DE3732675C2

DE3732675C2 -

Info

Publication number: DE3732675C2
Application number: DE3732675A
Authority: DE
Inventors: Junji Toyota Aichi Jp Kagiyama; Kiyonori Chiryu Aichi Jp Kobayashi; Masakazu Toyoake Aichi Jp Kamiya
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1986-09-30
Filing date: 1987-09-28
Publication date: 1991-01-03
Also published as: US4850932A; JPS6388323A; DE3732675A1; JPH079252B2; FR2604503B1; FR2604503A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Aufnahme einer Drehmomentänderung nach dem Oberbegriff des Patentan spruchs 1.

Aus der DE 35 29 816 A1 ist eine Vorrichtung zur Aufnahme einer Drehmomentänderung bekannt, bei der zwischen zwei getrennten, konzentrischen und drehbaren Trägheitsmassen ein Hysterese-, ein Dämpfungs- und ein Drehmomentbegrenzungs mechanismus angeordnet sind. Der Dämpfungsmechanismus besteht aus mehreren Dämpfungseinheiten, die jeweils eine Schrauben feder aufweisen und zwischen den Trägheitsmassen bei einer Relativverdrehung derselben zueinander gleichwirkend ihre Dämpfungsfunktion ausüben.

Diese Dämpfungseinheiten sind wirksam, sofern die Eigenfre quenz ihrer Schraubenfeder unterhalb der Motordrehzahl, z. B. der Leerlaufdrehzahl, verbleiben kann. Hierzu ist ein einen bestimmten Relativverdrehungswinkel zwischen den beiden Trägheitsmassen umfassendes Spiel erforderlich, wenn insgesamt ein großer Relativverdrehungswinkel ermöglicht sein soll, da durch die Schraubenfeder nur ein begrenzter Relativ verdrehungswinkel zur Verfügung stellbar ist.

Wenn dieses Spiel demgemäß vergleichsweise groß ist, bewirkt die Betätigung des Gaspedals bei einem vergleichsweise kleinen Drehmoment ein Rattern des Differentials oder ein Stottern und Saugen des Fahrzeugantriebs. Um diese Erschei nungen zu kompensieren, sollte die Hysterese der verwendeten Dämpfungseinheit von erheblicher Größenordnung sein. Andererseits sollte diese Hysterese von geringer Größenordnung sein, um feine Schwingungen, die im Leerlauf des Motors oder bei einer langsamen Beschleunigung des Fahrzeugs auftreten, aufnehmen zu können. Im Falle der bekannten Vorrichtung zur Drehmomentänderung wird hinsichtlich der Hysterese-Eigenschaften der Dämpfungseinheit ein Mittelweg eingeschlagen, der beide Anforderungen einigermaßen zufriedenstellend, jedoch keineswegs optimal erfüllt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Aufnahme einer Drehmomentänderung zu schaffen, deren Dämpfungsmechanismus bei unterschiedlichen Anforderungen jeweils optimal an die entsprechende Anforderung angepaßte Hysterese-Eigenschaften zur Verfügung stellen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Aufnahme einer Drehmomentänderung mit den Merkmalen des kenn zeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Hinter einanderschaltung von Federn innerhalb einer Dämpfungseinheit ermöglicht es, daß einerseits ein großer Relativverdrehungs winkel zur Verfügung steht und andererseits je nach Anforde rung sowohl eine Hysterese von großer als auch von geringer Größenordnung zur Verfügung steht.

Somit sind sowohl ein Rattern des Differentials bzw. ein Stottern des Fahrzeugantriebs ausgeschlossen als auch die Dämpfung bzw. Aufnahme kleiner, ein unangenehmes Geräusch verursachender Schwingungen und Vibrationen gewährleistet.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeich nung anhand bevorzugter Ausführungsformen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Frontansicht einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Vorrichtung zur Aufnahme einer Drehmomentänderung;

Fig. 2 den Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 ein Kurvenbild der Torsionskennlinien der Vorrichtung;

Fig. 4 einen vergrößerten Querschnitt einer anderen Ausführungsform oder Vorrichtung zur Aufnahme einer Drehmomentänderung.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Vorrichtung umfaßt einen Satz Federn bzw. Schraubenfedern 51, 52, 53 und Federsitze 10, die zwischen einer Antriebsscheibe 1 mit einem Fenster 16 und einer Antriebsscheibe 2 mit einem zugeordneten Fenster 17 angeordnet und in den Fenstern 16, 17 hinteinandergeschaltet sind. Die Schraubenfedern 51, 52, 53 sind zwischen einem Ende 25 des Fensters 17 in der Antriebs scheibe 2 und einem Ende 19 des Fensters 16 in der Antriebs scheibe 1 gehalten. Eine schwimmende Scheibe 42 hat einen Arm 12, der zwischen einander benachbarten Federn 51 und 52 liegt, und eine andere schwimmende Scheibe 41 hat einen Arm 11, der zwischen den einander benachbarten Federn 52 und 53 gehalten ist. Die schwimmenden Scheiben 41, 42 sind jeweils als Ring ausgebildet und radial außerhalb der Schraubenfedern 51, 52, 53 angeordnet. Ferner liegen die schwim menden Scheiben 41, 42 zueinander koaxial, wobei sich zwischen ihnen ein Reibelement 9 befindet. Ein weiteres Reib element 9 ist zwischen einer schwimmenden Platte 3 und der schwimmenden Scheibe 41 und ein drittes Reibelement 9 ist zwischen der schwimmenden Scheibe 42 und der Antriebs scheibe 2 angeordnet.

Die Reibelemente 9 haben einen sehr niedrigen Reibungskoef fizienten, der dem der schwimmenden Scheiben 41, 42, die auf die Schraubenfedern 51, 52, 53 einwirken, entspricht. Eine Teller- oder Kegelfeder 18 liegt zwischen der Antriebsscheibe 1 und der schwimmenden Platte 3, die axial, jedoch nicht in Umfangs richtung oder radial zur Vorrichtung bewegbar ist. Die Antriebsscheibe 2 und die schwimmende Platte 3 sind mit einer Trägheitsmasse 6 auf der Antriebsseite bewegbar.

Die ringförmigen schwimmenden Scheiben 41, 42 umgeben die Schraubenfedern 51, 52, 53. Die Arme 11 und 12 der schwimmenden Scheiben 41 und 42 bilden eine kreisförmige Folge und sind in gleicher Anzahl vorhanden wie Tellerarme 15 eines angetriebenen Tellers. Diese Tellerarme 15 weisen einen in Umfangsrichtung gerichteten Vorsprung 15a auf, der von einer benachbarten, in Umfangsrichtung ver laufenden Ausnehmung 53b in einem Halteglied 53a für die Feder 53 um einen Winkel α des Verdrehungsspiels beabstandet ist, der jedoch mit der Ausnehmung 53b bei einer Relativdrehung zwischen Tellerarm 15 und Halteglied 53a in Eingriff gelangen kann. Der Winkel α ist auch in der Fig. 3 angegeben.

Die Ausgangsleistung einer (nicht gezeigten) Brennkraftma schine wird auf die Trägheitsmasse 6 durch eine Antriebswel le 20 übertragen.

(a) Wenn das von der Trägheitsmasse 6 aufgenommene Drehmo ment geringer ist als das Hysteresedrehmoment eines Hy steresemechanismus 8, so bewegt sich der Tellerarm 15 am angetrie benen Teller innerhalb des Winkels α nur in einem sehr klei nen Ausmaß, wie die Fig. 3 zeigt.
(b) Wenn das von der Trägheitsmasse 6 aufgenommene Drehmo ment nicht niedriger als das Hysteresedrehmoment des Hysterese mechanismus 8 und nicht höher als das die schwimmende Scheibe 41 allein bewegende Hysteresedrehmoment ist, so steht der Arm 11 der schwimmenden Scheibe 41 mit Bezug zur Bewegung der Antriebsscheibe 2 in Ruhe. Das Hysteresedrehmoment für die gesamte Anordnung wird allein vom Hysteresemechanismus 8 erzeugt, und es arbeitet lediglich die Schraubenfeder 53, wie an der Stelle 21 in Fig. 3 dargestellt ist.
(c) Wenn das von der Trägheitsmasse 6 aufgenommene Drehmo ment gleich dem oder höher als der unter (b) beschrie bene Bereich und gleich dem oder niedriger als das Hysterese drehmoment ist, das die beiden schwimmenden Scheiben 41 und 42 bewegt, dann bewegt sich der Arm 11 der schwimmenden Scheibe 41 und wirkt auf die Schraubenfeder 52 ein. Der Arm 12 der schwimmenden Scheibe 42 bleibt mit Bezug zum Arm 11 in Ruhe. Das Hysteresedrehmoment für die gesamte Anordnung ist gleich dem durch den Hysteresemechanismus 8 erzeugten Drehmoment plus dem Drehmoment, das zur Bewegung der schwimmenden Scheibe 41 erforderlich ist. Die Schraubenfedern 53 und 52 wirken, wie an der Stelle 22 in Fig. 3 dargestellt ist, in einer Hintereinanderschaltung.
(d) Wenn das von der Trägheitsmasse 6 aufgenommene Drehmo ment gleich dem oder höher als der unter (c) beschriebene Bereich ist, so bewegt sich der Arm 12 der schwimmenden Scheibe 42 und wirkt auf die Schraubenfeder 51 ein. Das Drehmoment wird dann von dem getriebenen Tellerarm 15 auf eine Scheibe 14 durch die Federn 53, 52 und 51 übertragen. Hierauf wird es über ein Reibelement an einem Drehmomentbegrenzer 13 auf eine Trägheitsmasse 7 auf der getriebenen Seite übertragen. Das Hysteresedrehmoment für die gesamte Anordnung ist nun gleich dem vom Hysteresemechanismus 8 erzeugten Drehmoment plus dem Drehmoment, das für die Bewegung der beiden schwim menden Scheiben 41 und 42 erforderlich ist. Die drei Schrau benfedern 53, 52 und 51 wirken in einer Hintereinanderschal tung, wie an der Stelle 23 in Fig. 3 dargestellt ist.

Wenn Resonanz auftritt, so wirkt der Drehmomentbegrenzer 13 dahingehend, einen weiten Verdrehungswinkel zu liefern, wie in Fig. 3 an der Stelle 24 angegeben ist.

Ein spezifischer Hysterese-Größenwert wird in Abhängigkeit vom Ausmaß der Drehmomentänderung erzeugt, um die wirksame Absorption jeglicher Torsionsschwingung, ob sie groß oder klein ist, zu ermöglichen. Ferner können die Drehmoment- Übertragungsleistung des Begrenzungsmechanismus und diejeni ge des schwimmenden Mechanismus mit unterschiedlichen Werten in Übereinstimmung mit dem erforderlichen Hysterese-Größen wert festgesetzt werden.

Die Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der eine Feder 32 zwischen zwei ringförmigen schwimmenden Scheiben 31 angeordnet ist. Die schwimmenden Scheiben 31 werden durch einen Abstandshalter 35 drehbar getragen, welcher seinerseits drehbar auf einem getriebenen Teller 36 gelagert ist, und sie sind zwischen zwei getriebenen Scheiben 41′ und 42′, welche auf dem getriebenen Teller 36 drehbar gelagert sind, angeordnet. Zwischen der einen schwimmenden Scheibe 31 und der getriebenen Scheibe 41′ ist ein Reibelement 33 angeordnet, und zwischen der anderen schwimmenden Scheibe 31 sowie der getriebenen Scheibe 42′ befindet sich ein weiteres Reibelement 33. Der Abstandshal ter 35 ist an den getriebenen Scheiben 41′ und 42′ befestigt. Zwischen der getriebenen Scheibe 41′ und dem getriebenen Teller 36 sowie zwischen der getriebenen Scheibe 42′ und einer Schwungradscheibe 37 sind jeweils ein Reibelement 61 angeordnet. Die Schwungradscheibe 37 ist mit einem Schwung rad 39 so verbunden, daß sie axial, jedoch nicht in Umfangs richtung oder radial zu dieser bewegbar ist. Eine Teller- oder Kegel feder 38 befindet sich zwischen der Schwungradscheibe 37 und dem Schwungrad 39.

Der getriebenen Scheibe 41′ wird durch die schwimmenden Schei ben 31 und drei Schraubenfedern 40, die hintereinandergeschal tet sind, ein Drehmoment vermittelt, das von der getriebenen Scheibe 41′ durch den Abstandshalter 35 auf die getriebene Scheibe 42′ und von dieser durch das Reibelement 61 und die Schwungradscheibe 37 auf das Schwungrad 39 übertragen wird. Die Drehmomentübertragung findet unabhängig vom schwimmenden Mechanismus statt, und die Vorrichtung ist funktionell zu derjenigen der Fig. 1 und 2 identisch.

Die Reibelemente, die einen geeigne ten Reibungskoeffizienten aufweisen, und die zugeordneten schwimmenden Scheiben sind zwischen dem angrenzenden Dämpfungs mechanismus (Schraubenfedern) angeordnet, wobei diese Federn in einer Hintereinanderschaltung zwischen den Trägheitsmas sen liegen. Diese Anordnung ermöglicht es, einen weiten Ver drehungswinkel und einen hohen Hysterese-Größenwert, jedoch auch einen sehr kleinen Hysterese-Größenwert zu verwirklichen, und damit wird die Notwendigkeit für jeglichen großen Winkel eines Verdrehungsspiels beseitigt. Die einen hohen Größenwert aufweisende Hysterese verhindert das Rattern des Differentials und das Stottern des Fahrzeugs, während die einen sehr klei nen Größenwert aufweisende Hysterese jegliche feine Vibration, die zu einem unangenehmen Geräusch führt, unterbindet.

Claims

1. Vorrichtung zur Aufnahme einer Drehmomentänderung mit einem Hysterese-, einem Dämpfungs- und einem Drehmomentbe grenzungsmechanismus, die zwischen zwei getrennten, koaxial angeordneten und drehbaren Trägheitsmassen angeordnet sind, wobei der Dämpfungsmechanismus eine elastische Federeinrich tung, Reibelemente und schwimmende Scheiben aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung mehrere Federn (51, 52, 53; 40) aufweist, die zwischen den Trägheitsmassen (6, 7) in Hintereinanderschaltung angeordnet sind, und daß jede schwimmende Scheibe (41, 42; 31) und das ihr zugeordnete Reibelement (9; 33) mit zumindest einer der hintereinander geschalteten Federn (51, 52, 53; 40) der Federeinrichtung zusammenwirkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der schwimmenden Scheiben (41, 42) und der Reibelemente (9) um eins geringer ist als die Anzahl der Federn (51, 52, 53).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die schwimmenden Scheiben (41, 42) radial außerhalb der Federn (51, 52, 53) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die schwimmenden Scheiben (31) radial innerhalb der Federn (40) angeordnet sind.