DE3809008A1 - Torsionsdaempfungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Torsionsdämpfungsvorrich­ tung, insbesondere einen Spiralfederdämpfer für KFZ-Reibungs­ kupplungen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, wie er vorzugs­ weise bei zwischen Fahrzeugmotor und -Getriebe eingesetzten Reibungskupplungen Verwendung findet.

Ein solcher Spiralfederdämpfer ist beispielsweise aus der US- PS 21 14 247 (Davis) bekannt. Es werden zwei parallel geschaltete Spiralfederdämpferarme zur Torsionsdämpfung ver­ wendet, wobei jeder Arm mit seinem inneren Ende an der Ab­ triebsnabe festgehalten ist, während das äußere Ende der Arme am Antriebsteil eingespannt ist. Zwar wird dadurch eine re­ lativ einfache Konstruktion erreicht. Jedoch kommen nur zwei relativ dicke Federarme zum Einsatz, die zudem in ihrer Höhe entweder im wesentlichen konstant sind oder im wesentlichen ihrer Mitte zu bzw. zur Biegemomentwechsel-Zone hin in ihrer Höhe anwachsend ausgestaltet sind. Die Herstellung dieser relativ dicken Federarme ist verhältnismäßig aufwendig. Der Querschnitt der Federarme ist nicht der Belastung angepaßt, so daß keine konstante Spannungsverteilung über den gesamten Querschnitt, also gleichmäßige Materialbelastung, vorhanden ist. Zudem ist die Anzahl der Arme auf zwei limitiert, wo­ durch die Möglichkeit der Momentvergrößerung bei gleichem Winkel nicht möglich ist.

Des weitern ist aus der DE-OS 33 24 999 eine Torsiondämp­ fungsvorrichtung insbesondere für Kraftfahrzeug-Reibungs­ kupplungen bekannt, bei welchen als Hauptdämpfungselement in Umfangsrichtung einer Nabenscheibe eingesetzte Schrauben­ federn vorgesehen sind, während daneben als Vordämpfer ein- oder zweiarmige Spiralfederelemente vorgesehen sind. Die Schraubenfedern selbst ermöglichen, besonders bei größeren Momenten, nur noch geringe Winkelausschläge. Die Vor­ dämpfungs-Spiralfederelemente erlauben zwar größere Winkel­ ausschläge. Ihr Einsatz im Torsionsdämpfer ist jedoch in den bekannten Ausführungsformen wegen lokaler Spannungspitzen nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Torsionsdämpfungsvorrich­ tung anzugeben, die bei hohem Moment einen großen Winkel verwirklichen kann, d. h. ein großes Arbeitsspeichervermögen besitzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Torsions­ dämpfungsvorrichtung genannter Gattung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Demgemäß weist die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens einen Spiralfederarm auf, der insbesondere bei KFZ-Reibungs­ kupplungen mit zwei koaxial angeordneten, um die gleiche Achse rotierbaren und gegeneinander begrenzt verdrehbaren Teilen (Ab- bzw. Antrieb) so verbunden ist, daß das radial innere Ende (Armwurzel) des Federarms am Nabenflansch des Abtriebteiles und das äußere Ende (Lagerauge) am Antriebsteil (Reibscheibe) befestigt ist. Wesentlich dabei ist, daß der Radialquerschnitt bzw. die Höhe der Federarme in Abhängigkeit von der sich im Verlauf der Federarme verändernden Belastung, d. h. des Biegemoments, ausgelegt ist. Dabei ist der gering­ ste Querschnitt, bzw. die geringste Höhe des Federarmes in der Zwischenzone des Biegemomentwechsels vorgesehen. Das heißt, der Federarm weist an seinem Wurzelende, wo bekanntlich das größte Biegemoment auftritt, auch den größten Querschnitt auf. Dieser Querschnitt nimmt dann mit abnehmendem Biegemo­ ment auch ab und ist in der Zone, wo der Biegemomentwechsel vor sich geht, also der Moment gleich 0 ist, am schmalsten, um danach weiter entsprechend der Belastung zu und dann wieder leicht abzunehmen.

Der Federarm ist folglich zu seinem äußeren Ende hin verhält­ nismäßig schlank und daher sehr elastisch ausgebildet. Es wird eine maximale Dehnung, die zu großen Verformungen führt, erhalten. Zudem führt die schlanke Ausbildung zu einer opti­ malen Ausnutzung des Materials und zu dessen gleichmäßiger Belastung entlang des Federarmes. Die Spannungen entlang des gesamten Federarmes sind gleich bzw. ändern sich nicht. Zudem werden die Fliehkräfte, die an den Federn wirksam werden, wesentlich verringert, da die größeren Massen radial weiter innen zu liegen kommen.

Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens können die erfindungsgemäß ausgebildeten Federarme in unterschiedlicher Weise miteinander kombiniert, d. h. angeordnet werden. So können zur Verwirklichung großer Winkelausschläge in Verbin­ dung mit hohen Momenten parallel geschaltete Federn einge­ setzt werden.

Um noch größere Winkelausschläge zu erreichen, können die Federn in Reihe geschaltet angebracht werden, d.h. jeweils am äußeren Ende eines Federarmes ist das untere Ende eines weiteren Federarmes befestigt.

Selbstverständlich können in weitergehender Kombination, um neben sehr großen Winkelausschlägen auch hohe Momentübernah­ men zu realisieren, mehrere Federarme sowohl parallel zueinander als auch in Reihe zueinander, insgesamt zu einem Federpaket angeordnet sein. Vorteilhaft ist erfindungsgemäß des weiteren, wenn die Federarme jeweils an ihrer Armwurzel über mindestens einen Einspann-Bolzen am Nabenflansch (Ab­ triebsteil) der Kupplung bzw. Bremse befestigt ist. Zugleich weist der Arm an seinem äußeren Ende ein im wesentlichen längssymmetrisches Lagerauge auf zur drehbaren Bewegung über einen Befestigungsbolzen am Antriebsteil (Bremsscheibe). Die Drehung um diesen Befestigungsbolzen gestattet es dem Arm, ohne exzessive Reibung oder die Gefahr eines Fressens, die Änderungen des Durchmessers, denen er zwangsläufig während der Drehung der beiden koaxialen Teile gegeneinander ausge­ setzt ist, zu absorbieren. Selbstverständlich kann der Federarm formschlüssig am Antriebsteil verankert sein, ohne Möglichkeit einer Drehbewegung.

Auch kann erfindungsgemäß die Federarmbefestigung in umgekehrter Weise vorgenommen werden. Somit kann die drehbare Befestigung über Lagerauge und Bolzen am inneren Wurzel-Ende der Arme vorgesehen sein, während die feste Einspannung der Arme über zwei Bolzen an deren äußeren Ende vorgenommen wird. Dadurch wird der Vorteil erreicht, daß z.B. bei einem Verdrehwinkel von ca. 7 Grad, statt wie bei der Außen-Drehbe­ festigung ein Weg von ca. 12 mm, bei der Innen-Drehbefesti­ gung ein Weg von nur ca. 5 mm zurückgelegt wird. Es ist folglich eine kleinere Dehnung notwendig, um den notwendigen Federweg zu erreichen. Somit entstehen geringere Spannungen. Zwar wirkt auf ein innenliegendes Lagerauge eine geringere Belastung ein, wodurch eine etwas stärkere Auslegung notwen­ dig ist. Die Ausführung mit inneren Lageraugen ist jedoch insgesamt durch den erheblich größeren Federweg kinematisch günstiger.

Es soll hier noch darauf hingewiesen werden, daß zwar immer nur von einer Kupplung mit der Kupplungsscheibe und entspre­ chenden Stütz- und Führungsscheiben als äußeres Teil und der Nabe als Abtriebsteil gesprochen wird. Es ist selbstverständ­ lich, daß die umgekehrte Funktion des Aufbaues als Bremse, d. h. mit äußerer Abtriebs-Bremsscheibe und innerer Antriebs- Nabe selbstverständlich ist und daher nicht immer noch geson­ dert aufgeführt ist. Der erfindungsgemäße Torsions- bzw. Spiralfederdämpfer ist in gleicher Weise sowohl für Kupplun­ gen als auch für Bremsen einsetzbar.

Erfindungsgemäß kann pro Arm an dessen Wurzel ein Einspann- Bolzen vorgesehen sein, wodurch eine formschlüssige Verankerung an der Nabe bzw. an einem entsprechenden Nabenflansch sicher­ gestellt ist.

Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, pro Federarm nur einen inneren Einspann-Bolzen vorzusehen. Zur formschlüssi­ gen Verankerung ist dann erfindungsgemäß die Armwurzel in Umfangsrichtung der Nabe verbreitert, wodurch ein Abstützele­ ment gebildet ist, welches mit seinem Innenradius auf dem Außenradius der Nabe abgestützt ist. Hierdurch kann je Arm ein Befestigungsbolzen eingespart werden mit entsprechender Kosten- und Montagezeitreduzierung.

Es kann des weiteren von Vorteil sein, wenn bei einer Ein­ spannung der Federarme über zwei Bolzen nur ein Bolzen der direkten Einspannung dient und das Abstützsegment in Um­ fangsrichtung so weit gezogen ist, daß es jeweils die Hälfte der beiden benachbarten Befestigungsbolzen umfaßt. Wenn dann zudem mehrere Arme in gleicher Ebene angeordnet sind, können diese Abstützsegmente so weit zueinander gezogen werden, daß sie jeweils in Höhe der beiden seitlichen Bolzen mit ganz schmalen Trennfugen oder auch ohne Fugen, nur mit etwas Spielkontakt aneinander anstehen. Die so praktisch satt auf­ einander folgenden Abstützsegmente bilden dann insgesamt ein ringförmiges Abstützelement, wodurch ein praktisch mehrarmi­ ger Spiralfederring erhalten wird.

Erfindungsgemäß wird folglich der große Vorteil erziehlt, daß der besondere Effekt eines mehrarmigen Federringelementes durch dessen Aufteilung in mehrere Armsegmente erreicht wird, wobei diese Einzelarme, besonders wirtschaftlich durch Aus­ stanzen aus relativ dünnem Federstahlblech von z.B. ca. 1,5 mm Dicke herstellbar sind.

Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens sind am Spiralfederring, unabhängig davon, ob dieser einteilig oder mehrstückig ausgebildet ist, fünf gleichmäßig beabstandete Federarme vorgesehen, die einen Umschlingungswinkel von je­ weils größer als 180 Grad aufweisen. Durch den großen Um­ schlingungswinkel wird insgesamt ein großer Winkelausschlag des Dämpfers erreicht. Wenn zudem erfindungsgemäß mehrere solcher Spiralfederringe axial nebeneinander auf den Befesti­ gungs- bzw. Einspannbolzen aufgereiht sind, können zudem relativ hohe Momente mit dem gleichen großen Winkelausschlag aufgenommen werden. Je nachdem, wie hoch das Übertragungsmo­ ment ist, besteht dann die Möglichkeit, eine entsprechend große Anzahl von Federelementen anzuordnen, wodurch bau­ kastensystemmäßig bedarfsweise eine entsprechende Kupplung oder Bremse mit einer Federpaketdicke von z.B. 20 mm zusam­ mengesetzt werden kann.

Zur Erzielung eines günstigeren Spannungsbildes können am inneren Wurzel-Ende der Federarme und zwar am Blindende der Trennungsnuten der Arme zusätzlich vergrößerte Ausrundungen vorgesehen sein, wodurch ein spannungsfreier Übergang ge­ schaffen wird.

Es ist eine selbstverständliche Folge der erfindungsgemäßen Ausbildung der Spiralfederelemente, daß Verschlingungswinkel und Anzahl der Federarme in Abhängigkeit vom Verdrehwinkel (Federweg) auslegbar sind. Zudem können erfindungsgemäß zur Erreichung einer progressiven Kennung zwischen den Federarmen Anschläge vorgesehen sein. Auch kann zur Entlastung der Fe­ dern ein Dämpferanschlag eingebracht werden.

Da außer den Federarmen in der Kupplung praktisch keine beweglichen Teile vorhanden sind, ist der zu erwartende Ver­ schleiß sehr gering gegenüber einer Schraubenfeder-Ausfüh­ rung. Auch sind wenig Berührungsstellen vorhanden, wodurch die Fremdreibung sehr niedrig ist. Insgesamt kann eine sehr einfache und wirtschaftliche Konstruktion erzielt werden, die zudem eine Montage erlaubt, da keine Federvorspannung vorhanden ist. Schließlich sind im Vergleich zur Schrauben­ federdämpfung keine wandernden Teile vorhanden, so daß nur sehr geringe Unwuchten auftreten. Wie bereits vorerwähnt, ergibt sich erfindungsgemäß durch die Anordnung der großen Massen der Feder innen und der kleinen Massen der Feder außen ein günstiges Massenträgheitsmoment.

Auch kann die Ausführung einer Vorrichtung erzielt werden, bei welcher die Kennung im Zug- und Schubbereich linear ist. Durch entsprechende Anschläge kann die Kennung jedoch auch progressiv gestaltet werden. Insgesamt wird ein Torsionsdämp­ fer mit großem Arbeitsspeichervermögen (hohes Moment und großer Winkel) erzielt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen unter bezug auf die Zeichnungen erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt nach den Linien I-I in Fig. 2 durch eine erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung, insbe­ sondere einen erfindungsgemäßen fünfarmigen Spiral­ federring zeigend,

Fig. 2 einen axialen Schnitt nach II-II aus Fig. 1, die Einspannung bzw. Befestigung der Federelemente veranschaulichend,

Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Spiralfeder-Einzelarm, mit an der Armwurzel erweiterter Innenabstützung,

Fig. 4 einen erfindungsgemäßen Spiralfeder-Einzelarm mit in Form eines Ringsegments erweiterter Armwurzel,

Fig. 5 eine Prinzipskizze, mit der Biegemomentsituation eines belasteten Federarmes, und

Fig. 6 eine Diagramm-Darstellung der Funktion der erfindungsgemäßen Torsionsdämpfungsvorrichtung (Drehmoment/Verdrehungswinkel).

Wie aus Fig. 1 und 2, insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist der erfindungsgemäße Torsionsdämpfer beispielsweise in einer Reibungskupplung für Kraftfahrzeuge, die in vorer­ wähnter Weise auch als Bremse Verwendung finden kann, ein­ gebaut.

Die Reibungskupplung mit eingebautem Torsionsdämpfer besteht im wesentlichen aus zwei koaxialen Teilen und zwar aus einem äußeren scheibenförmigen Antriebsteil 1 und einem nabenförmi­ gen inneren Abtriebsteil 2, die um einen vorbestimmbaren Winkel zueinander verdrehbar sind, wobei zwischen den beiden Teilen 1 und 2 in Umfangsrichtung wirksame Spiralfederelemen­ te 3 eingespannt, bzw. befestigt sind.

Das innere Abtriebsteil 2 wird von einer Nabe 4 gebildet, die über Keilnuten 5 an ihrer Innenbohrung fest mit einer ange­ triebenen Welle, beispielsweise der Eingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes verbunden ist. Die Nabe 4 weist im wesentlichen an ihrem einen Ende einen Außenflansch 6 auf, an welchem die Federelemente 3 über Einspannungsnieten bzw. Bolzen 7 befestigt sind.

Der Antriebsteil 1 umfaßt eine Kupplungsscheibe 8, die in üblicher Weise beidseitig mit Reibbelägen 9 versehen ist. Über die Kupplungsscheibe wird bekanntlich eine drehfeste Verbindung mit der Motorwelle des Kraftfahrzeuges herge­ stellt.

An dem inneren, belagfreien Rand der Kupplungsscheibe 8 sind über Bolzen 10 zwei Führungsscheiben 11 und 12 und zwischen diesen die äußeren Enden der Federelemente 3 und eine Stützscheibe 13 befestigt. Dabei sind die Bolzen 10 in den Führungsscheiben 11 und 12 und der Kupplungsscheibe 8 fest eingespannt, während die Federelemente 3 um die Bolzen 10 drehbar aufgereiht sind. Die Stützscheibe 13 weist für den Durchtritt der Bolzen 10 jeweils in Umfangsrichtung sich erstreckende Langlöcher auf, die nicht näher dargestellt sind. Diese Langlöcher dienen der Federwegbegrenzung.

Die Führungsscheibe 11 reicht radial nach innen bis auf den äußeren Umfang des Flansches 6, an welchem eine nach innen erhöhte Stufe 14 zur inneren Wegbegrenzung vorgesehen ist. An der äußeren Stirnseite des Flansches 6 ist eine über die Einspannungsbolzen 7 gehaltene Abdeckscheibe 15 vorgesehen. Die Abdeckscheibe 15 weist eine äußere ringförmige Abstufung auf, die an der Führungsscheibe 11 ansteht, diese gegen die Stufe 15 elastisch gedrückt hält und zudem einen Dichtungsab­ schluß bildet.

Die Stützscheibe 13 ist radial nach innen bis auf den Außen­ umfang der Nabe 4 gezogen und über die gleichen Einspan­ nungsbolzen 7, wie die Federelemente 3 und die Abdeckscheibe 15, am Flansch 6 fest eingespannt. Zwischen Stützscheibe 13 und dem der Stützscheibe nächstliegenden Federelement ist eine Distanzscheibe 16 angeordnet. Die Scheibe 16 hat die Rolle der Beabstandung der Stützscheibe von den Federelemen­ ten 3, so daß die Federn mit ihrer Flachseite nicht an der Stützscheibe anstehen, wodurch Reibung vermieden wird. Am äußeren Bolzen 10 wirkt sich dieser Abstand besonders günstig aus, da durch den entsprechenden Abstand die Drehung der Federelementbolzen 10 nicht behindert wird.

Die Führungsscheibe 12 ist radial ebenfalls bis auf die Nabe 4 herabgezogen, ohne sich jedoch direkt auf dieser abzu­ stützen. Sie ist dabei gleich unterhalb der Bolzen 10 nach außen abgekröpft, so daß die Köpfe der Bolzen 7 ungehindert Platz finden. Zudem ist im Zwischenraum zwischen Stützscheibe 13 und Führungsscheibe 12 ein Trägerring 17 vorgesehen, welcher in Richtung auf die Stützscheibe 13 einen Reibring 18 trägt. Zwischen Trägerring 17 und Führungsscheibe 12 ist ein (Teller-) Federring 19 vorgesehen, welcher die Führungs­ scheibe 12 immer auf entsprechendem Abstand von den Köpfen der Bolzen 7 hält. Um den Trägerring 17 mit dem Federring 19 festzusetzen und damit ein Sich-Einarbeiten des Federringes in die Führungsscheibe zu verhindern, ist am Trägerring 17 eine axial aus der Führungsscheibe 12 herausragende Lasche 20 vorgesehen. Durch Trägerring, Reibring und Feder wird ein für die optimale Funktion des Dämpfers notwendiges Reibmoment erzeugt.

In Fig. 1 ist eine erste Ausbildung der Federelemente 3 als fünfarmiger Spiralfederring 21 zu erkennen. Der Federring 21 weist ein inneres ringförmiges Trägerelement 22 auf, an wel­ chem fünf spiralförmige Federarme 23 angeordnet sind. An dem breiteren Wurzelbereich 24 der Arme sind im Trägerelement 22 die Bohrungen 29 für die Einspannungsbolzen 7 eingebracht. Es ist zu erkennen, daß jeweils im Wurzelbereich 24 eines Armes 23 zwei Einspannungsbolzen 7 Platz finden.

Die Federarme 23 weisen an ihrem äußeren Ende jeweils ein Lagerauge 25 auf, welches im wesentlichen mittig eine Bohrung für die drehbare Befestigung am Bolzen 10 aufweist.

Wie in den weiteren Figuren noch besser zu erkennen ist, weisen die Federarme 23 in Nähe des Wurzelbereichs eine größere Höhe auf als im äußeren Bereich, wobei zu erkennen ist, daß ca. in der Hälfte der Längenerstreckung der Feder­ arme 13, gemäß Ausführung nach Fig. 1, die schmalste Stelle der Federarme zu finden ist. Diese schmalste Stelle ent­ spricht der Drehmoment-Wechselzone 26, also der Zone, wo das Drehmoment 0 ist und somit keine Biegebeanspruchung vorhanden ist.

Aus den Fig. 1 und 2 ist des weiteren zu ersehen, daß die Spiralfederringe 21 eine innere Bohrung 27 aufweisen, mit welcher sie auf die Nabe 4 axial aufgeschoben sind.

In Fig. 3 ist ein erfindungsgemäßes Federelement als Einzel- Spiralfederarm 28 ausgebildet. Der Arm 28 weist in seinem Wurzelbereich zwei Einspannungsbohrungen 29 auf. Zudem ist die Armwurzel bis auf die Mantelfläche der Nabe 4 herabgezo­ gen und in Umfangsrichtung der Nabe als Abstützung erweitert, wodurch ein Abstützsegment 30 mit einem Abstütz-Innenradius 31 entsteht.

Im Längsverlauf des Armes, von der Armwurzel 24 zum am äuße­ ren Ende befindlichen Lagerauge 25 hin, verjüngt sich der Querschnitt des Armes 28 bis auf die Zone 26 mit dem Moment 0, um dann wieder etwas im Querschnitt stärker zu werden und sich beim Übergang ins Lagerauge 25 wieder zu verjüngen. Der Übergang des Armes in sein Lagerauge 25 weist Ausrundungen 32 für ein günstigeres Spannungsbild am äußeren Ende der Feder­ arme auf.

In Fig. 4 ist ein weiterer erfindungsgemäßer Einzel-Spiral­ federarm dargestellt. Der konstruktive Unterschied im Ver­ gleich zur Ausbildung nach Fig. 3 besteht darin, daß hier beim Arm 33 der Wurzelbereich 34 in Umfangsrichtung der Nabe 4 noch weitergezogen ist. Dadurch wird ein breiteres Abstütz­ segment 34 gebildet. Es ist zu erkennen, daß nur eine Ein­ spannungsbohrung 29 voll im Segment 34 vorgesehen ist und daß das Segment jeweils bis zur nächsten Bohrungshälfte 29 gezo­ gen ist. Vergleicht man Fig. 4 mit Fig. 1, ist zu erkennen, daß der fünfarmige Spiralfederring 21 aus fünf aneinanderge­ reihten Federarmen 33 besteht, oder umgekehrt, daß die Feder­ arme 33 aus der Auftrennung der Spiralfederringe 21 durch radiale Schnitte in Höhe jeder zweiten Einspannungsbohrung hervorgegangen sind. Am Arm 33 ist des weiteren zu erkennen, daß das Blindende der die einzelnen Arme abtrennenden Nuten 53 im Wurzelbereich 24 zum Innenradius 31 hin eine etwas erweiterte Ausrundung 35 aufweist, die zum Teil Spannungs­ spitzen ausgleicht und andererseits die Elastzität des Ab­ stützsegments 34 erhöht.

In Fig. 5 ist schematisch ein einzelner Spiralfederarm dar­ gestellt, mit der festen Einspannung 7 an der Armwurzel und dem Lager 10 am äußeren Ende. Es ist hier in bekannter Weise die Biegemomentsituation in verschiedenen Punkten im Verlauf des Armes aufgezeigt, durch entsprechende Senkreche auf die resultiernde Kraft 51. Es ist zu erkennen, daß in Punkt 46 der Biegemoment positiv, zunehmend ist, der wirksame Hebelarm nimmt zu und der Querschnitt nimmt zu. In Punkt 47 nimmt der wirksame Hebelarm wieder ab, der Querschnitt nimmt ab und der Biegemoment ist positiv mit abnehmender Tendenz. In Punkt 48 ist der wirksame Hebelarm Null und somit der Biegemoment Null, wodurch ein minimaler Querschnitt auslegbar ist. In Abschnitt 49 nimmt der wirksame Hebelarm wieder zu, das Biegemomnet ist negativ, zunehmend und der Querschnitt (Höhe) nimmt zu. In Abschnitt 50 schließlich nimmt der wirksame Hebelarm erneut ab, das Biegemoment ist negativ und auch wieder abnehmend und somit der Querschnitt ebenfalls abneh­ mend.

In dem Diagramm nach Fig. 5 ist des weitern der Umschlin­ gungswinkel 52 des Hebelarmes gut erkennbar eingezeichnet. Es ist zu ersehen, daß dieser Winkel 52 größer als 180 Grad ist.

Schließlich zeigt Fig. 6 ein Diagramm, in dessen Koordinaten das Drehmoment bzw. der Verdrehwinkel aufgetragen sind. Es ist zu erkennen, daß die Kennung der erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung im Zug- und Schubbereich linear ist. Es können somit relativ hohe Momente aufgenommen und gleich­ zeitig relativ große Winkelausschläge erzielt werden.

Bezugszeichenliste

 1 Antriebsteil
 2 Abtriebsteil
 3 Spiralfederelement
 4 Nabe
 5 Keilnuten
 6 Flansch
 7 Einspannungsbolzen
 8 Kupplungsscheibe
 9 Reibbelag
10 Bolzen
11 Führungsscheibe
12 Führungsscheibe
13 Stützscheibe
14 Stufe
15 Abdeckscheibe
16 Distanzscheibe
17 Trägerring
18 Reibring
19 (Teller-)Federring
20 Lasche
21 Spiralfederring
22 Trägerelement
23 Federarme
24 Wurzelbereich
25 Lagerauge
26 Zone Moment Null
27 Innenbohrung
28 Einzel-Spiralfederarm
29 Einspannungs-Bohrungen
30 Abstützsegment
31 Abstütz-Innenradius
32 Ausrundungen
33 Einzel-Spiralfederarm
34 Abstützsegment
35 Ausrundung
46 Punkt/Zone
47 Punkt/Zone
48 Punkt/Zone
49 Punkt/Zone
50 Punkt/Zone
51 resultierende Kraft
52 Umschlingungswinkel
53 Trennungsnut
54 Blindende

Claims (15)

1. Torsionsdämpfungsvorrichtung, insbesondere Spiralfeder­ dämpfer für KFZ-Reibungskupplungen (bzw.-bremsen)

• - mit zwei koaxial angeordneten und um die gleiche Achse rotierbaren und gegeneinander begrenzt verdrehbaren Antriebs- bzw. Abtriebsteilen,
• - und mit mindestens einem Spiralfederarm, dessen inneres Ende (Armwurzel) am Nabenflansch des einen Abtriebsteils und dessen äußeres Ende am Antriebsteil befestigt ist, dadurch gekennzeichnet,
• - daß der Radial-Querschnitt (Höhe) der Federarme (23, 28, 33) in Abhängigkeit von der sich im Verlauf der Arme verändernden Belastung (Biegemoment) ausgelegt ist,
• - wobei der geringste Querschnitt (Höhe) in der Zwischenzone (26) des Biegemomentwechsels (Moment=0) vorgesehen ist.

2. Torsionsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest für große Winkelausschläge in Verbindung mit hohen Momenten mehrere Federarme (23, 28, 33) parallel zuein­ ander angeordnet sind.

3. Torsionsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest für sehr große Winkelausschläge mehrere Feder­ arme (23, 28, 33) in Reihe geschaltet sind.

4. Torsionsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federarme jeweils im inneren Armwurzelbereich (24) über mindestens einen Einspann-Bolzen (7) am Nabenflansch (6) befestigt sind, während sie am äußeren Emde ein arm-symmetri­ sches Lagerauge (25) aufweisen zur drehbaren Befestigung über einen Bolzen (10).

5. Torsionsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Einspann-Bolzen (7) pro Federarm (23, 28, 33) vorgese­ hen sind.

6. Torsiondämpfungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einspann-Bolzen (7) pro Federarm vorgesehen ist und die Armwurzel (24) in Umfangsrichtung der Nabe (4) verbrei­ tert ist, wodurch ein Abstützsegment (30) gebildet wird, welches mit seinem Innenradius (31) auf dem Außenradius der Nabe abgestützt ist.

7. Torsionsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß nur einer der beiden Einspann-Bolzen (7) zur Einspannung des jeweiligen Federarmes (33) dient und das Abstützsegment (34) in Umfangsrichtung der Nabe (4) so weit gezogen ist, daß es jeweils die Hälfte der beiden benachbarten Befestigungs­ bolzen (7) umfaßt.

8. Torsionsdämpfungsvorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützsegmente (34) mehrerer parallel geschalteter Federarme (33) zu einem ringförmigen Abstützelement (22) zusammengefaßt sind, einen mehrarmigen Spiralfederring (21) bildend.

9. Torsionsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Spiralfederring (21) fünf gleichmäßig beabstandete Federarme (23) vorgesehen sind, die einen Umschlingungswinkel (52) von jeweils mehr als 180 Grad aufweisen.

10. Torsionsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (3 bzw. 21, 28, 33) aus ca. 1,5 mm dickem Blech gestanzt sind und entsprechend der zu übertragenden Belastung zu einem Federpaket von ca. 20 mm Dicke zusammenge­ setzt sind.

11. Torsionsdämpfungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß für ein günstigeres Spannungsbild am Blindende (54) der Trennungsnut (53) der Federarme zusätzlich vergrößerte Aus­ rundungen (32) vorgesehen sind.

12. Torsionsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Umschlingungswinkel (52) und Anzahl der Federarme in Abhängigkeit vom Verdrehwinkel (Federweg) der Kupplung aus­ gelegt sind.

13. Torsionsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federarme (28, 33) jeweils an ihrem inneren Ende über Lagerauge und Bolzen drehbar am Nabenflansch (6) befestigt sind, während sie an ihrem äußeren Ende über mindestens einen Einspannbolzen festgesetzt sind.

14. Torsionsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennung im Zug- und Schubbereich linear ist.

15. Torsionsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erreichung einer progressiven Kennung zwischen den Federarmen Anschläge vorgesehen sind.