DE3404606C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine scheibenförmige Dämpfungseinrichtung mit den Merkmalen des Oberbe­ griffs des Anspruches 1.

Bei einer bekannten scheibenförmigen Dämpfungsein­ richtung dieser Art - DE-GM 80 04 842, Fig. 31 - ist einer der Nabenflansche einstückig an der Nabe ausge­ bildet. Der andere Nabenflansch ist für sich an der Nabe ausgebildet, die eine kreiszylindrische Ober­ fläche aufweist. Die übrigen Platten und Zwischen­ glieder sind "freischwimmend" bzw. an der Nabe zentriert und gegenüber dieser verdrehbar gehalten. Damit ist zumindest die verdrehfeste Anbringung des zweiten Nabenflansches an der Nabe aufwendig und ge­ gebenenfalls durch Verschweißen sicherzustellen.

Bei einer weiteren bekannten Dämpfungseinrichtung - GB-PS 21 00 389 - ist ein Paar von Platten über eine Nut-Federverbindung bzw. eine Keilnabenverbindung in­ nenumfangsseitig an dem Außenumfang der Nabe verdreh­ fest angeordnet und mit Hilfe von Sprengringen oder dergleichen in dieser Position gehalten. Die Ausar­ beitung solcher Keilverbindungen bzw. Nut-Federver­ bindungen ist verhältnismäßig aufwendig.

Schließlich ist es noch bekannt - FR-PS 15 37 961 -, ein Paar von Seitenplatten innenumfangsseitig an Hülsen abzustützen, die ihrerseits an kreis­ zylindrischen Lagerflächen der Nabe drehbar gehalten sind und einen Radialflansch aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine scheibenförmige Dämpfungseinrichtung der eingangs ge­ nannten Art zur Verfügung zu stellen, bei der die Halterung bzw. Lagerung der Zwischenplatte, der Naben­ flansche und der Seitenplatten an der Nabe bei ein­ facher Ausgestaltung mit großer Präzision und Lage­ stabilität erfolgt, so daß insbesondere der bereichs­ weise auftretende Verschleiß verhindert und eine dauerhafte, gleichbleibend gute Dämpfung von Vibrationen im Drehmomentübertragungsbereich sicherge­ stellt wird.

Ausgehend von einer scheibenförmigen Dämpfungsein­ richtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des An­ spruches 1 wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß wird etwa im Mittelbereich der Nabe ein ringförmiger Vorsprung vorgesehen, dessen Außen­ fläche durchgehend an der Innenfläche der Zwischen­ platte drehbar anliegt. Damit wird der einzigen Platte, die nicht paarweise auftritt und sich demnach nicht über eine Nachbarplatte abstützen kann, eine besondere Lagestabilität und gute Führung verliehen. Die Nabenflansche werden über die polygonale, paß­ schlüssige Verbindung mit der Nabe verdrehsicher an dieser gehalten und sind durch beidseitiges Auf­ schieben leicht montierbar. Die Seitenplatten sind an ihrer inneren Peripherie formschlüssig auf Hülsen auf­ gesetzt, die ihrerseits an der Nabe drehbar gehalten sind, und zwar gleitend an abgerundeten Ecken, die je­ weils zwischen den planen Flächen der polygonalen Nabenoberflächenausbildung vorgesehen sind. Die Hülsen vermitteln damit ebenfalls eine sehr richtungsstabile Halterung der Seitenplatten an der Nabe. Die Montage der Seitenplatten ist wie diejenige der Nabenflansche sehr einfach durch Aufschieben von jeweils einer Stirnseitenberandung der Nabe her durchzuführen.

Insgesamt ergibt sich bei einfacher Ausgestaltung der zentralen Nabe eine sehr stabile und verschleißarme Halterung der Nabenflansche und der Platten, da diese gegen Verankerungen gesichert sind. Da eine Abweichung zwischen der Achse der Nabe und derjenigen der Platten ausgeschlossen ist, wird auch der Reibbelag optimal geführt und geschont.

Bevorzugte Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Anhand des in der Zeichnung wiedergegebenen Aus­ führungsbeispieles wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht des Aus­ führungsbeispieles;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht nach der Linie II-II in Fig. 1, wobei einige Teile weggelassen sind;

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

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Federsitzes;

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Torsionscharakteristik des Aus­ führungsbeispieles.

In Fig. 1 ist eine Keilnabe 10, die auf eine nicht abgebildete Ausgangswelle aufzustecken ist, an ihrem Außenumfang mit einem flanschartigen Vorsprung 11 kleinen Durchmessers versehen. Wie aus Fig. 2 hervor­ geht, weist eine äußere Umfangsfläche 12 der Nabe 10 eine im wesentlichen rechteckige Form mit gerundeten Ecken 13 auf. Eine Umfangsfläche 15 des Vorsprungs 11 ist als runder Zylinder ausgebildet.

In Fig. 1 ist eine ringförmige Zwischenplatte 16 rund um die Umfangsfläche 15 des Vorsprungs 11 angeordnet bzw. angepaßt. Fig. 2 zeigt, daß der Innenumfang der Zwischenplatte 16 rund bzw. kreisförmig ausgebildet und drehbar an der Umfangsfläche 15 des Vorsprungs 11 festgelegt ist. In Fig. 1 ist ein Paar ringförmiger Nabenflansche 17 zu beiden Seiten des Vorsprungs 11 und der Zwischenplatte 16 angeordnet. Die Flansche 17 sind am Außenumfang der Nabe 10 festgelegt. Die Flan­ sche 17 können aus zementiertem Stahlblech in einer Presse hergestellt sein. Die äußeren Umfangsbereiche der Flansche 17 sind voneinander beabstandet und mit Hilfe von in Umfangsrichtung beabstandeten Nieten 19 an­ einander befestigt. Fig. 2 zeigt, daß der Innenumfang der Flansche 17 im wesentlichen rechteckförmig und je­ weils dicht und drehfest an der Umfangsfläche 12 der Nabe 10 festgelegt ist. Es sind zum Beispiel acht Nie­ ten 19 vorgesehen. Jeder Flansch 17 weist an dessen Außenumfang vier Ausnehmungen 20 auf, die jeweils zwi­ schen den Nieten 19 angeordnet sind, sich radial nach innen erstrecken und der Zwischenplatte 16 nähern. Sich durch die Ausnehmungen 20 erstreckende Anschlag­ bolzen 21 sind an deren beiden Enden an ringförmigen Seitenplatten 22 und 23 festgelegt.

In Fig. 1 sind Pufferplatten 25 an den äußeren Um­ fangsbereichen der Seitenplatte 22 befestigt. Ein Paar Reibbeläge 26 ist an den betreffenden Oberflächen der Platten 25 befestigt. Der Innenumfang der Seitenplatte 22 ist drehbar auf den Außenumfang der Nabe 10 aufge­ paßt, wobei dazwischen eine zylinderförmige Hülse 27 vorgesehen ist. Die Hülse 27 ist aus Kunstharz herge­ stellt und weist einen Radialflansch 29 auf, der mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist und zwischen die inneren Umfangsbereiche der Seitenplatte 22 und des benachbarten Flansches 17 eintritt. Der Innenumfang der anderen Seitenplatte 23 ist ebenfalls drehbar auf den Außenum­ fang der Nabe 10 aufgepaßt, wobei zwischen eine zy­ linderförmige Hülse 30 vorgesehen ist. Die Hülse 30 weist einen Radialflansch 31 auf, der mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist und zwischen die inneren Umfangsbereiche der Seitenplatte 23 und des anderen Flansches 17 eintritt. Eine kegelförmige Feder 32 ist zwischen der Seitenplatte 23 und dem Flansch 31 vorgesehen.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist eine Zwischenlagschei­ be 34 mit kleinen Reibungskoeffizient zwischen den radial inneren Bereichen der Zwischenplatte 16 und dem Flansch 17 angrenzend an die Hülse 27 angeordnet. Eine ringförmige Trichterfeder 35 ist zwischen der Zwi­ schenplatte 16 und dem Flansch 17 angrenzend an die Hülse 30 vorgesehen.

Aus Fig. 2 geht hervor, daß der Innenumfang der Hülse 30 drehbar an den Ecken 13 der Nabe 10 gehalten ist. Die Hülse 30 ist an ihrem Außenumfang mit beispiels­ weise vier Vorsprüngen 36 versehen. Die Seitenplatte 23 weist an ihrem Innenumfang Ausnehmungen auf, in welchen die Vorsprünge 36 festgelegt sind. Die Seiten­ platte 23 ist über ihren gesamten Umfang an der Hülse 30 befestigt, so daß die Hülse 30 zusammen mit der Seitenplatte 23 gedreht wird und an den Ecken 13 glei­ tet, wenn die Seitenplatte 23 in bezug auf die Nabe 10 gedreht wird. Die Festlegung der Seitenplatte 22, der Hülse 27 und der Nabe 10 erfolgt in ähnlicher Wei­ se wie vorstehend beschrieben.

In Fig. 3 ist die Zwischenplatte 16 mit drei Arten von Öffnungen 40, 41 und 42 versehen, welche jeweils zusammendrückbare Schraubenfedern 45, 46 und 47 auf­ nehmen. Die Flansche 17 weisen Öffnungen 50, 51 und 52 auf, in welche die Federn 45, 46 und 47 eintreten. Beide Seitenplatten 22 und 23 sind mit Öffnungen 56 und 57 versehen, in welche die Federn 46 und 47 ein­ treten. Die Federeigenschaften der Federn 45, 46 und 47 sowie die Größe der Öffnungen werden folgendermaßen bestimmt.

Die Achsen der Federn 45, 46 und 47 erstrecken sich parallel zu den Tangenten der Scheibe. Es ist eine Fe­ der 45 vorgesehen, die eine kleine Federkonstante auf­ weist. Es sind drei Federn 46 vorgesehen, die eine mittlere Federkonstante aufweisen, und es ist eine Feder 47 vorgesehen, die eine große Federkonstante aufweist. Beide Enden der Feder 45 sitzen auf Feder­ sitzen 60 aus Kunstharz. In Fig. 4 weist jeder Feder­ sitz 60 einen kreisrunden, plattenförmigen Körper auf und ist in der Mitte mit einem Vorsprung 61 ausgebil­ det. Jeder Federsitz 60 ist an dessen Umfang mit zwei einander diametral gegenüberliegenden Vorsprüngen 62 versehen. Jeder Vorsprung 61 tritt in das Ende der Fe­ der 45 ein und verhindert, daß die Feder 45 heraus­ springt. Die Vorsprünge 62 greifen an den Seitenkanten der Öffnungen in den Flanschen 17 an. In der in Fig. 3 dargestellten Neutrallage greifen beide Enden der Federn 45 an den Seitenkanten der Öffnungen 40 und 50 an, wobei der Federsitz 60 jeweils dazwischen liegt. Die jeweiligen Enden der Federn 46 greifen an den Sei­ tenkanten der Öffnungen 41 und 56 an und liegen ab­ seits der Seitenkanten der Öffnungen 51, mit kurzen Lücken L 1 und L′ 1 dazwischen. Die Federn 46 sind in zusammengedrücktem Zustand in die Öffnungen 41 und 56 eingesetzt. Beide Enden der Feder 47 greifen nur an den Seitenkanten der Öffnung 57 an und liegen abseits der Seitenkanten der Öffnungen 42 und 52, mit großen Lücken L 2 und L′ 2 dazwischen.

Fig. 2 zeigt, daß jede der oben genannten Öffnungen im wesentlichen bogenförmig ausgebildet ist und sich entlang des Scheibenumfangs erstreckt. Die Federn 46 und 47 sowie deren zugehörige Öffnungen sind in radial äußeren Bereichen der Scheibe angeordnet und in Um­ fangsrichtung jeweils gleich beabstandet. Die Feder 45 und die zugehörige Federöffnung sind mit Bezug auf die radiale Richtung der Scheibe radial innerhalb der Fe­ der 47 angeordnet.

Eine spezifische Funktion der Scheibe wird nachfolgend beschrieben. Wenn der Reibbelag 26 durch eine nicht abgebildete Druckplatte an ein nicht abgebildetes Schwungrad eines Antriebsmotors gedrückt wird, so wird ein Drehmoment von dem Belag 26 über die Pufferplatten 25 zu den Seitenplatten 22 und 23 eingeleitet, so daß die Scheibe in der durch den Pfeil A angegebenen Rich­ tung gedreht wird (Fig. 3).

Wenn bei diesem Vorgang das Drehmoment kleiner ist als ein der Vorkompressionskraft der Federn 46 entspre­ chender Wert, so werden die Federn 46 nicht zusammen­ gedrückt und stellen eine feste Verbindung der Seiten­ platten 22 und 23 mit der Zwischenplatte 16 her, so daß die Seitenplatten 22 und 23 und die Zwischenplatte 16 in bezug auf die Flansche 17 in Pfeilrichtung A zu­ sammen gedreht bzw. verdreht werden. Deshalb wird nur die Feder 45 zusammengedrückt und das Drehmoment von den Seitenplatten 22 und 23 über die Federn 46, die Zwischenplatte 16 und die Feder 45 auf die Flansche 17 und dann über die Nabe 10 in Fig. 1 auf die Aus­ gangswelle übertragen. Da bei diesem Vorgang nur die Feder 45 zusammengedrückt wird, ist die Anstiegsrate des übertragenen Drehmoments T gering gegenüber dem Anstieg des Torsionswinkels R, wie das in dem Ab­ schnitt O-X in Fig. 5 gezeigt ist.

Vergrößert sich der Torsionswinkel auf einen Wert von R 1, so endet die Bewegung der Seitenplatten 22 und 23 in Fig. 3 über die Distanz L 1 in bezug auf die Flan­ sche 17 und Federn 46, und die Platten berühren die Seitenkanten 51 der Flansche 17, so daß die Federn 46 beginnen zusammengedrückt zu werden. Deshalb wird das Drehmoment von den Seitenplatten 22 und 23 über die Federn 46 auf die Flansche 17 übertragen, und nur die Seitenplatten 22 und 23 werden in bezug auf die Flansche 17 ver­ dreht. Die Kompression der Federn 46 bewirkt eine ra­ pide Anstiegsrate des Drehmoments, wie das in dem Ab­ schnitt X-Y in Fig. 5 gezeigt ist.

Wenn der Torsionswinkel auf einen Wert R 2 ansteigt, endet die Bewegung der Seitenplatten 22 und 23 in Fig. 3 über die Distanz L 2 in bezug auf die Flansche 17, und die Feder 47 berührt die Seitenkanten der Öff­ nungen 52 in den Flanschen 17, so daß die Feder 47 be­ ginnt zusammengedrückt zu werden. Deshalb wird das Drehmoment von den Seitenplatten 22 und 23 über die Federn 45 und 47 auf die Flansche 17 übertragen. Die Kompression der Federn 46 und 47 bewirkt eine noch hö­ here bzw. raschere Anstiegsrate des Drehmoments, wie das in dem Abschnitt Y-Z in Fig. 5 gezeigt ist.

Wenn der Torsionswinkel auf einen Maximalwert von R 3 ansteigt, berühren die Anschlagbolzen 21 die Seiten­ kanten der Ausnehmungen 20 in Fig. 2, so daß eine weitere Torsion oder Drehung verhindert wird.

Bei abfallendem Drehmoment ist die oben beschriebene Funktion der betreffenden Elemente umgekehrt. In einem negativen Bereich, der in dem linken unteren Bereich in Fig. 5 dargestellt ist, ändert sich die Dämpfungs­ charakteristik ebenfalls zweimal.

Bei dem vorstehend beschriebenen Torsionsvorgang ent­ steht Schlupf auf den Oberflächen der Flansche 29 und 31 sowie der Zwischenlagscheibe 34 und der kegelför­ migen Feder 35. Die Reibungskraft durch diesen Schlupf bewirkt ein nicht abgebildetes Hysteresedrehmoment in der in Fig. 5 gezeigten Charakteristik. Deshalb wer­ den Drehmomentstöße durch die elastische Verformung der Federn 45, 46 und 47 sowie das Hysteresedrehmo­ ment auf wirksame Weise ausreichend gedämpft.

Die Nabe 10 und die Flansche 17 sind einfach herzustellen. Da nur eine Zwischenplatte 16 vorgesehen ist, kann die Anzahl der Teile reduziert werden ebenso wie Gewicht und Größe der Scheibe. Da die Federn 45, 46 und 47 an den beiden axial beabstandeten Flanschen 17 gehalten sind, wird die Festigkeit der Flansche 17 gegenüber der Last oder Kraft durch die Federn erhöht, so daß eine stabile Dämpfungscharakteristik erreicht wird.

Claims (3)

1. Scheibenförmige Dämpfungseinrichtung mit einer an eine Ausgangswelle anzuschließenden Nabe, an deren Außenumfang eine ringförmige Zwischen­ platte drehbar gehalten ist, die sich zwischen einem Paar ringförmiger Nabenflansche befindet, welche drehfest an der Nabe festgelegt sind und sich zwischen einem Paar von Seitenplatten be­ finden, die drehbar an der Nabe gehalten sind und einen Drehmomentaufnahmebereich aufweisen, und mit einer Federeinrichtung, die in Öffnungen der Nabenflansche, der Zwischenplatte und der Seitenplatten angeordnet und für die Drehmomentübertragung mit sich über einen Torsionsvorgang der Scheibe ändernder Dämpfungscharakteristik ausge­ legt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (10) eine im wesentlichen recht­ eckförmige Umfangsfläche mit gerundeten Ecken (13) und im axial mittleren Bereich einen flanschartigen Vorsprung (11) mit durchgehender kreiszylindrischer Umfangsfläche (15) aufweist, auf welcher der Innenumfang der Zwischenplatte (16) drehbar gelagert ist, daß das Paar Naben­ flansch (12) den flanschartigen Vorsprung (11) zwischen sich aufnehmend über einen im wesent­ lichen rechteckförmig ausgebildeten Innenumfang jedes Nabenflansches formschlüssig drehfest an der rechteckförmigen Umfangsfläche (12) der Nabe (10) festgelegt ist und daß beide Seitenplatten (22, 23) mit ihrem Innenumfang drehfest an dem Außenumfang je einer Hülse (27, 30) festgelegt sind, welche Hülsen (27, 30) ihrerseits an den abgerundeten Ecken (13) der rechteckförmigen Umfangsfläche (12) der Nabe (10) drehbar ge­ lagert sind.

2. Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen (27, 30) Radial­ flansche (29, 31) aufweisen, die jeweils zwischen die zugehörige Seitenplatte und den benachbarten Nabenflansch eintreten.

3. Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federein­ richtung (45, 46, 47) eine Federung (45) mit kleiner Federkonstante aufweist, die in Neutrallage an den Seitenkanten der Öffnungen in der Zwischenplatte (16) und den Naben­ flanschen (17) angreift, und eine vorgespannte Federung (46) mit großer Federkonstante, die in Neutrallage an den Seitenkanten der Öffnungen in den Seitenplatten (22, 23) und der Zwischenplatte (16 ) angreift.