DE3500176A1

DE3500176A1 - Torsionsdaempfungsscheibe

Info

Publication number: DE3500176A1
Application number: DE19853500176
Authority: DE
Inventors: Kiyoharu Neyagawa Osaka Murakami
Original assignee: Exedy Corp; Daikin Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Exedy Corp
Priority date: 1984-01-06
Filing date: 1985-01-04
Publication date: 1985-09-05
Also published as: JPS60146922A; DE3500176C2; FR2557945A1; FR2557945B1; US4646899A

Description

Dipl.-lni!. Olio ΙΙιιμιΊ, l)i|i|.-|ii(!. Mmilral S.iir-i. Ι';ιΙι·ιι1.ιιην.ιΙι<.\ ( umih.isIi Xl I)S Mim, Iiii λ I

Für die vorliegende Anmeldung wird die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 59-1056 vom 06. Januar 1984 in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft ein Torsionsdämpfungsscheibe, insbesondere dergestalt, daß eine Scheibenplatte drehbar durch eine zentrale Nabe gehalten ist. Eine solche Torsionsdämpfungsscheibe ist hauptsächlich für Kupplungsscheiben von Kraftfahrzeugkupplungen geeignet.

Es ist eine für die Kupplungsscheibe einer Kraftfahrzeugkupplung geeignete Dämpfungsscheibe bekannt, bei welcher eine Schraubenfeder oder ein gummiartiger, elastischer Körper vorgesehen ist, wie das in Figur 1 dargestellt ist. Dabei weist eine zentrale Nabe 1 einen damit einstückig ausgebildeten Ringflansch 2 auf und ist über eine an der inneren Umfangsflache vorgesehene Keilausbildung 3 auf eine nicht dargestellte Ausgangswelle aufgesteckt. Eine zu dem Ringflansch 2 parallele Scheibenplatte 4 ist durch die Nabe 1 drehbar gehalten, und ein an die äußere Peripherie der Platte 4 geschraubter Belag 5 ist so ausgebildet, daß dieser zwischen einem antriebsseitigem Schwungrad und einer Druckplatte (beide nicht abgebildet) aufgenommen wird. Die Platte 4 weist eine Vielzahl von Öffnungen 6 auf, die auf ein- und derselben ümfangslinie vorgesehen sind, und der Ringflansch 2 weist in entsprechender Weise ebenfalls Öffnungen 7 auf. Eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Kompressions-Schraubenfeder 8 oder ein gummiartiger, elastischer Körper 9 ist in jedem Paar von Öffnungen 6 und 7 angeordnet.

Dipl.-Ing. OtUi I lügcl, Dipl.-lng. Manfred S.i.nci, I'iilcnlamv.ilk·. ((imiiIu-.U St. I)-K Mui

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Bei dieser herkömmlichen Ausbildung müssen die Öffnungen 6 und 7 in ürafangsrichtung lang ausgebildet werden, um durch die Einstellung eines großen maximalen Verdrehwinkels den Schwingungsdämpfungseffekt zu verbessern. Durch diese relativ groß bemessenen Öffnungen 6 und 7 wird allerdings die Festigkeit des Flansches 2 und der Platte 4 beeinträchtigt. Außerdem ist es aus räumlichen Gründen nicht möglich, den Verdrehwinkel extrem groß zu bemessen.

Damit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Torsionsdämpfungsscheibe so auzubilden, daß ein großer Verdrehwinkel ohne Beeinträchtigung der Festigkeit des Nabenflansches und der Scheibenplatte und eine hohe Schwingungsdämpfungswirkung erreicht wird.

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

Dazu weist eine Torsionsdämpfungsscheibe gemäß vorliegender Erfindung eine annähernd senkrecht zur Mittellinie einer Nabe angeordnete Scheibenplatte auf, die drehbar durch die zentrale Nabe gehalten ist, welche einen äußeren Flansch aufweist. Nach kennzeichnenden Merkmalen der Erfindung ist einerseits an dem Flansch oder der Scheibenplatte eine Vielzahl von Stopperbzw. Anschlagelementen vorgesehen, während andererseits in ümfangsrichtung der Scheibe zwischen den Stopperelementen verteilt jeweils Druckelemente an der Scheibenplatte bzw. dem Flansch angeordnet sind. Über und zwischen den Stopperelementen ist ein flexibles Element angeordnet. Die Druckelemente

Dipl.-Ing. Olio Flügel, Dipl.-Ing. Manfred S.'iuer, I'alenlaiiwiilte. ( osim.islr. Sl, I)-S MüikIkmi SI

werden an das zwischen den Stopperelementen angeordnete flexible Element gedrückt. Die Spannung des flexiblen Elements ist elastisch veränderbar, indem ein elastisches Element mindestens in eine der Lücken zwischen dem Stopperelement, dem Druckelement und dem flexiblen Element eingesetzt wird.

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 eine Teilansicht einer herkömmlich ausgebildeten Dämpfungsscheibe;

Figur 2 einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Dämpfungsscheibe;

Figur 3 eine Schnittansicht nach der Linie III-III von Figur 2;

Figur 4 eine Schnittansicht nach der Linie IV-IV von Figur 2;

Figur 5 eine graphische Darstellung der Verdrehwinkel-Verdrehdrehmoment-Charakteristik.

Dipl.-hu: Olli) llüucl. Dipl.-Ing. M;iiificii S.avr. 1'iiK-MLiim.iltc. (i.,!in.ish. SI. I)-S Miuklien Xl

Figur 2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Dämpfungsscheibe, die in einer Kraftfahrzeugkupplung verwendet wird. Eine zentrale Nabe 11 weist an deren innerer Umfangsflache eine Keilausbildung 12 auf, über welche die Nabe auf eine Ausgangswelle aufgesteckt wird. An der äußeren Umfangsfläche der Nabe sind damit einstückige Flansche 13 ausgebildet, die radial in drei Richtungen abragen. Die Flansche 13 sind in drei Gruppen vorgesehen, deren jeweils eine aus zwei einander gegenüberliegenden Teilen besteht, die - wie in Figur 3 gezeigt - in Richtung der Mittellinie 0, - 0, voneinander beabstandet sind. Ein sich parallel zur Mittellinie erstrekkender Bolzen bzw. Zapfen 14 ist zwischen jedes Paar Flansche 13 und 13 eingesetzt, und ein Rollkörper 15 ist drehbar auf den Bolzen bzw. Zapfen 14 aufgesteckt. Eine parallel zu dem Flansch 13 angeordnete Scheibenplatte bzw. plattenförmige Scheibe 16 ist drehbar an der äußeren Umfangsflache der Nabe 11 festgelegt. Eine Halteplatte 17 und eine Kupplungsplatte 18, die zusammen die Platte 16 bilden, liegen einander derart gegenüber, daß der Flansch 13 von beiden Seiten zwischen diesen Platten aufgenommen wird, wobei die Platten 17 und 18 mit Hilfe eines sich parallel zur Mittellinie 0, - 0, erstreckenden Bolzens bzw. Zapfens 19 miteinander verbunden sind. Ein Rollkörper 21 ist über einen zylinderförmigen, elastischen Körper 20 (z.B. einen Gummikörper) auf den mittleren Teil des Zapfens 19 aufgesteckt, und ein Distanzelement 22, dessen Dicke jener des Flansches 13 entspricht, ist jeweils zwischen dem Rollkörper 21 und den Platten 17 und 18 angeordnet. Die innere Peripherie einer radial vorspringenden Pufferplatte 23 ist an die äußere Peripherie der Kupp-

Dipl.-lug. Olio I liipcl, Dipl.-Inp. Μ,ιιΐΙινιΙ S.ij-cr. I'.ili-iil.inu.ilu-. ι ομιπ.γ.11 XI. I)-S ΜιιικΙκίι Sl

lungsplatte 18 geschraubt, und ein Belag 24 ist an beide Seiten der Platte 23 geschraubt.

In Figur 2 ist der Bolzen bzw. Zapfen 19 auf ein- und derselben Umfangslinie an drei gleich beabstandeten Stellen vorgesehen. Auch der elastische Körper 20 und der Rollkörper 21 sind jeweils an drei Stellen angeordnet. Die innere Umfangsseite eines ringförmigen Stahlriemens 30 ist über jeden Rollkörper 21 gelegt, und die äußere Umfangsseite des Riemens 30 wird durch die jeweils zwischen den Rollkörpern 21 angeordneten Rollkörper 15 radial nach innen gedrückt und in einem in Richtung auf die Seite der Nabe 11 gebogenen bzw. durchgebogenen Zustand gehalten. Ein ringförmiges Streifenelement, in welchem dünne Drähte zu einem litzenartigen Band geflochten sind, dient als Kernmaterial 31 des in Fig. 4 gezeigten Riemens 30, und an beiden Oberflächen des Kernmaterials 31 sind elastische Körper 32 und 33 (zum Beispiel Gummikörper) angeformt. Die Dicke des Kernmaterials 31 beträgt 0,6 mm und die gesamte Dicke des Riemens 30 etwa 5 mm. Folglich verfügt der Riemen 30 über Flexibilität bzw. Biegsamkeit, wobei dessen Oberfläche gleichzeitig elastisch ist.

Im folgenden wird die Funktion der erfindungsgemäßen Dämpfungsscheibe beschrieben. Da die Torsion bzw. Verdrehung zwischen der Scheibenplatte 16 und der Nabe 11 relativ ist, wird der einfacheren Beschreibung halber davon ausgegangen, daß die Platte 16 festgelegt und die Nabe 11 einem Verdrehdrehmoment in einer Richtung X, ausgesetzt ist. Figur 2 zeigt den Neutralzustand, der aufgrund der kleinsten Spannung des Stahlriemens stabil ist, das heißt jeder Rollkörper 15 befindet sich in einer in Umfangsabstandsrichtung der Rollkörper

|)i|>l.-Iiit!. (»ld Hügel. Dipl.-Ing. Μ;ιηΙΊνιΙ Siigcr, l'ak-nlarm.illc. Cusiin.islr. Kl. I)-S Muiuiu-ii Kl

21 zentralen Lage. Wenn die Verdrehung der Nabe 11 gegegenüber der Platte 16 in Richtung X, einsetzt, rollt der Rollkörper 15 an der äußeren Umfangsflache des Stahlriemens 30 in die Richtung des Pfeils X,. Im Zuge der Annäherung des Rollkörpers 15 an den Rollkörper 21 wird auf den Riemen 3 0 großer Druck ausgeübt, und die elastischen Körper 32 und 33 (Figur 4) des Riemens 30 werden diesem Druck entsprechend zusammengedrückt. Ebenso wird der elastische Körper 20 in einer Richtung zusammengedrückt, in der die Bewegung des Rollkörpers 21 in Richtung auf die Seite der Scheibenmitte bewirkt wird. Wenn der Rollkörper 15 die anhand der schwach gezeichneten Linie 15' dargestellte Position erreicht und über den Riemen 30 an dem Rollkörper 21 angreift, findet eine weitere Verdrehung nicht mehr statt. In diesem Moment entspricht ein Verdrehwinkel Θ, dem maximalen Verdrehwinkel. Wenn das Verdrehdrehmoment aufgehoben wird, wird der Rollkörper 15 durch die elastische Kraft der elastischen Körper 20, 32 und 33 in die Neutrallage zurückgeführt, und es wird ein Hysteresedrehmoment erzeugt, das aufgrund der in den elastischen Körpern 20, 32 und 33 durch den oben beschriebenen Verdrehvorgang entstehenden inneren Reibung etc. Vibrations- bzw. Schwingungsenergie absorbiert.

Dieselbe Funktion ist auch in dem Falle ersichtlich, in dem die Nabe 11 in der Gegenrichtung von X, verdreht wird und der Winkel, in welchem der Rollkörper 15 die Position der schwach gezeichneten Linie 15" erreicht, dem maximalen Verdrehwinkel entspricht (Verdrehwinkel: -Θ,). Die Relation zwischen einem Verdrehwinkel θ und einem Verdrehdrehmoment T der oben be-

Dipl.-lug. Olio I Ιιΐ!Κ·Ι, Dipl.-ΐπμ M.HiIrOiI S.iiuT, I'alcnUinwiilU', Cnsiin.isti. SI. DN Muiiilun Ml

schriebenen Funktion bzw. des Ablaufs läßt sich an einer Kurve A in Figur 5 ablesen (wobei ein Hysteresedrehmoment dort nicht angegeben ist).

Wenn sich die Scheibe bei hoher Geschwindigkeit dreht, nimmt die Spannung des Riemens 30 zu, da nämlich der Rollkörper 21 von Figur 2 in Richtung auf die äußere Umfangsseite der Scheibe bewegt wird. Daraus ergibt sich, daß das Verdrehdrehmoment T im Verhältnis zu dem Verdrehwinkel θ im Vergleich zu jenem bei niedriger Geschwindigkeit groß wird, was sich zum Beispiel an der Bezugskurve B von Figur 5 ablesen läßt.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Dämpfungsscheibe wird nachstehend erläutert. Erfindungsgemäß ist eine Vielzahl von Stopper- bzw. Anschlagelementen (zum Beispiel die Rollkörper 21) einerseits an dem Flansch 13 oder der Scheibenplatte 16 angeordnet, während Druck- bzw. Andrückelemente (zum Beispiel die Rollkörper 15) andererseits in ümfangsrichtung der Scheibe jeweils zwischen den Stopperelementen an dem jeweils anderen Teil - Scheibenplatte 16 oder Flansch 13 - angeordnet sind. Das flexible bzw. biegsame Element (zum Beispiel der Stahlriemen 30) ist über jedes Stopperelement gelegt. Die Druck- bzw. Andrückelemente werden an das über und zwischen die Stopperelemente gelegte flexible bzw. biegsame Element gedrückt. Dabei wird die Spannung bzw. Zugspannung des flexiblen Elements durch Einsetzen des elastischen Elements (zum Beispiel die elastischen Körper 20,32 und 33) in mindestens eine der Lücken zwischen dem Stopperelement, dem Druckelement und dem biegsamen Element elastisch veränderbar gestaltet, so daß folgende Vorteile erzielt werden:

Dipl.-liii!. Otto I lüivl. Dipl.-Ing. Manfred Slicer. I'aicnl.inu.ilii.·. ('osiinii-.tr. SI. I)-S München S!

(a) Durch eine breite Verdrehwinkel-Charakteristik, die bei herkömmlichen Ausbildungen nicht möglich ist, wird eine Torsionsdämpfungsscheibe mit hoher Schwingungsdämpfungswirkung erreicht.

(b) Da sich das Verdrehdrehmoment im Verhältnis zu einem größer werdenden Verdrehwinkel progressiv ändert, verfügt die erfindungsgemäße Dämpfungsscheibe über eine hervorragende Torsionsschwingungs-Dämpfungsfähigkeit.

Alternative Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend beschrieben.

(a) Anstelle der Ausbildung, nach welcher der maximale Verdrehwinkel dadurch eingestellt bzw. festgesetzt wird, daß der Rollkörper 15 mit dem Rollkörper 21 in Kontakt gebracht wird, kann auch ein separater Stopp- bzw. Anschlagmechanismus vorgesehen werden, der die Torsion der Scheibe begrenzt.

(b) Dadurch, daß der Rollkörper 15 weiter zur Innseite hin angeordnet wird als der Rollkörper 21, so daß deren gegenseitiger Kontakt verhindert wird, läßt sich der maximale Verdrehwinkel noch größer bemessen.

(c) Zwischen dem Bolzen bzw. Zapfen 14 und dem Rollkörper 15 kann ein elastischer Körper angeordnet werden. Wenn in diesem Falle zumindest dieser elastische Körper an einer beliebigen Stelle, nämlich an dem Riemen 30, zwischen dem Zapfen 14 und dem Rollkörper 15 und/oder zwischen dem Zapfen 19 und dem Rollkörper 21 angeordnet wird, wird die Erfindung wirksam. Die Erfindung ist auch dann durchführbar, wenn der Riemen 30

ΠφΙ.-Ιημ. Olli) I-kiiicl, Dipl.-Ing. Maiil'rccl Siigcr, l';itonl;in\v,"iltc, Cosinuistr. NI. I)-S München Xl

nicht mit den angegossenen elastischen Körpern 32 und 33 versehen wird.

(d) Dünnes Plattenmaterial oder drahtähnliches Material kann als Kernmaterial 31 des Riemens 30 verwendet werden. Der Riemen 30 erfüllt seine Funktion auch dann, wenn dieser nicht ringförmig ausgebildet ist. Der Riemen 30 kann an dem Stopperelement befestigt werden.

(e) Der Flansch 13 dient als Führung, die verhindert, daß der Riemen 30 von den Rollkörpern gleitet. Als zusätzliche Riemenführungselemente können an die Rollkörper 15 und 21 Nasen, Spurkränze etc. angeformt werden. Wird für den Riemen 3 0 Draht verwendet, so können die Rollkörper 15 und 21 mit Ringnuten versehen werden.

(f) Der Rollkörper 21 kann drehbar oder nicht drehbar angeordnet sein.

(g) Die Stopperelemente, über welche der Riemen 30 gelegt wird, können auf der Seite des Flansches 13 und die Druck- bzw. Andrückelemente auf der Seite der Scheibenplatte 16 angeordnet sein.

(h) Der Flansch 13 kann auch plattenartige Form aufweisen.

(i) Die Stopperelemente und Druck- bzw. Andrückelemente müssen nicht notwendigerweise als Rollkörper ausgebildet sein, sondern können z.B. auch lediglich in Form von Vorsprüngen oder Zapfen vorgesehen sein.

Dipl.-lnu. Otio 1 Higcl. Dipl.-lng. Manlrvil Siipi-r. Ι'.ιΐαΗ;ιη«:ϊΗο, CoNima-.tr. SI. I)-K Miiikhcn Xl

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(j) Zwischen der Halteplatte 17 und dem Flansch 13 und/oder zwischen dem Flansch 13 und der Scheibenplatte 16 kann eine zusätzliche Reibungsdämpfungseinrichtung vorgesehen werden.

Claims

Patentansprüche

1. Torsionsdampfungsschexbe mit einer annähernd senkrecht zur Mittellinie einer zentralen Nabe angeordneten und durch die mit einem äußeren Flansch ausgestattete zentrale Nabe drehbar gehaltenen Scheibenplatte, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Stopper- bzw. Anschlagelementen (21), die an dem Flansch (13) oder der Scheibenplatte (16) angeordnet sind, Druck- bzw. Andrückelemente (15), die an dem jeweils anderen Teil - Flansch (13) oder Scheibenplatte (16) - in Umfangsrichtung jeweils zwischen den Stopperelementen (21) angeordnet sind, und ein flexibles bzw. biegsames Element (30), das über und zwischen die Stopperelemente (21) gelegt ist, wobei die Druck- bzw. Andrückelemente (15) an das über und zwischen die Stopperelemente (21) gelegte flexible bzw. biegsame Element (30) gedrückt werden und wobei die Spannung bzw. Zugspannung des flexiblen bzw. biegsamen Elements (30) durch Einsetzen eines elastischen Elements (20, 32,33) in mindestens eine der Lücken zwischen dem Stopperelement (21), dem Druck- bzw. Andrückelement (15) und dem flexiblen Element (30) elastisch veränderbar ist.

Dipl.-liig. OUo 1 ΊίιμοΙ, I)ipl.-Ing. Miuil'ral S.'igcr, Patcnuuiwiilu-. ( nsmuiMr. SI. D-S Mm Qi J« 00176

2. Torsionsdämpfungsscheibe nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibenplatte (16) aus einer Halteplatte (17) und einer Kupplungsplatte (18) gebildet ist und daß das Stopperelement in Form eines Rollkörpers (21) vorgesehen ist, der auf einen Bolzen bzw. Zapfen (19) aufgesteckt und durch diesen gehalten ist, wobei der Bolzen (19) zwischen der Halteplatte (17) und der Kupplungsplatte (18) angeordnet ist.

3. Torsionsdämpfungsscheibe nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß das Druckbzw. Andrückelement in Form eines Rollkörpers (15) vorgesehen ist, der durch einen sich parallel zur Mittellinie der Scheibe erstreckenden Bolzen bzw. Zapfen (14) drehbar gelagert ist, und daß der Bolzen bzw. Zapfen (14) durch ein Paar Flansche (13) gehalten ist, die an der Nabe (11) ausgebildet sind.

4. Torsionsdämpfungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible bzw. biegsame Element in Form eines ringförmigen Stahlriemens (30) vorgesehen ist, der durch Aufformen elastischer Körper (32,33) auf beide Oberflächen eines Kernmaterials (31) gebildet wird, welches ein Streifenelement enthält, in welchem dünne Drähte zu einem Band geflochten sind.

5. Torsionsdämpfungsscheibe nach Anspruch 2, d a durch gekennzeichnet, daß das elastische Element in Form eines zylinderförmigen elastischen Körpers (20) vorgesehen ist, der zwischen den Bolzen bzw. Zapfen (19) und den Rollkörper (21) eingesetzt ist.

ORIGIN

Dipl.-Iny. Otto Hügel, Dipl.-Ing. Manlral Seiger, Fatcntaiiwüllc. CoMivmstr. S!. I)-S Muiklwn Nl

6. Torsionsdämpfungsscheibe nach Anspruch 1, d a durch gekennzeichnet, daß die Stopperbzw. Anschlagelemente (21) an drei gleich beabstandeten Stellen in Umfangsrichtung der Scheibe angeordnet sind, daß die Druck- bzw. Andrückelemente (15) ebenfalls an drei gleich beabstandeten Stellen in Umfangsrichtung der Scheibe angeordnet sind, daß das flexible bzw. biegsame Element (30) ringförmig ausgebildet ist und dessen innere Umfangsseite über die Stopperelemente (21) gelegt ist und daß das Druck- bzw. Andrückelement (15) an eine äußere Umfangsseite des biegsamen Elements (30) zwischen den Stopperelementen (21) gedrückt wird.