwar über die Platte 4, die Feder 8 und das elastische Element 9, den Flansch 2 und die Nabe 1.

Eine übliche Dämpfungsscheibe, in der die Schraubenfeder 8 und das elastische Gummielement 9 verwendet werden, verfügt über die Eigenschaft, daß sich das Drehmoment der Dämpfungsscheibe mit zunehmender Vergrößerung des relativen Verdrehwinkels der Platte 4 in bezug auf die Nabe 1 allmählich vergrößert. Bei einer herkömmlichen Dämpfungseinrichtung wird eine Schwingungsdämpfungswirkung durch Nutzung dieser Eigenschaft erreicht. Jedoch besteht hier keine Relation zwischen dem Wert des Drehmoments und einer Änderung der Verdrehwinkelgeschwindigkeit der scheibenförmigen Platte 4 in bezug auf die Nabe 1. Aus diesem Grunde ist das Verhalten der Platte in zwei Situationen identisch, nämlich wenn ein Drehmoment durch Schlagwirkung von außen auf den Belag 5 wirkt und wenn ein vergleichsweise mäßiges Drehmoment auf den Belag wirkt. Dagegen ist bekannt, daß eine Vibration bzw. Schwingung mit großer Winkelgeschwindigkeit normalerweise bei Hochlastbetrieb und eine Vibration bzw. Schwingung mit einer vergleichsweise kleinen Winkelgeschwi idigkeit hauptsächlich bei Leerlaufbetrieb entsteht. Bei einer Dämpfungsscheibe üblicher Ausbildung wird deshalb das Drehmoment zu groß, um die Schwingung bei Leerlauf genügend zu dämpfen, wenn die Eigenschaften der Feder 8 und des eleastischen Elements 9 so gewählt sind, daß eine optimale Schwingungsdämpfungswirkung beispielsweise bei Betrieb mit hoher Last erreicht wird.

Dii>l.-ing. Ouü Hügel, Dipl.-Iniä, J^^tfl'r^l'S.igid'.^tlJ'iUüiWiiltS^C&t'iUiis'ir. SI. I)-S Mundicn Xl

Im umgekehrten Falle aber fällt das Drehmoment zu stark ab, um die Schwingungen bei Hochlastbetrieb genügend zu dämpfen.

3ei einer Dämpfungsscheibe nach bekannter Ausbildung ist reibungsfähiger Werkstoff zum Beispiel in Form einer Reibscheibe 10 zwischen dem Flansch 2 und der Platte 4 angeordnet, weil nämlich in Abhängigkeit von der Relation zwischen einem aufgebrachten bzw. erzeugten Drehmoment und einem Verdrehwinkel ein Hysterese-Drehmoment erzeugt wird. Bei dieser Konstruktion entsteht eine konstante Hysterese nicht nur unabhängig von einem Verdrehwinkel, sondern auch unabhängig von der Verdrehwinkelgeschwindigkeit. Wenn alsodie Hysterese bei einer üblich ausgebildeten Dämpfungsscheibe betrachtet wird, so läßt sich unvermeidlich erkennen, daß das Schwingungsdämpfungsvermögen während des Betriebs bei hoher Geschwindigkeit unzureichend ist, wenn die Eigenschaften zum Beispiel so gewählt wurden, daß ein besseres Startgefühl vermittelt wird bei dem Übergang vom Leerlaufzustand zum Start.

Es gibt auch Dämpfungsscheiben, bei welchen die Viskosität von Flüssigkeiten genutzt wird. Die praktische Verwendung solcher Scheiben ist allerdings schwierig, weil die Flüssigkeit in der Dämpfungsscheibe eingeschlossen ist. Die Herstellung ist entsprechend kompliziert und teuer.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine Dämpfungsscheibe zur Verfügung zu stellen, die eine einfache Konstruktion aufweist und entsprechend einfach herzustellen ist, und bei welcher sich das Drehmoment entsprechend der Änderung der Verdrehwinkelgeschwindigkeit ändert und ein optimaler Schwingungsdämpfungseffekt

i;\ -Ing- Oiui i-iut'-ol. IJipl.-liV-.;^!, jfr·^ SiigciUlitenUmVilti^miWi:- V,. i>-8 ΜϋικΙιυιι K!

j stets erreicht wird und mechanisch verursachte Geräusche j verhindert werden.

' Diese Aufgabe wird bei einem Gegenstand nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 erfindungsgemäß durch dessen

J kennzeichnende Merkmale gelöst.

j Dazu ist erfindungsgemäß ein zy1inderförmiger Stoßdämpfer, in welchem Flüssigkeit eingeschlossen ist, I zwischen einer Nabe und einer scheibenförmigen Platte

i vorgesehen, so daß zwischen Nabe und Platte auftreten-I de Drehmomsntstöße gedämpft werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der irj findung sind in den Untcransprüchcn gekennzeichnet. t

Es folgt die Beschreibung einer bevorzugten Ausführungs-

I form der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen, i

Es zeigt:

Figur 1 eine teilweise Vorderansicht einer Dämpfungsscheibe nach bisherigerVorstellungj

Figur 2 eine schematische Vorderansicht einer Dämpfungsscheibe gemäß vorliegender Erfindung;

Figur 3 eine Seitenansicht, zum Teil als Vertikalschnitt, eines erfindungsgemäß verwendeten Stoßdämpfers;

Figur 4 eine graphische Darstellung der Relation zwischen Verdrehwinkel und Drehmoment der Dämpfungsscheibe und

Figur 5 eine graphische Darstellung der Relation zwischen Winkelgeschwindigkeit und Dämpfungskraft.

323299

Dipt-fng. Otto Flügel. Dt|>i.-ln£j\1jjriT^*S;tgi5·, I'Stciiufiwiilio.COMumstr. Xi. D-S M jntheii Sl

In Figur 2 ist eine zentral angeordnete Nabe 11 an deren innerer Umfangsseite mit einer Keilausbildung 12 versehen, mittels welcher die Nabe auf eine Ausgangswelle aufgekeilt ist. An der äußeren Umfangsseite weist die Nabe 1 einen in radialer Richtung damit einstückig ausgebildeten Flansch 13 auf, der in etwa als gleichschenkeliges Dreieck ausgebildet ist. Eine annäherend parallel zu dem Flansch 13 angeordnete scheibenförmige Platte ist drehbar an der äußeren Umfangsseite der Nabe 11 gelagert, und ein Belag 15 ist an die äußere Umfangsseite der Platte 14 geschraubt. Jeder Scheitelpunkt bzw. jede Spitze des Flansches 13 weist einen damit einstückig ausgebildeten, sich parallel zur Mittelachse erstreckenden Zapfen 16 auf. In einem Teil bzw. Bereich der scheibenförmigen Platte 14, der weiter außerhalb als der Flansch 13 liegt und von dessen Drehbewegung unbeeinträchtigt ist, sind drei Zapfen 17 damit einstückig ausgebildet, die in Umfangsrichtung jeweils gleichen Abstand zueinander aufweisen. Zwischen jedem Zapfenpaar 16,17 ist ein Stoßdämpfer 18 schwenkbar angeordnet und weist an beiden Enden jeweils Befestigungselemente 19,19 auf, die schwenkbar an den Zapfen 16,17 festgelegt sind. Ein Befestigungselement 19 ist mit einem Druckrohr 20 einstückigausgebildet, das andere Befestigungselement 19 (in Figur 3 nicht gezeigt) ist einstückig mit einem Kolben 22 verbunden, der in dem Rohr 22 gleitbar angeordnet ist (Figur 3). Das rechte Ende des Rohres 20 ist durch eine Abdeckung 23 verschlossen, an welcher eine Stange 21 über eine Öldichtung 24 gleitbar festgelegt ist, während die Flüssigkeit lecksicher eingeschlossen ist. Das Rohr 20 ist mit Öl gefüllt, und zwar bis zu einem Raum bzw. Bereich 31, der in Abetracht des durch den Einsatz der Stange 21 abnehmenden Volumens des Rohres 20 freigehalten bzw. ausgespart ist. Mit der Hin- und Herbewegung des Kolben 22 wird das Öl zwischen zwei Kammern

Dipt.-lng. O ίο Fiugcl. Di!}!.-lnu,?i'inrvii*S;ig(i.i;iiÄyiii1w;ili5_rfCoMnaislr. 8I, D-8 München

28,29 vor und zurück bewegt, die durch den Kolben 22 bzw. eine in diesem ausgebildete Öffnung 25 unterteilt sind. Pfeil F gibt die Richtung an, in welcher Zentrifugalkraft ausgeübt wird. Zwei Schraubenfedern 26,27, durch welche der Kolben in Gleitrichtung gedruckt wird, sind in zusammengedrücktem Zustand in dem Rohr 20 vorgesehen und so eingestellt, daß sie für die Balance sorgen, wenn sich der Kolben 22 in dem Rohr 20 in Mittellage befindet. Die Stange 21 weist eine damit einstückig ausgebildete Abdeckung 30 auf.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Dämpfungsscheibe wird nachstehend näher erläutert:

Da eine Torsion bzw. Verdrehung zwischen der Platte 14 und der Nabe 11 korrelativ ist, sei aus Gründen der Erläuterung angenommen, daß die Nabe 11 festgelegt ist und die Platte 14 in Richtung des Pfeils X„ ein Drehmoment erhält. Wenn die Drehung der Platte 14 in bezug auf die Nabe 11 in Richtung des Pfeils X„ einsetzt, so wird ein Stoßdämpfer 18a der Stoßdämpfer 18, welcher dort angeordnet ist, wo der Abstand zwischen den Zapfen 16,17 kleiner wird, zusammengeschoben. Ein Stoßdämpfer 18b der Stoßdämpfer 18, der dort angeordnet ist, wo der Abstand zwischen den Zapfen 16,17 größer wird, wird dagegen ausgedehnt. In diesem Moment, gleitet der Kolben 22 angesichts des zusammengeschobenen Stoßdämpfers 18a nach links in dsm Rohr 20, so daß die Feder 26 in der linken Kammer 28 zusammengedrückt und gleichzeitig ein Teil des Öls durch die Öffnung 25 von der linken Kammer 28 in die rechte Kammer 29 befördert wird (Figur 3). In Anbetracht des ausgedehnten Stoßdämpfers 18b dagegen glei-

O O ^ Λ O

ο ύ ζ J £ t:

Dipi.-lng. Otto Flügel, Dipl.-lng, ^j^nfr^TSäg^J^cliunwnltCi.Cubiiuittlr. Si. D-K \'^:-;-.·;:π S

- θ —

tet der Kolben 22 in dem Rohr 20 nach rechts, so daß die Feder 27 in der rechten Kammer 29 zusammengedrückt und gleichzeitig ein Teil des Öls durch die Öffnung 25 vor der rechten Kammer 29 in die linke Kammer 28 befördert wird,

.Zu diesem Zeitpunkt wird, den Flüssigkeitswiderstand des durch die Öffnung 25 fließenden Öls ausschließend, die anhand der durchgezogenen Linie A in Figur 4 gezeigte Charakteristik des Verdrehwinkels Θ und des Drehmoments T angenommen. Die Gerade B in Figur 5 zeigt die angenommene Relation der durch den Flüssigkeitswiderstand des Öls verursachten Dämpfungskraft und einer Winkelgeschwindigkeit des Dämpfers, wobei GJ die Winkelgeschwindigkeit und D die Dämpfungskraft angibt.

Wenn ein Drehmoment in Richtung des Pfeils Xp auftritt, die Winkelgeschwindigkeit Co konstant und die Dämpfungsscheibe auf die vorstehend erwähnten Eigenschaften eingestellt ist, so ändert sich die Charakteristik des Verdrehwinkels Θ und des Drehmoments T und entspricht der durchbrochenen Linie C in Figur 4. Wenn ein Drehmoment in einer der Pfeilrichtung X„ entgegengesetzten Richtung aufgebracht wird, so ändert sich die Charakteristik entsprechend der durchbrochenen Linie >J ' . Dadurch wird zwischen den beiden durchbrochenen Linien C und C¹ ein Hysterese-Drehmoment h erzeugt. Wenn die Winkelgeschwindigkeit W abnimmt, entspricht die Charakteristik zum Beispiel den beiden Linien C und C ', und das Hysterese-Drehmoment h¹ wird kleiner. Das heißt je größer die Möglichkeit ist, eine kleine Hysterese h¹ für eine Torsionsschwingung einer kleiner Winkelgeschwindigkeit CO , zum Beispiel im Leerlauf, zu erzeugen, desto besser läßt sich eine größere Hysterese h für eine

Dipi.-Ing. Otto Flügel, DiiiL-In^.jiVljirH^Siigift-.J'atÄ^ftwiilft.CtiiewSir. 81, D-8 München 81

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größere Geschwindigkeit CO erzeugen.

Bei der vorstehend beschriebenen Dämpfungsscheibe nimmt deren Verdrehfestigkeit zu, wenn ein Drehmoment durch Stoßwirkung auftritt, und nimmt ab, wenn ein mäßiges Drehmoment auftritt, und zwar aufgrund der eigentümlichen Charakteristik des Stoßdämpfers, bei welchem Flüssigkeitsreibung zum Einsatz kommt. Infolgedessen wird die Torsions- bzw. Verdrehfestigkeit klein bei nahezu unbelastetem Zustand, zum Beispiel im Leerlauf, und wird dann groß, wenn sich das Drehmoment beispielsweise durch Stofjwirkung stark verändert.

Wie bereits erwähnt, ist der zylinderförmige Stoßdämpfer 18, in welchem Flüssigkeit (Öl) eingeschlossen ist, erfindungsgemäß zwischen der Nabe 11 und der scheibenförmigen Platte 14 angeordnet und dient zur Dämpfung der zwischen der Nabe 11 und der Platte 14 auftretenden Drehmomentstöße, so daß das Drehmoment entsprechend den Änderungen der Winkelgeschwindigkeit Qj beim Verdrehen der scheibenförmigen Platte 14 gegenüber der Nabe 11 veränderlich ist. Daraus ergibt sich der Vorteil einer optimalen Charakterisitk des Hysterese-Drehmoments und der Verdrehfestigkeit, das heißt,es läßt sich ein guter Schwingungsdämpfungseffekt erzielen,und mechanisch verursachte Geräusche lassen sich vermeiden. Ferner ist aufgrund der Konstruktion, nach welcher der eine Einheit bildende Stoßdämpfer zwischen der Nabe 11 und der scheibenförmigen Platte 14 angeordnet ist, eine einfache bauliche Ausgestaltung und Montage sowie leichte Herstellbarkeit erzielen.

Dipl.-lng. Otto Flügel,

htr. 8!. D-8 München 81

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In der praktischen Ausführung der Erfindung können mehr als sechs Stoßdämpfer 18 vorgesehen werden, und die in dem Stoßdämpfer eingeschlossene Flüssigkeit, nämlich Öl, kann zum Beispiel auch durch Gas ersetzt werden. Außerdem kann ein Stoßdämpfer 18 verwendet werden, der über die anhand der Linie B¹ in Figur 5 gezeigte Charakteristik (Sättigungscharakteristik) verfügt. Wenn der Stoßdämpfer so angeordnet wird, daß dieser in der umgekehrten Richtung arbeitet, wie dies in Figur 3 gezeigt ist, so kann eine der beiden Federn 26,27 entfernt werden. Die Dämpfungseinrichtung läßt sich auch mit einem Stoßdämpfer 18 ausstatten, der anstelle der Schraubenfedern 26,27 mit der üblichen Torsionsfeder 8 und dem elastischen Gummielement 9 versehen ist. Nach einer weiteren Abwandlung können der Flansch 13 und der Stoßdämpfer 18 lagenförmig zwischen zwei einstückig ausgebildeten, scheibenförmigen Platten angeordnet werden.

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Dipl.-injj. Otto Flügel, Dipl.-lnu."M^rff^ejfSiigir.^StSijl^fiwiilli;,CoMBwsir. 81, D-8 München 81

Bezugsziffern

1 Nabe

2 ringförmiger Flansch

3 Keilausbildung

4 scheibenförmige Platte

5 Bela|

Fensteröffnungen

8	zusammendruckbare Schraubenfeder
9	elastisches Gummielement
10
11	Nabe
12	Keilausbildung
13	Flansch
14	scheibenförmige Platte
15	Belag
16	Zapfen an dem Flansch
17	Zapfen an der scheibenförmigen Platte
18 "j
18a j-	Stoßdämpfer
18bJ
19	Befestigungsbereich
20	Druckrohr
21	Stange
22	Kolben
23	Abdeckung
24	Dichtung
25	Öffnung
26 1	Schraubenfedern
27 J
28 1	Ölkammern
29 J
30	Abdeckung
31	Freiraum

Leerseite

Claims

3323239 Dipl.-Ing. OtIo Riigcl, DJpL-IiIg1 Majrifrc^SiigciVeC^»tcftJiy<W;illsi^cJ^ifiiiVS-'r. 8i, D-8 München 81 Kabushiki Kaisha Daikin Seisakusho 1-1, 1-Chome, Kidamotomiya, Neyagawa-Shi, Osaka-fu Japan 12.210 fl/wa DÄMPFÜNGSSCHEIBE Ansprüche

1., Dämpfungsscheibe mit einer scheibenförmigen Platte, die senkrecht zur Mittelachse einer zentral angeordneten Nabe angeordnet und an der Nabe drehbar festgelegt ist, gekennzeichnet durch einen zylinderförmigen Stoßdämpfer (18), in welchem Flüssigkeit eingeschlossen ist, und welcher zwischen der Nabe (11) und der scheibenförmigen Platte (14) angeordnet ist, so daß zwischen Nabe und Platte entstehende Drehmomentstöße gedämpft werden.

2. Dämpfungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flansch (13) der in etwa die Form eines gleichschenkeligen Dreiecks aufweist, an der äußeren Umfangsseite der Nabe (11)verdrehfest angeordnet oder einstückig mit letzterer ausgebildet ist, daß parallel zur Mittelachse der Scheibe jeweils an jedem Scheitel des Flansches (13) und an der scheibenförmigen Platte (14) Zapfen (16;17) ausgebildet sind und daß beiden Enden (19) des Stoßdämpfers (18) schwenkbar an den Zapfen (16,17) festgelegt sind.

Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-lng.^Majifredftiigci'^PirtcnjiiiiWalli.'.Xi^ifiviiifr. 81, I>S München 81

3. Dämpfungsscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß drei Zapfen (17) der scheibenförmigen Platte (14) in Umfangsrichtung gleich beabstandet sind und daß die Stoßdämpfer (18a,18b) zwischen jedem Zapfen (17) der scheibenförmigen Platte (14) und benachbarten Zapfen (16) an zwei Scheitelpunkten des Flansches (13) angeordnet sind.