DE3423209A1 - Daempfungsscheibe - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, Pulcnlnnwüllc, Cosiniastr. 81, D-8 München 81

Für die vorliegende Anmeldung wird die Priorität der japanischen Patentanmeldung 58-114078 vom 23.06.1983 in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft eine Dämpfungsscheibe, die hauptsächlich für eine in einem Drehmomentwandler angeordnete Verriegelungskupplung geeignet ist.

Eine herkömmliche Dämpfungsscheibe ist in Figur 1 dargestellt. Ein Nabenflansch 102 mit einer Keilverzahnung bzw. Keilausbildung 101 an der inneren Peripherie ist in einer Richtung parallel zu einer Mittellinie 0,-0, verschieblich an einer äußeren Keilverzahnung bzw. Keilausbildung 116 gehalten, die an einem Flansch 115 einer zentralen Ausgangsnabe (nicht dargestellt) ausgebildet ist. Ein Paar Seitenplatten 103 und 104 ist an beiden Seiten des radial äußeren Bereiches des Nabenflansches 102 angeordnet. Der Flansch 102 und die Seitenplatten 103 und 104 sind in den axial fluchtenden Bereichen ausgebildet, wobei eine Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Öffnungsgruppen 105, 106 und 107 vorgesehen ist, in welche sich in Umfangsrichtung erstreckende Torsionsfedern 108 in zusammengedrücktem Zustand eingesetzt sind. Eine Kolbenplatte 109, die auch als Druckplatte dient, ist neben der Platte 103 angeordnet. Die Platten 103 und 104 und die Kolbenplatte 109 sind mittels Zapfen bzw. Bolzen 110, die sich parallel zur Mittellinie On-O-, erstrecken und in Umf angsrichtung beabstandet sind, verdrehfest miteinander verbunden. Die Zapfen 110 sind verschieblich in Längsöffnungen 111 eingesetzt, die in Umfangsrichtung jeweils in dem Na-

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benflansch 102 ausgebildet sind. Bezugsziffer 112 bezeichnet einen Belag, Bezugsziffer 113 Reibelemente.

Bei der vorgeschriebenen Konstruktion wird die Keilverzahnung bzw. Keilausbildung 101 durch Hydraulikdruck entlang der Keilverzahnung bzw. Keilausbildung 116 geschoben, so daß der Belag 112 an eine nicht abgebildete Reibfläche gedrückt bzw. von dieser weggeführt und die Kupplung dadurch eingerückt bzw. ausgerückt wird. Bei dieser Konstruktion ist jedoch von Nachteil, daß die Keilverzahnungen bzw. Keilausbildungen 101 und 116 einen sehr aufwendigen Herstellungsvorgang erfordern, der zu unvermeidbar hohen Herstellungskosten führt.

Damit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die vorbeschriebenen Nachteile zu beseitigen und einen verbesserten Gleit- bzw. Verschiebungsmechanismus zwischen einem inneren Flansch und einem äußeren Flansch zur Verfügung zu stellen, dergestalt, daß die Konstruktion sowie der Herstellungsvorgang vereinfacht und die Herstellungskosten entsprechend reduziert werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Gegenstand nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Dazu weist die erfindungsgemäße Scheibe eine zentrale Nabe mit einem an der äußeren Peripherie einstückig bzw. integral ausgbildeten inneren Flansch und einen äußeren Flansch auf, der mit einem Mechanismus für die Dämpfung von Drehmomentstößen ausgestattet und durch den inneren Flansch in einer Richtung entlang deren Mittellinie verschieblich gehalten ist.

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Nach einem kennzeichnenden Merkmal der Erfindung sind Zapfen, die sich parallel zur Mittellinie der Scheibe erstrecken, an dem inneren Flansch befestigt, und der äußere Flansch weist Öffnungen auf, die verschieblich die Zapfen umgreifen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Es folgt die Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen .

Es zeigt:

Figur 1 einen Längsteilschnitt durch eine herkömmliche Dämpfungsscheibe;

Figur 2 einen Längsteilschnitt durch die erfindungsgemäße Dämpfungsseheibe, die als Verriegelungskupplung in einem Drehmomentwandler verwendet wird;

Figur 3 eine schematische Schnittansicht, deren linke und rechte Hälfte jeweils ein Schnitt nach der Linie IHa-IIIa und HIb-IIIb von Figur 2 ist;

Figur 4 ein Diagramm zur Darstellung der Charakteristik des Torsionswinkels/Torsionsdrehmoments,

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In Figur 2 ist ein Pumpenrad 1, das eine Mittellinie O₉-O₀ aufweist, an den äußeren Umfangsbereich einer zylinderförmigen Außenwand 3 einer Frontabdeckung 2 geschweißt bzw. einstückig mit dieser ausgebildet. Die Abdeckung 2 ist mit einer ringförmigen Abschlußwand 5 versehen, die die Rückseite (die dem Pumpenrad 1 entgegengesetzte Seite) eines Turbinenläufers 4 abdeckt. Eine Vielzahl von mutternartigen Ansätzen bzw. Nasenteilen 6 ist an die radial äußeren Bereiche der Abschlußwand 5 geschweißt und mittels Bolzen 7 an einer Antriebsplatte 8 befestigt, die mit dem Schwungrad eines Motors (nicht abgebildet) verbunden ist. Ein ringförmiger Ansatz 9 ist an die innere Peripherie der Abschlußwand 5 geschweißt. Die innere Peripherie des Ansatzes 9 ist an eine Führungswelle (nicht abgebildet) geschweißt. Bezugsziffer 10 bezeichnet einen Stator, der über eine Einwegkupplung an einer zylinderförmigen, ortsfesten Welle (nicht abgebildet) gehalten ist. Der dem Pumpenrad 1 zugewandte Turbinenläufer 4 ist an der Rückseite mit einem Gehäuse bzw. einer Schale 11 ausgestattet. Das Gehäuse 11 ist an dem inneren Umfangsbereich mit einem ringförmigen Flansch 12 versehen, der mit einer nicht dargestellten Ausgangswelle verbunden ist. Das andere Ende der Welle ist mit dem Eingangsbereich eines Getriebes verbunden.

Eine Dämpfungsscheibe 20 für eine zur Mittellinie O₂ -0_? koaxiale Verriegelungskupplung ist zwischen dem Gehäuse 11 und der ringförmigen Abschlußwand 5 vorgesehen. Eine Keilnabe 21 ist in der Mitte der Scheibe 20 und zwischen dem ringförmigen Ansatz 9 und einer nicht abgebildeten Nabe des Turbinenläufers 4 angeordnet. Die Nabe 21 ist für eine Keilverbindung mit der Ausgangswelle ausgebildet und an der äußeren Peripherie mit einem damit einstückigen, ringförmigen inneren

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Flansch 22 versehen. Endbereiche von Zapfen 23, die sich parallel zur Mittellinie ⁰ ₂~°2 ^erstrecken und hin zur Abschlußwand 5 vorspringen, sind an dem radial äußeren Bereich des Flansches 22 befestigt. Jeder Zapfen 23 weist einem im wesentlichen zylindrische Form auf und ist im mittleren Bereich mit einem integralen Flansch 23a ausgebildet. Der Flansch 22 weist Öffnungen 22a auf. Die Zapfen 23 werden von links in Figur 2 bis zu den Flanschen 23a jeweils in die Öffnungen 22a eingesetzt. Zur sicheren Festlegung an dem Flansch 22 ist jeder Zapfen 23 in seinem Endbereich . verstemmt. Die anderen Enden (linke Enden in Figur 2) der Zapfen 23 tragen einen radial inneren Bereich eines ringförmigen äußeren Flansches 24, der koaxial zur Mittellinie 0->""0₂ angeordnet ist. Und zwar ist der Flansch 24 an dem radial inneren Bereich mit zur Mittellinie 0„-0₂ parallelen Öffnungen 24a versehen, in welche die Zapfen 23 eingepaßt sind, so daß der Flansch 24 nur entlang der Richtung der Mittellinie 0₂-0„ verschieblich gehalten ist. Ringförmige Seitenplatten 25 und 26 sind an beiden Seiten des radial äußeren Bereichs des Flansches 24 vorgesehen. Der Flansch 24 und die Platten 25 und 26 sind an den Bereichen vorgesehen, welchen die in Umfangsrichtung lang ausgebildeten Öffnungen 27, 28 und 29 im wesentlichen quadratischer Form zugewandt sind, in welche sich in Umfangsrichtung erstreckende Schraubenfedern 30 (Torsionsfedern) eingesetzt sind. Ringförmige Reibelemente 31 und 32 für die Erzeugung eines Hysteresedrehmoments (eine gewellte Feder, eine Reibscheibe oder dergleichen) sind in radialer Richtung innerhalb der Öffnungen 27, 28 und 29 und in vorgespanntem Zustand zwischen dem Flansch 24 und den Seitenplatten

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25 und 26 eingesetzt. Der Flansch 24 ist in radialer Richtung innerhalb der Elemente 31 und 32 mit Öffnungen 33 versehen, die sich in Umfangsrichtung erstrekken. Beide Seitenplatten 25 und 26 sind mit in radialer Richtung nach innen abragenden Zungen 34 und 35 versehen, die im wesentlichen eine quadratische Form aufweisen, gebogen und in die Öffnungen 33 eingesetzt sind. Die Zungen 34 und. 35 bilden in der Öffnung 33 zusammen eine Lage und weisen dieselbe Gesamtdicke auf wie der Flansch 24, so daß sie in axialer Richtung parallel zu der Mittellinie O₃-O₂ nicht aus den Öffnungen 3 3 hervortreten. Eine ringförmige Kolbenplatte 36 ist zwischen der Seitenplatte 25 und der ringförmigen Abschlußwand 5 angeordnet. Die Kolbenplatte 36 weist im mittleren Bereich Vorsprünge 37 auf, die mittels Zapfen 38, die sich parallel zur Mittellinie O₃- O₇ erstrecken, mit den Zungen 34 und 35 verstentnt sind. Ein ringförmiger Belag 39 ist an dem radial äußeren Bereich der Kolbenplatte 36 befestigt und der Abschlußwand 5 zugewandt. Die innere Peripherie der Kolbenplatte 36 ist über einen Dichtungsring 40 verschieblich an der äusseren Umfangsflache der Keilnabe 21 gelagert.

Wie aus Figur 3 hervorgeht, sind die Öffnungen 24a, nämlich sechs an der Zahl, in dem radial inneren Bereich des äußeren Flansches 24 auf einer Kreislinie ausgebildet, wobei zwischen den Öffnungen in Umfangsrichtung gleich große Lücken bzw. Zwischenräume vorgesehen sind. Die sechs Zapfen 23 werden jeweils in die Öffnungen 24a eingesetzt. Die Öffnungen 27, nämlich acht an der Zahl, in dem radial äußeren Bereich des Flansches 24 sind auf einer Kreislinie ausgebildet, wobei zwischen den Öffnungen in Umfangsridhtung

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gleich große Lücken bzw. Zwischenräume vorgesehen sind. Zwei diametral fluchtende Öffnungen (27a) der Öffnungen 27 sind in Umfangsrichtung länger ausgebildet als die anderen. Die Öffnungen 29 und (28) der Seitenplatten 26 und (25) sind auf einer Kreislinie ausgebildet, weisen zwischen sich in Umfangsrichtung im wesentlichen gleich große Lücken bzw. Zwischenräume auf und sind jeweils den Öffnungen 27 zugewandt. Zwei diametral fluchtende Öffnungen 29a (wovon nur eine dargestellt ist), die den Öffnungen 27a zugewandt sind, weisen in Umfangsrichtung eine kürzere Länge auf. Die sich in Umfangsrichtung erstreckenden Federn 30 sind in zusammengedrücktem Zustand in den Öffnungen 27, 29 und (28) angeordnet. In Neutrallage berühren beide Enden jeder Feder 3 0 die radialen Kanten der Öffnungen 27, 29 und (28). Jedoch sind Federn 30a in den Öffnungen 27a und 29a mit kurzer Länge ausgebildet und berühren die Kanten der Öffnungen 29a. Deshalb werden in Neutrallage in Umfangsrichtung Lücken d, und d„ jeweils zwischen beiden Enden der Federn 30a und den Kanten der Öffnungen 2 7a gebildet. Die radial innerhalb der Öffnungen 27 in dem Flansch 24 ausgebildeten Öffnungen 33 sind vier an der Zahl und auf einer Kreislinie angeordnet und weisen zwischen sich gleich große Lücken bzw. Zwischenräume auf. Lücken d^ und d^ sind zwischen den radialen Kanten der Öffnungen 33 und de Zungen 34 und 35 in den Öffnungen 33 ausgebildet. Die Zungen 34 und 3 5 sind im Mittelbereich ihrer Umfangserstreckung und äußeren Endbereichen mit Vorsprüngen 41 versehen, die in einer Presse hergestellt sind und für die mittige Anordnung der Reibelemente 32 und (31) hin zu dem Flansch 24 abragen.

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In Figur 2 sind Hydraulikkammern 50 und 51 an beiden Seiten der Kolbenplatte 36 ausgebildet. Ein Ringraum 52 ist zwischen der Kolbenplatte 3 6 und der Außenwand 3 der Abdeckung 2 vorgesehen. Wenn der Belag 39 - wie dargestellt - an die Abschlußwand 5 gedrückt wird, so schließt dieser den Raum bzw. Zwischenraum 52 zu der Kammer 50 neben der Abschlußwand 5. Der Ansatz 9 an dem inneren Umfangsbereich der Abschlußwand 5 weist eine Öldurchführung 55 auf, die an die Kammer 50 angeschlossen ist. Die Durchführung 55 ist über eine nicht abgebildete Durchführung in der Ausgangswelle und ein Steuerventil an eine Hydraulikquelle angeschlossen. Eine an die Kammer 51 angeschlossene Öldurchführung 58 ist zwischen dem Pumpenrad 1 und dem Stator 10 ausgebildet. Die Durchführung 58 ist über eine nicht abgebildete Durchführung und ein Steuerventil an eine Hydraulikquelle angeschlossen. Die Steuerventile sind mit einer Hydraulikdruck-Steuereinrichtung verbunden, die Fühler aufweist, zum Beispiel einen Fühler für die Abtastung des Öffnungsgrades eines Beschleunigers (Gaspedals). Die Steuereinrichtung dient vzur Einstellung der Öffnung der Steuerventile, derart, daß der Hydraulikdruck in beiden Kammern 50 und 51 relativ geändert wird. Wenn sich zum Beispiel das Verhältnis der Drehgeschwindigkeit des Pumpenrades 1 und des Turbinenläufers 4 einem Wert von 1:1 nähert, wird die Steuereinrichtung betätigt, so daß ein Anstieg des Hydraulikdrucks in der Kammer 51 erfolgt.

Der Betrieb der erfindungsgemäßen Dämpfungsscheibe wird nachstehend erläutert. Wenn die Hydraulikdruck-Steuereinrichtung in Figur 2 einen relativen Anstieg des Drucks in der Kammer 51 bewirkt, so daß die Kolbenplatte 36 hin zur Abschlußwand 5 gedrückt wird, so

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bewegen sich die dem äußeren Flansch 24 zugehörigen Elemente der Scheibe 20 entlang der Zapfen 23 hin zu der Abschlußwand 5, so daß der Belag 39 an die Abschlußwand 5 gedrückt wird. Dadurch wird die Abdeckung 2 durch die Scheibe 20 direkt mit der Nabe 21 zusammengeschlossen (die Kupplung wird eingerückt), und das Drehmoment wird von dem Schwungrad über die Abschlußwand 5, den Belag 39, die Seitenplatten 25 und 26, die Federn 30, den äußeren Flansch 24, die Zapfen 23, den inneren Flansch 22 und die Nabe 21 auf die Ausgangswelle übertragen.

Wenn bei diesem Vorgang ein Torsionsdrehmoment in Pfeilrichtung X₁ in Figur 3 in der Kolbenplatte 36 mit Hinblick auf die zentrale Nabe 21 erzeugt wird, so werden Torsionsschwingungen von der Scheibe 20 folgendermaßen absorbiert bzw. gedämpft. Die Torsion in Pfeilrichtung X₁ wird von der Kolbenplatte 36 über die Zapfen 38 auf die Seitenplatten 25 und 26 übertragen, so daß sich die Platten 25 und 26 in Richtung (X₁) verdrehen. Figur 4 zeigt die Charakteristik zwischen Torsionswinkel θ und Torsionsdrehmoment T bei diesem Vorgang. In Figur 4 wird der Torsionswinkel θ durch einen Wert von 0 bis Θ, ausgedrückt, solange aufgrund der Lücken d. die Federn 3 0a nicht betätigt .und lediglich die anderen Federn 30 zusammengedrückt werden- Bei einem Winkel von Θ, verkleinert sich die Lücke d.. auf Null, und die Federn 30a berühren die Kanten der Öffnungen 27a. Danach sind alle Federn 30, 30a in Einsatz» Bei diesem Vorgang werden auch die Lücken d^ zwischen den Öffnungen 33 und den Zungen 35 kontinuierlich kleiner. Bei einem Winkel von Q₂ verkleinern sich die Lücken d, auf Null, und die Öffnungen 33 und die Zun-

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gen 34 und 35 berühren einander. Dieser Winkel G₂
ein maximaler Torsionswinkel. Bei dem aus dem Winkel Θ- zurückführenden Betrieb arbeiten die Elemente in der umgekehrten Betriebsrichtung. Bei diesen Vorgängen wird durch die Reibung der Reibungselemente 31 und 32 ein Hysteresedrehmoment H erzeugt, welches die Schwingungen dämpft.

Obwohl in Figur 4 nicht dargestellt, arbeiten die Elemente in ähnlicher Weise, jedoch umgekehrter Folge des vorstehend beschriebenen Betriebs, wenn sich die Elemente in der Umkehrrichtung des Pfeils X, verdrehen. Bei diesem umgekehrten Vorgang ist der Betrieb der Elemente dergestalt, daß die Lücken d₂ und d₄ auf Null verringert werden.

Wenn die Hydraulikdruck-Steuereinrichtung den Druck in der Kammer 51 relativ verringert, kehrt die Kolbenplatte 3 6 durch den Druck in der Kammer 50 zwangsläufig zurück, so daß sich die dem äußeren Flansch 24 zugehörigen Teile der Scheibe 20 entlang der Zapfen 23 hin zu dem Turbinenläufer bewegen und der Belag 39 zur Freigabe der Verriegelungskupplung von der Abschlußwand 5 weggeführt wird. In diesem Zustand wird die Motorkraft von dem Pumpenrad 1 über das Betriebsöl auf den Turbinenläufer 4 und dann auf die Ausgangswelle übertragen.

Wie vorstehend beschrieben, weist die erfindungsgemäße Dämpfungsscheibe 20 eine zentrale Nabe 21 mit einem an der äußeren Peripherie einstückig bzw. integral ausgebildeten inneren Flansch 22 und einen äußeren Flansch 24 auf, der mit einem Mechanismus für die Dämpfung von Drehmomentschwingungen (zum Beispiel mit Schraubenfedern 30 und dergleichen) ausgestattet und durch den

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inneren Flansch 22 in einer Richtung entlang der Mittellinie der Scheibe verschieblich gehalten ist. Nach einem kennzeichnenden Merkmal der Erfindung sind Zapfen 23, die sich parallel zur Mittellinie erstrecken, an dem inneren Flansch 22 befestigt, und der äußere Flansch 24 weist Öffnungen 24a auf, die verschieblich die Zapfen 23. umgreifen. Auf diese Weise läßt sich der Gleit- bzw. Verschiebungsmechanismus, der zwischen dem inneren Flansch 22 und dem äußeren Flansch 24 angeordnet ist, im Vergleich zu herkömmlichen Mechanismen wesentlich einfacher ausbilden. Da außerdem nur die Zapfen 23 in die Öffnungen 24a eingesetzt werden müssen, ist die Montage entsprechend einfach,und die Kosten für die Herstellung der Scheibe 20 werden merklich reduziert.

Die Dämpfungsscheibe nach vorliegender Erfindung läßt sich wie folgt abwandeln:

(a) Elastische Gummielemente können anstelle einer, einiger oder aller Federn 30 verwendet werden. Anstelle jeder einzelnen Schraubenfeder 30 kann ein koaxial angeordnetes Federpaar mit jeweils großem und kleinem Durchmesser verwendet werden.

(b) Der Einsatz der erfindungsgemäßen Dämpfungsscheibe ist nicht auf jenen als Verriegelungskupplung in einem Drehmomentwandler beschränkt, so daß die Kolbenplatte 36 entfallen kann, wenn die Scheibe 20 nicht hydraulischer Art ist.

(c) Es müssen nicht beide Zungen 34 und 35 gebogen sein·. Vielmehr kann eine Zunge flach und die auf die Flache Zunge zu legende Zunge gebogen sein.

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(d) Die gebogenen Abschnitte an der äußeren Peripherie der Zungen 34 und 35 können zur Befestigung der Reibelemente 31 und 32 dienen, so daß die Vorsprünge 41 in diesem Falle nicht erforderlich sind.

(e) Die Zapfen 38 lassen sich durch Schweißen, zum Beispiel Punktschweißen ersetzen.

(f) Die Öffnungen 33 und die Zungen 34 und 35 können radial außerhalb der Öffnungen 27, 28 und 29 vorgesehen sein, so daß die Öffnungen 33 in diesem Falle als Ausnehmungen ausgebildet werden können, die sich radial nach außen öffnen.

(g) Die Nabe 21 kann mit zwei parallelen inneren Flanschen 22 ausgestattet sein, an welchen die in die Öffnungen 24a einzusetzenden Zapfen 23 befestigt sind.

Claims (4)

1. Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, I'utcntiinwiiltc, Cosimastr. 81, D-8 München 81

   Kabushiki Kaisha Daikin Seisakusho 1-1, 1-chome, Kidamotomiya

   Neyagawa-shi

   Osaka-fu

   Japan 12.498 fl/wa

   DÄMPFUNGSSCHEIBE

   Patentansprüche

   Iy Dämpfungsscheibe, die eine . zentrale Nabe mit einem an der äußeren Peripherie einstückig bzw. integral ausgebildeten inneren Flansch und einen äußeren Flansch aufweist, der mit einem Mechanismus für die Dämpfung von Drehmomentschwingungen ausgestattet und durch den inneren Flansch in einer Richtung parallel zur Mittellinie der Scheibe verschieblich gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich zur Mittellinie (O₂-O₂) erstreckende Zapfen (23) an dem inneren Flansch (22) befestigt sind und daß der äußere Flansch (24) Öffnungen (24a) aufweist, die verschieblich die Zapfen (23) umfassen. .
2. 2. Dämpfungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (23) in deren mittlerem Bereich mit einem integralen Flansch (23a) ausgebildet sind und jeweils bis zum dem Flansch (23a) in die Öffnungen (22a) in dem inneren Flansch (22) eingesetzt und mit diesen verstemmt sind.

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   Dipl.-Ing. Otto l^;lügcl, Dipl.-Ing. Manfred Säger, l'iitcnlanwiilte, Cosimaslr. 81, D-8 Mtinehen 81
3. 3. Dämpfungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (21) mit zwei parallel angeordneten inneren Flanschen ausgestattet ist, an welchen die Zapfen (23) befestigt sind.
4. 4. Dämpfungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kolbenplatte (36), die über einen Reibbelag (39) an den Eingangsbereich eines Drehmomentwandlers anschließbar ist, verdrehfest und koaxial an dem äußeren Flansch (24) befestigt ist und daß die Scheibe (20) als Verriegelungskupplung in einem Drehmomentwandler angeordnet ist.