DE3832950A1

DE3832950A1 - Veraenderlicher mehrstufen-hysteresemechanismus

Info

Publication number: DE3832950A1
Application number: DE19883832950
Authority: DE
Inventors: Naoyuki Maki; Hiroshi Okamoto
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1987-09-29
Filing date: 1988-09-28
Publication date: 1989-05-24
Anticipated expiration: 2008-09-29
Also published as: DE3832950C2; JPS6487924A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen veränderlichen Mehrstufen-Hysteresemechanismus, der in eine Kupplungs scheibe oder einen Schwungraddämpfer für ein Kraftfahrzeug, einen Dämpfer zwischen dem Antriebsaggregat und einer Ver zögerungsvorrichtung für Schiffe, eine Kupplungsscheibe oder einen Dämpfer für Fahrzeuge für industrielle Zwecke u. ä. eingebaut ist.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, veränderliche Mehrstufen-Hysteresemechanismen bei Dämpferscheiben anzuwenden. Einer dieser Mechanismen ist in der offen gelegten japanischen Patentanmeldung 56-1 38 545 beschrieben. Dieser Mechanismus besitzt einen Reibmechanismus, der eine Blattfeder aufweist, die auf der Außenfläche eines Naben flansches angeordnet ist, sowie ein Reibelement, das sich auf der Innenfläche einer Seitenplatte befindet. Wenn ein Drehmoment auf die Seitenplatte einwirkt und diese über einen vorgegebenen Winkel relativ zum Nabenflansch verdreht wird, läuft ein Vorsprung der Blattfeder auf dem Reibele ment und wird im Gleitzustand gegen dieses gepreßt. Daher wird in einem Teil der Torsionsmomentkennlinie der Dämpfer scheibe eine Hysterese erzeugt, die sich stufenweise ver ändert.

Es ist jedoch schwierig, den vorstehend beschriebenen Reibmechanismus in die Kupplungsscheibe bei einer geteilten Nabe so einzubauen, daß in den einzelnen Stufen der Tor sionsmomentkennlinie, ausgenommen die Endstufen, insbe sondere in der ersten Stufe, eine Hysterese erzeugt wird, da der zur Aufnahme des Reibmechanismus zur Verfügung stehende Raum begrenzt ist. Wenn die Form der äußeren Nabe verändert wird, um den entsprechenden Raum sicherzustellen, damit der Reibmechanismus in die Kupplungsscheibe der geteilten Nabe eingebaut werden kann, kann es zu einer Reduzierung der Festigkeit der Nabe als solcher kommen.

Es sind ferner auch andere Kupplungsscheiben vorgeschlagen worden, in die Mehrstufen-Hysteresemechanismen eingebaut sind, um Vibrationen und Geräusche aufgrund von Veränderun gen des Motordrehmomentes in jedem Drehzahlbereich des Motors zu absorbieren. Diese Kupplungsscheiben erfordern jedoch viele Steuerplatten zwischen der Scheibenplatte und der Unterplatte. Sie besitzen daher eine komplexe Kon struktion und sind teuer. Da der Raum für die vielen Platten gesichert werden muß, ist die Kupplungsscheibe selbst sehr groß ausgebildet. Ferner können diese Teile andere Teile, wie beispielweise das Schwungrad und die Kupplungsabdeckung u. ä., störend beeinflussen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen veränder lichen Mehrstufen-Hysteresemechanismus zu schaffen, mit dem die vorstehend aufgezeigten Nachteile vermieden werden können.

Die Erfindung bezweckt ferner die Schaffung eines verbes serten Mehrstufen-Hysteresemechanismus, bei dem ein Hysterese-Moment bei einem willkürlichen Torsionswinkel im Bereich der gleichen Torsionssteifigkeit der Torsionsmo mentkennlinie geändert wird.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen veränderlichen Mehrstufen-Hysteresemechanismus mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Hysteresemechanismus werden Geräusche und Vibrationen des Antriebssystems für die Räder reduziert. Insbesondere werden Rattergeräusche, die am Differential im niedrigen Drehmomentbereich erzeugt werden, herabgesetzt. Bei einem Getriebe mit einem Abtrieb kann das im Leerlaufzustand des Motors auf die Kupplung einwirkende Lastmoment in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Abtriebs, d. h. ob der Abtrieb ein- oder ausgeschaltet ist, verändert werden. Daher kann die erforderliche Hysterese durch den Unterschied im Lastmoment verändert werden, und durch die Erfindung kann eine entsprechende Hysteresekenn linie zur Verfügung gestellt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei spielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläu tert. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht mit einem Teil im Schnitt einer Kupplungsscheibe, die einen erfindungsgemäß ausgebildeten veränderlichen Mehrstufen-Hysterese mechanismus aufweist;

Fig. 2 einen Schnitt entlang Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt durch den veränderlichen Mehrstufen-Hysterese mechanismus der Fig. 2;

Fig. 4 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles A der Fig. 3;

Fig. 5 ein Diagramm, das die Kurve der Drehmo mentübertragung durch die Kupplungs scheibe der Fig. 1 wiedergibt;

Fig. 6 eine Vorderansicht einer anderen Aus führungsform der Erfindung; und

Fig. 7 einen Schnitt entlang Linie A-A in Fig. 6.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung, bei der ein erfindungsgemäß ausgebildeter ver änderlicher Mehrstufen-Hysteresemechanismus in eine Kupplungsscheibe mit geteilter Nabe eines Motorfahrzeuges eingebaut ist. Die Kupplungsscheibe besitzt eine innere Nabe 2, die in der Mitte der Kupplungsscheibe angeordnet ist und einen Keil 2 aufweist, eine äußere Nabe 3, die als Ring platte ausgebildet und koaxial zur inneren Nabe 2 angeordnet ist, so daß sie die innere Nabe 2 umgibt, eine Scheiben platte 5, die auf ihrem Außenumfang eine Vielzahl von Belägen 4 aufweist, eine weitere Scheibe oder Unterplatte 6, die an der gegenüberliegenden Seite der Scheibenplatte 5 durch die äußere Nabe 3 angeordnet und an der Scheiben platte 5 befestigt ist, sowie eine Vielzahl von elastischen Elementen 7, wie beispielsweise Federn, die innerhalb von fensterförmigen Einkerbungen in der äußeren Nabe 3, der Scheibenplatte 5 und der Unterplatte 6 angeordnet sind, so daß auf diese Weise die Torsionsmomentübertragung in mehreren Stufen geändert werden kann.

Zwischen der inneren Nabe 2 und der äußeren Nabe 3 ist eine elastische Einrichtung 7 a angeordnet, die eine Rückstell- oder Vorspannkraft aufweist, die geringer ist als die der elastischen Elemente 7. Die elastische Einrichtung 7 a ver bindet beide Naben 2 und 3 in ihren Drehrichtungen.

Ein Teil einer ringförmigen Federplatte 8 und ein Teil einer Axialdruckplatte 9, die einen veränderlichen Mehrstufen- Hysteresemechanismus 10 gemäß der Erfindung bilden, sind zwischen beiden Naben 2 und 3 angeordnet. Die Federplatte 8 ist um den Keil 1 der inneren Nabe 2 herum angeordnet. Zwei gegenüberliegende Nabeneingriffsflächen 11 sind am Innenum fang der Federplatte 8 vorgesehen und stehen mit dem Außen umfang des Keiles 1 in Eingriff. Über diesen Eingriff wird die Drehung der inneren Nabe 2 unmittelbar auf die Feder platte 8 übertragen.

Eine Vielzahl von Blattfederabschnitten 12 ist in regelmäßi gen Abständen am Außenumfang der Federplatte 8 vorgesehen, indem diese gebogen ist. Jeder Blattfederabschnitt 12 ist so ausgebildet, daß er senkrecht zum Körperabschnitt der Federplatte 8 in Richtung auf ein Schwungrad (nicht gezeigt) verläuft, und ist innerhalb einer Kammer angeordnet, die durch die Scheibenplatte 5 und die Unterplatte 6 gebildet wird. Jeder Blattfederabschnitt 12 besitzt die Form eines ganzen Kreisbogens. Ein Teil des Blattfederabschnitts 12 zwischen einem Anfangsabschnitt 12 a und etwa einem mittleren Abschnitt steht mit dem Körperabschnitt der Federplatte 8 in Verbindung, während ein Teil des Blattfederabschnitts 12 zwischen dem mittleren Abschnitt und einem Endabschnitt 12 b von der Federplatte 8 entfernt liegt, so daß er die Feder kraft frei abgeben kan. Der Endabschnitt 12 b erstreckt sich zum restlichen Teil des Blattfederabschnitts 12 nach außen.

Die Axialdruckplatte 9 ist um die Federplatte 8 herum ange ordnet. Sie besitzt an ihrem inneren Abschnitt eine Viel zahl von Vorsprüngen oder Klauen 14, die in ihren Lagen denen der Blattfederabschnitte entsprechen. Jeder Vorsprung 14 ist so ausgebildet, daß er senkrecht zum Körperabschnitt der Axialdruckplatte 9 in Richtung auf das Schwungrad ver läuft, und ist innerhalb einer Öffnung 15 angeordnet, die an der Scheibenplatte 15 vorgesehen ist. Durch den Eingriff zwischen den Vorsprüngen 14 und den entsprechenden Öffnungen 15 wird die Axialdruckplatte 9 zusammen mit der Scheiben platte 5 gedreht. Die Außenseite des Blattfederabschnitts 12 der Federplatte 8 wird immer durch die vom Blattfederab schnitt 12 abgegebene elastische Kraft gegen den Vorsprung 14 der Axialdruckplatte 9 gepreßt. Ein entsprechender Belag 16 ist zwischen der Axialdruckplatte 9 und der äußeren Nabe 3 angeordnet. Eine Axialdruckplatte 11 und ein entsprechen der Belag 18 sind in bezug auf die äußere Nabe 3 auf der gegenüberliegenden Seite der Axialdruckplatte 9 und des Be lages 16 angeordnet. Die Platte 11 und der Belag 18 werden durch eine Scheibenfeder 19 gegen die äußere Nabe 3 gepreßt.

Wenn Drehmoment auf die Scheibenplatte 5 übertragen und die Axialdruckplatte 9 relativ zur Federplatte 8 verdreht wird, bewegen sich die Vorsprünge 14 in Richtung auf die Endab schnitte 12 b der Blattfederabschnitte 12, während sie gegen die kreisbogenförmigen äußeren Seiten der Blattfederab schnitte 12 gepreßt werden. Folglich wird eine vorgegebene Hysterese H, die in bezug auf eine Torsionssteifigkeit K konstant ist, während der Bewegung der Vorsprünge 14 erzeugt, wobei das in Fig. 4 rechte Ende eines jeden Vor sprungs den Endabschnitt 12 b des Blattfederabschnitts 12 erreicht. Dies ist in Fig. 5 als Bereich des Torsions winkels α ₁ dargestellt.

Wenn jeder Vorsprung 14 der Axialdruckplatte 9 auf dem Endabschnitt 12 b des Blattfederabschnitts 12 läuft, nimmt die Durchbiegung des Blattfederabschnitts 12 stufenweise zu, und es wird eine stufenweise zunehmende Belastung erzeugt. Durch diese Belastung wird eine vorgegebene Hysterese H ₂, die in bezug auf die Torsionssteifigkeit K konstant ist, zwischen der Federplatte 8 und der Axialdruckplatte 9 erzeugt. Die Größe der Hysterese H ₂ wird durch die Strecke gesteuert, die der Vorsprung 14 der Axialdruckplatte 9 auf dem Endabschnitt 12 b des Blattfederabschnitts 12 zurück legt, d. h. den Betrag, um den der Endabschnitt 12 b in bezug auf die kreisbogenförmige Fläche des Blattfederabschnitts 12 vorsteht.

Fig. 5 zeigt die durch den erfindungsgemäß ausgebildeten veränderlichen Mehrstufen-Hysteresemechanismus erreichte Torsionsmomentkennlinie. Die Hysterese H ₂ wird während der ersten Torsionssteifigkeitsstufe K ₁ durch die Steuerung der elastischen Einrichtung 7 a erhöht. Die zweite Torsions steifigkeitsstufe K ₂ hängt von einem der elastischen Ele mente 7 ab, während die dritte Torsionssteifigkeitsstufe K ₃ vom anderen elastischen Element 7 abhängt.

Die Fig. 6 und 7 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der eine im wesentlichen kreisförmige wellenförmige Scheibe 20 aus Nylon um einen Keilvorsprung 1 einer inneren Nabe 2 angeordnet ist. Zwei gegenüberliegende Nabeneingriffsflächen 21 sind am Innenumfang der wellenför migen Scheibe 20 vorgesehen. Durch diese Anordnung wird die Scheibe 20 zusammen mit der inneren Nabe 2 gedreht. Die wellenförmige Scheibe 20 besitzt an ihrem Außenumfang eine Vielzahl von konkaven Abschnitten 22 (in Fig. 6 vier kon kave Abschnitte). Innerhalb einer im wesentlichen ringför migen Axialdruckplatte 9 ist eine Vielzahl von Blattfedern 24 (in Fig. 6 vier Federn) angeordnet, die in ihren Lagen denen der konkaven Abschnitte 22 entsprechen. Ein mittlerer Abschnitt einer jeden Blattfeder 24 wird durch einen Kupplungsabschnitt 25 aufgenommen bzw. durch diesen gela gert, so daß die Radialbewegung der Blattfeder 24 begrenzt ist. Beide Enden 26 und 27 der Blattfeder 24 sind nach innen aufgeweitet oder verlaufen so, daß sie gegen den konkaven Abschnitt 22 und die kreisbogenförmige Außenfläche 28 der wellenförmigen Scheibe 20 gepreßt werden, so daß beide Enden 26 und 27 auf dem Boden des konkaven Abschnitts 22 und der Außenfläche 28 der wellenförmigen Scheibe 20 gleiten. Der mittlere Abschnitt der Blattfeder 24 und der Kupplungsab schnitt 25 sind in einer Öffnung 15 angeordnet, die in der Scheiben- oder Unterplatte 6 angeordnet ist, so daß auf diese Weise die Blattfeder 24 zusammen mit der Unterplatte 6 gedreht wird. Wenn Drehmoment auf die Scheibenplatte über tragen wird, wird die Axialdruckplatte 23 relativ zur wellenförmigen Scheibe 20 gedreht. Dabei wird zwischen der Axialdruckplatte 27 und der wellenförmigen Scheibe 20 eine Hysterese H ₁ erzeugt, wie in Fig. 5 gezeigt, während das Ende 26 der Blattfeder 24 gegen den Boden des konkaven Ab schnitts 22 der wellenförmigen Scheibe 20 gepreßt wird und auf diesem gleitet und das Ende 27 der Blattfeder 24 gegen die kreisbogenförmige Außenfläche 28 der Scheibe 20 mit Ausnahme des konkaven Abschnitts 22 gepreßt wird und an dieser gleitet.

Wenn die Größe der Verdrehung zwischen der Scheibenplatte 5 und der inneren Nabe 2 ansteigt, läuft das Ende 26 der Blattfeder 24 auf der Außenfläche 28 der wellenförmigen Scheibe 20, während das Ende 27 der Blattfeder 24 noch gegen die Außenfläche 28 der Scheibe 20 gepreßt wird und daran gleitet. Somit wird zwischen der Axialdruckplatte 2 und der wellenförmigen Scheibe 20 eine Hysterese H ₂ erzeugt, wie in Fig. 5 gezeigt.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der vor liegenden Erfindung wird die Hysterese während des ersten Bereiches der Torsionssteifigkeit K ₁ verändert. Der er findungsgemäß ausgebildete veränderliche Mehrstufen- Hysteresemechanismus kann jedoch auch so ausgebildet und angeordnet werden, daß die Hysterese während des zweiten oder dritten Bereiches der Torsionssteifigkeit K ₂ oder K ₃ verändert wird. Ferner muß bei der Federplatte 8 lediglich der Feder plattenabschnitt 12 elastisch ausgebildet sein, und der konvexe Abschnitt kann an der Axialdruckplatte 9 oder der wellenförmigen Scheibe 20 vorgesehen sein.

Erfindungsgemäß wird somit eine Vorrichtung vorgeschlagen, die von einem Motor ausgehende Drehmomentänderungen ab sorbiert. Die Vorrichtung besitzt einen veränderlichen Mehrstufen-Hysteresemechanismus, der dadurch gekennzeichnet ist, daß ein erstes Element zusammen mit einem Eingangs element und ein zweites Element zusammen mit einem Aus gangselement drehbar sind, wobei das zweite Element gegen das erste Element gepreßt wird und an diesem gleitet. Das erste oder das zweite Element umfaßt einen konvexen Ab schnitt, der gegen das andere dieser Elemente gepreßt wird und an diesem gleitet. Auf diese Weise kann die Reibungs kraft stufenweise verändert werden.

Claims

1. Vorrichtung zur Absorption von Drehmomentschwankungen eines Motors, die mit einem veränderlichen Mehrstufen- Hysteresemechanismus versehen ist, dadurch ge kennzeichnet, daß der Mechanismus ein erstes Element, das zusammen mit einem Eingangselement dreh bar ist, und ein zweites Element aufweist, das zusammen mit einem Ausgangselement drehbar ist und gegen das erste Element gepreßt wird sowie an diesem gleitet, wobei das erste oder zweite Element einen konvexen Abschnitt aufweist, der gegen das andere Element gepreßt wird und an diesem gleitet, um auf diese Weise die Reibungskraft stufenweise zu ändern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der konvexe Abschnitt ein stückig mit dem ersten oder zweiten Element ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste oder zweite Element eine Platte und ein Federelement umfaßt, an dem der konvexe Abschnitt angeordnet ist.

4. Kupplungsscheibe mit einer mehrstufigen Torsionsmoment- Kennlinie, bei der eine elastische Einrichtung zwischen einer geteilten inneren und äußeren Nabe und mindestens zwei elastische Elemente zwischen einer Scheibenplatte und der äußeren Nabe angeordnet sind, so daß die Schei benplatte und die Nabe in ihren Drehrichtungen mitein ander verbunden sind, und die einen Reibungsmechanismus aufweist, der jeder Torsionsmomentstufe entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Scheibenplatte (5) und der inneren Nabe (2) ein veränderlicher Mehrstufen-Hysteresemechanismus angeordnet ist, der ein erstes Element, das zusammen mit der Scheibenplatte (5) drehbar ist, und ein zweites Element, das zusammen mit der inneren Nabe (2) drehbar ist und gegen das erste Element gepreßt wird und daran gleitet, umfaßt, wobei das erste oder zweite Element einen konvexen Abschnitt aufweist, der gegen das andere Element gepreßt wird und an diesem gleitet, um auf diese Weise die Reibungskraft stufenweise zu verändern.

5. Kupplungsscheibe nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß der konvexe Abschnitt an dem ein Element ausgebildet ist, das aus elastischem Material besteht.

6. Kupplungsscheibe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste oder zweite Element einen axial verlaufenden Federabschnitt (12) mit kreisbogenförmiger Gestalt besitzt.

7. Kupplungsscheibe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß das erste oder zweite Element eine Platte und ein Federelement umfaßt, an dem der konvexe Abschnitt ausgebildet ist.