DE3726341C2 - Torsionsschwingungsdämpfer mit elastischem Endanschlag - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Torsionsschwingungsdämpfer, insbesondere für eine Kupplungsscheibe einer Reibungskupplung, bestehend aus Drehmoment­ eingangsteilen und Drehmomentausgangsteilen, wobei eine der beiden Gruppen u. a. aus zwei im Abstand gehaltenen, über Abstandselemente fest verbundenen scheibenförmigen Teilen besteht und die andere Gruppe u. a. aus einem schei­ benförmigen Teil, welches zwischen den beiden Teilen der einen Gruppe ange­ ordnet ist, und beide Gruppen gegen die Kraft von Kraftspeichern relativ zueinan­ der verdrehbar sind, und wobei die Abstandselemente das eine scheibenförmige Teil in Öffnungen mit diametralen Endkanten durchdringen und beide den maxi­ malen Verdrehwinkel durch gegenseitiges Anschlagen festlegen.

Ein Torsionsschwingungsdämpfer der o. g. Bauart ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift 35 14 339 bekannt. Bei diesem bekannten Torsions­ schwingungsdämpfer wird eine speziell gestaltete Feder in eine Nabenscheibe eingesetzt und dient den Endanschlägen in Form von Abstandsnieten als federn­ der Anschlag kurz vor der Begrenzung des maximalen Verdrehwinkels.

Der vorliegenden Patentanmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst flache Federkennlinie über einen möglichst großen Verdrehwinkelbereich zu reali­ sieren und im Bereich des Endanschlages die Anschlaggeräusche der Anschlag­ elemente zu unterdrücken.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Hauptanspruch gelöst. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Abstandselemente, bestehend aus einem Hal­ ter mit etwa U-förmigem Querschnitt, wobei das U parallel zur Drehachse ver­ läuft, beide Schenkel des U in Ebenen parallel zu einer Ebene durch die Drehachse angeordnet sind und der Halter in Achsrichtung teilweise die scheibenförmigen Teile in entsprechenden Öffnungen durchdringt und mit diesen vernietet ist und zwischen die Schenkel jedes Halters ein elastisches Abstandsstück eingesetzt ist, welches Aussparungen der Schenkel in Umfangsrichtung durchdringt und um ein vorgegebenes Maß in beide Drehrichtungen vorsteht ist es möglich, die ge­ wünschte flache Federkennlinie über den größten Bereich des Verdrehwinkels zu realisieren und mit den elastischen Abstandsstücken durch den stark progressi­ ven Kraftanstieg ein hohes maximales Drehmoment zu übertragen. Dabei dämpfen die elastischen Abstandsstücke das Anschlaggeräusch durch die Endkanten der entsprechenden Öffnungen. Durch den U-förmigen Querschnitt, durch den Verlauf parallel zur Drehachse der Kupplungsscheibe und durch die Durchdrin­ gung entsprechender Öffnungen in den scheibenförmigen Teilen sowie durch eine entsprechende Vernietung ist eine sehr belastungsfähige Verbindung zwischen den beiden scheibenförmigen Teilen erzielt und eine exakte Halterung für das entsprechende elastische Abstandsstück. Dieses Abstandsstück ist jeweils in einen Halter eingesetzt und ist durchdringt Aussparungen der Schenkel in Um­ fangsrichtung und ein vorgegebenes Maß in beide Drehrichtungen.

Zur weiteren Verbesserung der Verbindung durch die Abstandselemente ist jeder Halter auf der Außenseite des die Schenkel verbindenden Bodens mit einer Ab­ standsplatte entsprechend der lichten Weite des scheibenförmigen Teiles verse­ hen, wodurch der Halter einerseits aus relativ dünnwandigem Material hergestellt werden kann und andererseits große Kräfte im Bereich des Endanschlags über­ tragen werden können. Weiterhin sind die Schenkel der Halter mit Aussparungen versehen, deren axial gerichtete Anlagekanten an den Innenseiten der scheiben­ förmigen Teile anliegen. Dadurch ergibt sich während des Montagevorgangs beim Vernieten eine exakte und belastbare Anlagefläche.

Erfindungsgemäß können die von den elastischen Abstandsstücken durchdrun­ genen Aussparungen beider Schenkel über deren gesamte radiale Erstreckung, sowie parallel und zentrisch zu den scheibenförmigen Teilen verlaufen und eine Breite aufweisen, die geringfügig größer ausgeführt ist als die Breite der Endkanten der Öffnungen. Dadurch ist gewährleistet, daß in diesem Bereich während des Endanschlags keine metallische Berührung auftritt und somit auch keine unerwünschten Geräu­ sche entstehen können.

Dabei füllt das in jeden Halter eingesetzte elastische Abstandsstück den Raum innerhalb der Schenkel und der Aussparungen vollständig aus, so daß sich an jedem Halter ein maximaler Federweg zwischen den beiden Gruppen von schei­ benförmigen Teilen ergibt. Es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, die elasti­ schen Abstandsstücke in diesem Bereich über die Kontur der Schenkel hinaus stehen zu lassen, um den Federweg zu vergrößern.

Die radiale Führung der elastischen Abstandsstücke erfolgt dabei in Form von aus den scheibenförmigen Teilen axial herausgebogenen Lappen.

Die Erfindung wird anschließend anhand von Ausführungsbei­ spielen näher erläutert. Es zeigt im einzelnen

Fig. 1 die Ansicht einer Kupplungsscheibe mit Torsions­ schwingungsdämpfer;

Fig. 2 den Schnitt II-II gemäß Fig. 1;

Fig. 3 die Ansicht A gemäß Fig. 1 von außen her auf den Torsionsschwingungsdämpfer in vergrößerter Darste­ lung;

Fig. 4 bis 6 drei Ansichten eines Abstandsstückes in vergrößerter Darstellung;

Fig. 7 bis 9 drei Ansichten des Halters in vergrößerter Darstellung;

Fig. 10 den Schnitt durch die obere Hälfte einer Kupplungs­ scheibe in abgewandelter Bauart.

Die Fig. 1 und 2 zeigen Ansicht und Schnitt einer Kupp­ lungsscheibe herkömmlicher Bauart mit ihren wesentlichen Einzelteilen. Die Kupplungsscheibe 1 weist zwischen den Reibbelägen 9 und der Nabe 3 einen Torsionsschwingungsdäm­ fer 2 auf, der im vorliegenden Fall beispielsweise aus vier am Umfang verteilten Torsionsfedern 7 besteht sowie aus einer Reibeinrichtung 8. Die Torsionsfedern 7 sind in ent­ sprechenden Fenstern der beiden Deckbleche 5 und 6 sowie der Nabenscheibe 4 angeordnet. Die Nabenscheibe 4 ist dreh­ fest mit der Nabe 3 verbunden. Die Reibbeläge 9 sind in be­ kannter Weise am Außenumfang des Deckbleches 6 fest ange­ ordnet. Die gesamte Einrichtung ist konzentrisch zur Dreh­ achse 10 angeordnet. Im Bereich radial innerhalb der Tor­ sionsfedern ist zwischen den beiden Deckblechen 5 und 6 und der Nabenscheibe 4 eine bekannte Reibeinrichtung 8 angeord­ net. Die beiden Deckbleche 5 und 6 sind im Bereich ihres Außendurchmessers über Abstandselemente 11 auf Abstand ge­ halten und fest miteinander verbunden. Die Verbindungsstel­ len sind vorzugsweise umfangsmäßig jeweils zwischen zwei Torsionsfedern 7 vorgesehen. Die Abstandselemente 11 - wie noch insbesondere in Verbindung mit den Fig. 7 bis 9 er­ läutert wird - beinhalten einen U-förmigen Halter 14, der mit Teilen der Schenkel die Deckbleche 5 und 6 durchdringt und von außen her unter Bildung von Nietköpfen 21 befestigt ist. Die Abstandselemente 11 fungieren im vorliegenden Fall sowohl als Verbindungselemente für die beiden Deckbleche 5 und 6 als auch als Endanschläge für den maximalen Verdreh­ ausschlag zwischen der Nabenscheibe 4 einerseites und den beiden Deckblechen mit den Reibbelägen 9 andererseits. Zu diesem Zweck sind im Bereich der Abstandselemente 11 in der Nabenscheibe 4 Öffnungen 12 vorgesehen, die umfangsmäßig in Endkanten 24 enden. In die Halter 14 der Abstandselemente 11 ist jeweils ein Abstandsstück 13 eingesetzt, welches aus einem elastischen Material besteht. Die Halter 14 sind im vorliegenden Fall mit der offenen Seite des U nach ra­ dial außen verbaut und die Abstandsstücke 13 werden in ra­ dialer Richtung durch axial abgewinkelte Lappen 22 der Deckbleche 5 und 6 gehalten. Eine Anordnung der Halter 14 mit der offenen Seite des U nach radial innen ist ebenfalls möglich, wobei auch hier die Abstandsstücke 13 in radialer Richtung fixiert werden müssen. Wie noch insbesondere in Verbindung mit den Fig. 7 bis 9 zu erläutern sein wird, ist jeder Halter mit einer Abstandsplatte 15 ausgestattet, welche der lichten Weite der beiden Deckbleche 5 und 6 ent­ spricht und als Versteifung während des Nietvorganges und als Endanschlag fungiert. Weiterhin ist aus Fig. 1 die An­ sicht des Nietkopfs 21 zu erkennen und die Anordnung des Lappens 22.

In den Fig. 4 bis 6 sind drei Ansichten des Abstands­ stückes 13 wiedergegeben. Das Abstandsstück besteht aus einem elastischen Material, wie z. B. einem Elastomer oder aus Gummi und weist Stirnflächen 25 auf, die gegenüber dem übrigen Körper hervorstehen, und zwar beispielsweise um das Maß der Materialstärke des Halters 14. Weiterhin ist aus Fig. 5 an beiden Seiten ein Absatz 26 zu erkennen, welcher zum Angriff der umgebogenen Lappen 22 der Deckbleche 5 und 6 dient. In den Fig. 7 bis 9 sind drei Ansichten des Halters 14 wiedergegeben. Der Halter 14 ist vorzugsweise aus Blech hergestellt und ist im wesentlichen U-förmig aus­ gebildet. Die beiden Schenkel 19 erstrecken sich rechtwink­ lig vom Boden 18 weg. Der Boden ist von außen her mit einer Abstandsplatte 15 verstärkt. Die Abstandsplatte 15 weist eine Länge auf entsprechend der lichten Weite zwischen den beiden Deckblechen 5 und 6. Weiterhin sind gemäß Fig. 8 in den Schenkeln 19 Aussparungen 20 angeordnet, die über die gesamte radiale Erstreckung der Schenkel verlaufen und die Anschlagkanten 23 im Bereich des Bodens 18 bilden. Diese Anschlagkanten 23 können sich in den Seitenbereichen der Abstandsplatten 15 fortsetzen. Die Schenkel weisen weiterhin Aussparungen 16 auf, die in den bodenfernen Endbereichen eingebracht sind und welche Anlagekanten 17 bilden, die im Abstand der lichten Weite zwischen den Deckblechen 5 und 6 angeordnet sind.

Der Zusammenbau und die Wirkungsweise der einzelnen Ab­ standsstücke und Halter ist insbesondere in der Darstellung von Fig. 3 zu erkennen. Fig. 3 stellt die Ansicht "A" gemäß Fig. 1 dar, und zwar in vergrößerter Darstellung entspre­ chend den Fig. 4 bis 6 und 7 bis 9. Die Ansicht "A" von außen her auf die Kupplungsscheibe unter Weglassung der Reibbeläge 9 zeigt die beiden Deckbleche 5 und 6 sowie die mittig dazwischen angeordnete Nabenscheibe 4. Im Bereich jedes Abstandselementes 11 ist die Nabenscheibe 4 mit einer Öffnung 12 versehen, die umfangsmäßig von Endkanten 24 be­ grenzt ist. In der dargestellten Ruhestellung ist das Ab­ standselement 11 etwa mittig zwischen den beiden Endkanten 24 angeordnet. Es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, daß die Ruhestellung asymmetrisch vorgesehen wird. In die beiden Deckbleche 5 und 6 ist der Halter 14 in entsprechen­ den Öffnungen eingesetzt, und zwar in dem Bereich, der durch die Aussparungen 16 gebildet ist. Dabei dienen die Anschlagkanten 17 zur Anlage an den Innenwänden der Deck­ bleche. Gleichzeitig ist durch die entsprechende Ausbildung der Längenabmessungen der Abstandsplatte 15 ein weiterer axialer Anschlag für die beiden Deckbleche gegeben. Der über die Außenkontur der Deckbleche 5 und 6 hinausstehende Teil des U-förmigen Halters 14 wird in einem Nietvorgang zu den beiden Nietköpfen 21 angeformt. Damit ist eine feste Verbindung der beiden Deckbleche 5 und 6 untereinander ge­ währleistet sowie ein exakter Abstand der beiden Teile von­ einander für die Unterbringung und gezielte Wirkungsweise der Reibeinrichtung 8. Im vorliegenden Fall sind sämtliche Halter 14 derart in die Deckbleche 5 und 6 eingesetzt, daß die offene Seite des U nach radial außen weist. Von außen her wird dann in jeden Halter 14 ein Abstandsstück 13 ein­ gesetzt. Es sitzt mit seiner ebenen Unterfläche im Boden des Halter 14 und füllt sowohl das "U" vollkommen aus als auch die Aussparungen 20, wodurch jedes Abstandselement 11 in Umfangsrichtung gesehen eben ausgeführt ist durch die Außenwandungen der Schenkel 19 und die Stirnflächen 25 des Abstandsstückes 13. Somit stehen in Umfangsrichtung die Stirnflächen 25 vorzugsweise und die Materialstärke des Halters 14 gegenüber den Anschlagkanten 23 des Bodens 18 vor. Damit ist auch der maximal mögliche Federweg im Zusam­ menwirken zwischen den Endkanten 24 der Nabenscheibe 4 und den Anschlagelementen 11 vorgegeben. Bei einer Relativver­ drehung zwischen der Nabenscheibe 4 einerseits und den Deckblechen 5 und 6 andererseits wird die Endphase durch Anschlagen der Endkanten 24 an die Stirnflächen 25 des Ab­ standsstückes 13 eingeleitet. Die Stirnflächen 25 sind ge­ ringfügig breiter ausgeführt als die Materialstärke der Na­ benscheibe 4, so daß hier lediglich das elastische Material mit den Endkanten 24 in Berührung kommt. Diese Berührung ist daher praktisch geräuschfrei. Durch Zusammenpressen des elastischen Materials des Abstandsstückes 13 wird eine sehr progressive Federkennung erzielt, die einen starken Moment­ anstieg über einen geringen Verdrehwinkel ermöglicht. Als Schutz vor Überbeanspruchung des Abstandsstückes 13 können bei maximaler Belastung die Endkanten 24 an den Anschlag­ kanten 23 der Halter 14 anschlagen. Um hierbei die Flächen­ pressung noch weiter herabzusetzen, ist es möglich, die Ab­ standsplatte 15 jedes Halters 14 so auszuführen, daß deren Seitenkanten mit den Anschlagkanten 23 fluchten. Die Ab­ standsstücke 13 werden jeweils in radialer Richtung im Hal­ ter durch axial umgebogene Lappen 22 gehalten, die aus dem Material der Deckbleche 5 und 6 herausgebogen sind.

Es ist ohne weiteres möglich, die einzelnen Halter 14 so in die Deckbleche 5 und 6 einzusetzen, daß das "U" nach radial innen offen ist. Dann müssen allerdings die Abstandsstücke 13 von innen her eingesetzt werden und auch gegen Heraus­ fallen nach innen durch entsprechende Lappen der Deckbleche gesichert werden.

Fig. 10 zeigt den Schnitt durch die obere Hälfte einer Kupplungsscheibe in abgewandelter Bauform. Hierbei erfolgt die Krafteinleitung über die Reibbeläge 9 und die relativ zur Nabe 28 verdrehbare Scheibe 31. Zwischen der Scheibe 31 und den feststehenden Deckscheiben 29 und 30 sind in be­ kannter Weise Torsionsfedern angeordnet. Die Deckscheiben 29 und 30 sind über Niete 32 fest mit der Nabe 28 verbun­ den. Die beiden Deckscheiben 29 und 30 werden über die be­ reits beschriebenen Abstandselemente 11 untereinander im Bereich ihres Außendurchmessers fest verbunden und auf Ab­ stand gehalten. Sie sind mit den ebenfalls bereits be­ schriebenen Haltern 14 und Abstandsstücken 13 versehen. Sie durchdringen in entsprechenden Öffnungen 27 die Scheibe 31, wobei die Öffnungen 27 umfangsmäßig mit Anschlagkanten 24 entsprechend Fig. 3 versehen sind. Die Halter 14 sind von der Außenseite her mit Nietköpfen 21 fest angeordnet. Die Abstandsstücke 13 werden durch axial umgebogene Lappen 22 der Deckscheiben 29 und 30 gehalten. Eine Reibeinrichtung 8 der üblichen Bauart ist ebenfalls vorgesehen. Die Wirkungs­ weise der Kupplungsscheibe gemäß Fig. 10 entspricht im we­ sentlichen derjenigen der Fig. 1 bis 9, mit dem kleinen Unterschied, daß im vorliegenden Fall die Deckscheiben 29 und 30 mit der Nabe 28 drehfest verbunden sind, während sich die Scheibe 31 diesen Teilen gegenüber gegen die Kraft von Torsionsfedern relativ verdrehen kann. Aufbau und Funktionsweise der Abstandselemente 11 sind die gleichen und müssen deshalb hier nicht näher erläutert werden.

Claims (5)

1. Torsionsschwingungsdämpfer, insbesondere für eine Kupplungsscheibe einer Reibungskupplung, bestehend aus Drehmomenteingangsteilen und Drehmo­ mentausgangsteilen, wobei eine der beiden Gruppen u. a. aus zwei im Abstand gehaltenen, über Abstandselemente fest verbundenen scheibenförmigen Teilen besteht und die andere Gruppe unter anderem aus einem scheibenförmigen Teil, welches zwischen den beiden Teilen der einen Gruppe angeordnet ist, und beide Gruppen gegen die Kraft von Kraftspeichern relativ zueinander verdreh­ bar sind und wobei die Abstandselemente das eine scheibenförmige Teil in Öffnungen mit diametralen Endkanten durchdringen und beide den maximalen Verdrehwinkel durch gegenseitiges Anschlagen festlegen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedes Abstandselement (11) aus einem Halter (14) mit etwa U-förmigen Querschnitt besteht, das "U" parallel zur Drehachse (10) verläuft, beide Schenkel (19) des "U" in Ebenen parallel zu einer Ebene durch die Dreh­ achse (10) angeordnet sind und der Halter in Achsrichtung teilweise die schei­ benförmigen Teile (5, 6; 29, 30) in entsprechenden Öffnungen durchdringt und mit diesen vernietet ist und zwischen die Schenkel (19) jedes Halters (14) ein elastisches Abstandsstück (13) eingesetzt ist, welches Aussparungen (20) der Schenkel (19) in Umfangsrichtung durchdringt und um ein vorgegebenes Maß in beide Drehrichtungen vorsteht.

2. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Halter (14) auf der auf der Außenseite des die Schenkel (19) verbindenden Bodens (18) mit einer Abstandsplatte (15) entsprechend der lichten Weite der scheibenförmigen Teile (5, 6; 29, 30) versehen ist und die Schenkel (19) mit Aussparungen (16) versehen sind, deren axial gerichtete Anlagekanten (17) an den Innenseiten der scheibenförmigen Teile (5, 6; 29, 30) anliegen.

3. Torsionsschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von den elastischen Abstandsstücken (13) durchdrungenen Ausspa­ rungen (20) beider Schenkel (19) über deren gesamte radiale Erstreckung, sowie parallel und zentrisch zu den scheibenförmigen Teilen (5, 6; 29, 30) verlaufen und eine Breite aufweisen, die geringfügig größer ausgeführt ist als die Breite der Endkanten (24) der Öffnungen (12, 27).

4. Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in jeden Halter (14) eingesetzte elastische Abstandsstück (13) den Raum innerhalb der Schenkel (19) und der Aussparungen (20) vollständig aus­ füllt.

5. Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Führung für die elastischen Abstandsstücke (13) in Form von aus den scheibenförmigen Teilen (5, 6; 29, 30) axial herausgebogenen Lap­ pen (22) ausgebildet ist.