DE4193009C1 - Flüssigkeitsdämpfer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsdämpfer gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs, wie er z. B. aus der DE 39 37 957 A1 bekannt ist.

Ein weiterer Dämpfer dieser Art weist eine eingangsseitige Antriebsplatte 61, in der eine frei drehbare ausgangsseitige angetriebene Platte 62 und eine Flüssigkeit zur Entwicklung eines Hysterese­ drehmoments enthalten sind, und einen Dämpfer­ mechanismus zum Entwickeln eines Drehmoments auf, der zwischen der angetriebenen Platte 62 und der ge­ triebenen Platte 61 angebracht ist, wie zum Beispiel in Fig. 5 dargestellt.

Eine Vorsprungskante 62a der ausgangsseitigen ange­ triebenen Platte 62 und eine Vorsprungskante 66a der eingangsseitigen ringförmigen Platte 66 bilden einen Endanschlagsmechanismus und die Eingangsseite ist ein­ stückig mit der Ausgangsseite gekoppelt, wenn die bei­ den Kanten einander im maximalen Drehwinkel berühren.

Um ein Ruck-Drehmoment etc. zu eliminieren, ist die ringförmige Platte 66 derart ausgebildet, daß sie be­ züglich der Antriebsplatte 61 in Umfangsrichtung frei verschiebbar ist, und sie ist in einer zu ihrer Achse senkrechten Ebene in zwei Teile unterteilt, und beide Flächen der ringförmigen Platte 66 werden mit einer vorbestimmten Druckkraft durch Druckfedern 68 gegen die Antriebsplatte 61 gedrückt, wie in Fig. 4 darge­ stellt. Durch diesen Aufbau des Dämpfers kann ein Drehmoment von der Antriebsplatte 61 auf die ring­ förmige Platte 66 übertragen werden, und ein Schlupf zwischen der ringförmigen Platte 66 und der Antriebs­ platte 61 erzeugt werden, um ein zu großes Ruck-Dreh­ moment eliminieren, wenn ein solches übermäßiges Ruck- Drehmoment auftritt.

Da in die Antriebsplatte 61 eine Flüssigkeit einge­ füllt ist, ist der Reibungskoeffizient zwischen den Reibflächen 61b und 66b gering. Ist ein Drehmoment­ begrenzer derart ausgebildet, daß er ein Drehmoment durch Andrücken ebener Reibflächen aneinander erzeugt, ist zum Einstellen eines bestimmten Grenzdrehmoment­ werts, bei dem ein Schlupf auftritt, eine sehr große Druckkraft erforderlich. Aus diesem Grund ist eine große Zahl von Federn 68 mit großer Federkraft notwendig und es ist ferner erforderlich, die Reibflächen 61b und 66b zu verbreitern, wie in Fig. 5 dargestellt.

In der älteren P 40 92 383.5-13 ist ein Flüssigkeitsdämpfer beschrieben, der mit einer eingangsseitigen Antriebsplatte versehen ist, welcher eine frei drehbare ausgangsseitige angetriebene Platte und eine Flüssigkeit zum Entwickeln eines Hysteresedrehmoments aufgenommen sind, und mit einem zwischen der angetriebenen Platte und der Antriebsplatte angeordneten Dämpfermechanismus zur Erzeugung eines Torsionsmoments, wobei die Antriebsplatte mit einem ringförmigen Flüssigkeitskammergehäuse gekoppelt ist, wobei zwischen dem Flüssigkeitskammergehäuse und der angetriebenen Platte ein Anschlagsmechanismus zur Begrenzung des maximalen Torsionsmoments angeordnet ist.

Ein Drehmomentbegrenzer zum Abfangen sehr starker Stöße ist nicht vorgesehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Flüssigkeitsdämpfer für eine Kupplung zu schaffen, der eine wirkungsvolle Dämpfung aufweist und mit einer Drehmomentbegrenzung versehen ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs.

Dieser Flüssigkeitsdämpfer weist außer den Merkmalen des Oberbegriffs die Merkmale des kennzeichnenden Teils auf:
Eine Antriebsplatte ist mit einem ringförmigen Flüssig­ keitskammergehäuse unverrückbar gekoppelt, wobei die Antriebsplatte in bezug zu einem eingangsseitigen Gehäuse in Umfangsrichtung verschiebbar ist,
zwischen dem Flüssigkeitskammergehäuse und der angetrie­ benen Platte ist ein Anschlagmechanismus zur Begrenzung des maximalen Torsionsmoments angeordnet,
zwischen dem Gehäuse und der Antriebsplatte ist ein Drehmomentbegrenzer mit Kugeln, Kugeleingriffspfannen und Druckfedern angeordnet,
die Kugeleingriffspfannen sind in Gleitflächen des Gehäuses ausgebildet, und
die Kugeln sind in in dem Flüssigkeitskammergehäuse vorgesehenen Führungslöchern aufgenommen und durch die Druckfedern derart an die Gleitflächen des Gehäuses gedrückt, daß sie mit einem bestimmten Druck in die Kugeleingriffspfannen eingreifen.

Ist der Torsionsmomentwert geringer als oder gleich einem Einstelldrehmomentwert des Drehmomentbegrenzers, werden die Kugeln des Drehmomentbegrenzers derart in Eingriff mit den Kugeleingriffspfannen gebracht, daß das Drehmoment von der angetriebenen Platte über den Drehmomentbegrenzer auf das ringförmige Gehäuse über­ tragen wird.

Falls ein übermäßiges Ruck-Drehmoment erzeugt wird, wird die angetriebene Platte durch den Anschlagmecha­ nismus einstückig mit dem ringförmigen Gehäuse gekop­ pelt, die Kugeln verlassen die Kugeleingriffspfannen um den Drehmomentbegrenzer freizugeben, und die An­ triebsplatte wird in bezug zum ringförmigen Gehäuse gedreht. Auf diese Weise wird das Ruck-Drehmoment etc. absorbiert.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine vertikale Schnittdarstellung (entsprechend einer Schnittdarstellung entlang der Linien I-I in Fig. 2) des Flüssigkeitsdämpfers, in dem die Erfindung zur Anwendung kommt.

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Darstellung entlang der Linie II-II in Fig. 1.

Fig. 3 eine teilweise geneigte Explosionsdarstellung eines Flüssigkeitskammergehäuses.

Fig. 4 eine vertikale Schnittdarstellung eines herkömmlichen Dämpfers.

Fig. 5 eine teilweise geschnittene Ansicht entlang der Linie V-V in Fig. 4.

Fig. 1 ist eine vertikale Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels des Flüssigkeitsdämpfers, bei dem die Erfindung zur Anwendung kommt. Gemäß der Darstel­ lung in Fig. 1 sind ein vorderes und ein hinteres ein­ gangsseitiges Gehäuse 1 an der Innenumfangsnabe 1a durch Niete 7 einstückig miteinander verbunden und mit einer Motorkurbelwelle gekoppelt, und an ihrem Außen­ umfang ist eine erste Schwungscheibe 10 mit einem Ring-Zahnrad 12 vorgesehen. Eine ausgangsseitige zweite Schwungscheibe 11 sitzt über ein Lager 8 frei drehbar auf der eingangsseitigen Nabe 1a und eine Kupplung 13 ist mit der Endfläche der zweiten Schwung­ scheibe 11 verbunden. Die Kupplung 13 weist eine Kupp­ lungsscheibe 16 und einen Kupplungsdeckel 14 mit einem an der zweiten Schwungscheibe 11 angebrachten Deckel­ teil 14a, eine Andruckplatte 15 und eine Membranfeder 17 etc. auf. Die Kupplungsscheibe 16 ist zum Beispiel mit einer Getriebeeingangswelle verbunden.

Eine zwei Scheiben aufweisende ausgangsseitige ange­ triebene Platte 23 ist zwischen den Antriebsplatten 3 angeordnet, und die angetriebene Platte 23 greift mit ihren gewellten inneren Zähnen 20 mit gewellten äußeren Zähnen 19 der zweiten Schwungscheibe 11 derart zusam­ men, daß sie einstückig mit der zweiten Schwungscheibe 11 dreht. In der angetriebenen Platte 23 sind mehrere, in Drehrichtung voneinander beabstandete Löcher 25 ausgebildet, und an den Löchern 25 entsprechenden Stel­ len sind Löcher 29 und konkave Bereiche 27 ausgebil­ det. Ein Torsionsmoment erzeugende Schraubenfedern 30 sind jeweils in den Löchern 25 und 29 sowie den kon­ kaven Bereichen 27 derart angeordnet, daß sie in Drehrichtung frei zusammendrückbar sind. Anderer­ seits sind die Löcher 29 der Antriebsplatte 3 durch die Deckplatte 2 abgedeckt.

Ein ringförmiges Flüssigkeitskammergehäuse 35 ist auf der radialen Außenseite der angetriebenen Platte 23 angeordnet. Das ringförmige Flüssigkeitskammergehäuse 35 ist in dem Gehäuse 1 derart gehalten, daß das Flüs­ sigkeitskammergehäuse 35 in Umfangsrichtung gleitend verschiebbar ist, und es steht mit einem bestimmten Druck auf einen Drehmomentbegrenzer 51, der ein wesent­ licher Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist, in Eingriff mit dem Gehäuse 1. Das Flüssigkeitskammer­ gehäuse 35 weist einen zur Achse hin offenen U- förmigen Querschnitt auf, und an radial inneren Enden des Flüssigkeitskammergehäuses 35 sind zwei ring­ förmige Vorsprünge 35a ausgebildet. Die ringförmigen Vorsprünge 35a passen in ringförmige Nuten 33, die auf beiden radialen Außenseiten der angetriebenen Platte 23 ausgebildet sind, und dichten die Flüssig­ keitskammer 35 ab.

Das Flüssigkeitskammergehäuse 35 ist einen rechten und einen linken Teil (beides in axialer Richtung gese­ hen), wie in Fig. 3 dargestellt, und ebenfalls in Um­ fangsrichtung in fünf Teile unterteilt, so daß es aus insgesamt zehn kreisbogenförmigen Gehäuseteilen 35A besteht. Mit Buchsenaufnahmelöchern 24 versehene Vor­ sprünge 35c sind an beiden Umfangsenden jedes Gehäuse­ teils 35A ausgebildet. Die Vorsprünge 35c der Gehäuse­ teile 35A sind aneinander gelegt und durch eine hohl­ zylindrische Buchse 37 verbunden, so daß das Gehäuse zu der Ringform zusammengesetzt ist.

Ein Hauptöffnungsschieber 40 ist in dem Flüssigkeits­ kammergehäuse 35 in Umfangsrichtung gleitend verschieb­ bar vorgesehen. Der kastenförmige Schieber 40 ist zur Innenseite hin offen und seine radial äußere Außenum­ fangswand weist eine Kreisbogenform auf, die zur In­ nenfläche der Außenumfangswand 35b des Gehäuses 35 paßt. An den Innenseiten der beiden Umfangsenden des Schiebers sind zwei Schenkel 43 ausgebildet und der Zwischenraum zwischen den Schenkeln 43 bildet eine Flüssigkeitsdurchflußöffnung 44.

In Fig. 2 berührt der Schenkel 43 des Schiebers 40 gleitend einen Außenumfangsrand der angetriebenen Platte 23, wobei ein radial nach außen vorstehender Vorsprung 41 an einem Außenumfangsendbereich der ange­ triebenen Platte 23 ausgebildet ist, und der Vorsprung 41 in den Schieber 40 ragt. Beide Umfangsseitenwände des Schiebers 40 bilden Anschläge 40a und 40b und sind, zum Beispiel bei stehendem Motor, von dem Vor­ sprung 41 um die Winkel R₁ und R₂ beabstandet. Der Vorsprung 41 unterteilt eine zwischen den Vorsprüngen 35c gebildete Flüssigkeitskammer in eine umfangsmäßig vordere erste Teilkammer 38 und eine umfangsmäßig hin­ tere zweite Teilkammer 39, wobei zwischen dem Vor­ sprung und dem Schieber 40 eine die beiden Teilkammern 38 und 39 verbindende Hauptdrossel S1 gebildet ist.

Zwischen einer radialen Innenkante des Vorsprungs 35c und einer Außenkante der angetriebenen Platte 23 ist ferner eine die beiden Teilkammern 38 und 39 verbin­ dende Unterdrossel S2 ausgebildet. Der Spalt d1 der Hauptdrossel S1 ist größer als der Spalt D2 der Un­ terdrossel S2. Anders ausgedrückt ist die Strömungs­ querschnittsfläche der Unterdrossel S2 kleiner als die Strömungsquerschnittsfläche der Hauptdrossel S1.

Der Anschlagmechanismus zwischen der angetriebenen Platte 23 und dem Gehäuse 35 setzt sich aus einem Um­ fangsrand 35b des Vorsprungs 35c und dem genannten Vorsprung 41 zusammen, und dient der Vorgabe eines maximalen Drehwinkels.

Im folgenden wird der Aufbau des Drehmomentbegrenzers 51 beschrieben, der ein wesentlicher Bestandteil der Erfindung ist. Nach Fig. 1 besteht der Drehmomentbe­ grenzer 51 aus zwei Kugeln 52, Kugeleingriffspfannen 53, einer Druckfeder 55 und der genannten Buchse 37, etc . . Der Innenumfang der Buchse 37 dient als in axia­ ler Richtung durchgehendes Kugelführungsloch 37a, wo­ bei die Druckfeder 55 in axialer Richtung zusammenge­ drückt in dem Kugelführungsloch 37a und die Kugeln 52 auf beiden axialen Seiten der Druckfeder 55 in axialer Richtung bewegbar angeordnet sind.

Die Kugeleingriffspfannen 53 sind in einer Gleitfläche 3a des des ringförmigen Gehäuses 1 ausgebildet und die Innenumfangsfläche der konkaven Kugelanhaltebereiche 53 ist zum Beispiel konisch ausgebildet. Die genannten Kugeleingriffspfannen 53 sind auf dem gleichen Umfang wie die Buchse 37 angeordnet und sind in Umfangs­ richtung voneinander beabstandet an mehreren Stellen vorgesehen. Jede Kugel 52 wird mit einem bestimmten Druck von der Druckfeder 55 derart in Richtung auf die Gleitfläche 3a des Gehäuses 1 gedrückt, daß sie in die Kugeleingriffspfanne 53 eingreift. Das Flüssigkeits­ kammergehäuse 35 ist somit derart verbunden, daß es in einem bestimmten Drehmomentbereich einstückig mit dem angetriebenen Gehäuse 1 dreht.

Im folgenden wird die Funktionsweise beschrieben. Die Antriebsplatte 3 wird bei der Erzeugung eines Drehmo­ ments in bezug zur angetriebenen Platte 23 in Dreh­ richtung vorwärts oder rückwärts gedreht. Der hintere Vorsprung 35c berührt den Vorsprung 41 über den An­ schlag 40a des Schiebers 40, wenn der Drehwinkel sei­ nen Maximalwert erreicht, und die angetriebene Platte 23 dreht sich über das ringförmige Flüssigkeitskammer­ gehäuse 35 einstückig mit der Antriebsplatte 3.

Tritt ein übermäßiges Ruck-Drehmoment auf, werden die Kugeln 52 von Fig. 1 gegen die Druckfedern 55 in die Führungslöcher 37a gedrückt, die Kugeln 52 werden aus dem Eingriff mit den Kugeleingriffspfannen 53 des Ge­ häuses 1 gelöst und das Gehäuse 1 wird relativ zur an­ getriebenen Platte 23 in Umfangsrichtung gedreht. Auf diese Weise ist der Drehmomentbegrenzer 51 gelöst und die Antriebsplatte 3 wird relativ zum Gehäuseteil 1 gedreht, so daß das Ruck-Drehmoment absorbiert wird. Nach dem Absorbieren des Ruck-Drehmoments werden die Kugeln 52 in geeigneter Weise in ihren zuvor einge­ nommenen Zustand zurückgeführt, in dem sie in die Kugeleingriffspfannen 53 eingreifen. Im folgenden werden die Zustände bei der Entstehung und der Verän­ derung eines Hysteresedrehmoments aufgrund einer Flüs­ sigkeitsbewegung bei der Erzeugung des Torsionsmoments beschrieben. In einem Zustand, in dem der Vorsprung 41 den Anschlag 40a des Schiebers 40 nicht berührt, wie in Fig. 2 dargestellt, bewirkt eine Bewegung der An­ triebsplatte 3 relativ zur angetriebenen Platte 23 zum Beispiel in Drehrichtung zur Seite R hin, daß sich das Gehäuse 35 und der Schieber 40 mit diesen ebenfalls in Drehrichtung zur Seite R hin bewegen. Die zweite Teil­ kammer 39 wird dadurch verkleinert und die erste Teil­ kammer 38 wird gleichzeitig größer, so daß Flüssigkeit aus der zweiten Teilkammer 39 hauptsächlich durch die Öffnung 44 und die Hauptdrossel S1 in die erste Teil­ kammer 38 fließt. Ferner fließt die Flüssigkeit auch durch den Spalt zwischen der Außenumfangsseitenfläche des Schiebers 40 und dem Gehäuse 35 in die erste Teil­ kammer 38. darüber hinaus fließt die Flüssigkeit auch über die Unterdrossel S2 von der zweiten Teilkammer 39 in die erste Teilkammer 38.

Dementsprechend ist die Strömungsquerschnittsfläche, durch welche die Flüssigkeit aus einer zweiten Halb­ kammer 39′ in eine erste Halbkammer 38′ fließt, groß und die Widerstandskraft entsprechend gering, so daß ein geringes Hysteresedrehmoment H1 erzeugt wird.

Wird das Torsionsmoment groß, so daß der hintere An­ schlag 40a den Vorsprung 41 berührt, wird die Haupt­ drossel S1 in einen geschlossenen Zustand versetzt und der Schieber 40 in Eingriff an dem Vorsprung 41 ge­ bracht, so daß die Antriebsplatte 3 und das Gehäuse 35 in Drehrichtung R in bezug zur angetriebenen Platte 23 und dem Schieber 40 vorwärts bewegt werden. In diesem Fall fließt Flüssigkeit in der zweiten Teilkammer 39 durch die Unterdrossel S2 in die rückwärtige erste Teilkammer 38 und durch den Spalt zwischen der Außen­ umfangsfläche des Schiebers 40 und dem Gehäuse eben­ falls in die vordere erste Teilkammer 38. Die Strö­ mungsquerschnittsfläche wird somit klein und bewirkt eine hohe Widerstandskraft, so daß ein großes Hystere­ sedrehmoment H2 erzeugt wird.

Wird die Antriebsplatte 3 zur hinteren Seite hin zu­ rückgedreht, nachdem sie zur vorderen Seite hin ge­ dreht wurde, verläßt der hintere Anschlag 40a des Schiebers 40 den Vorsprung 41 unmittelbar nachdem die Platte beginnt sich zurückzubewegen und die Hauptdros­ sel 51 wird geöffnet. Die Flüssigkeit fließt innerhalb eines Drehwinkelbereichs von R₁ + R₂ vorwiegend über die Hauptdrossel S1 und die Unterdrossel S2 aus der ersten Teilkammer 38 in die zweite Teilkammer 39, so daß das geringe Hysteresedrehmoment H1 erzeugt wird.

Selbst bei geringfügigen Veränderungen durch Verände­ rungen in der Verbrennung, zum Bespiel, wenn die An­ triebsplatte 3 um einen bestimmten Winkel relativ zur angetriebenen Platte 23 gedreht wird, vibriert der Schieber 40 innerhalb des Winkelbereichs von R₁ + R₂ und die Hauptdrossel S1 ist geöffnet, so daß ein ge­ ringes Hysteresedrehmoment aufrechterhalten werden kann.

Bei dem zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Flüs­ sigkeitsdämpfer ist der Anschlagmechanismus zur Begrenzung des maximalen Drehwinkels zwischen der Abtriebsplatte 3 und dem Gehäuse 1 angeordnet; der Drehmomentbegrenzer 51 mit den Kugeln 52, den Kugeleingriffspfannen 53 und den Druckfedern 55 ist zwischen den ringförmigen Gehäuse 35 und der Antriebsplatte 3 angeordnet; die Druckfedern 55 drücken die Kugeln 52 zur Antriebsplatte hin, um sie in Eingriff mit den Kugeleingriffspfannen 53 zu bringen, so daß das Drehmoment zwischen der Antriebsplatte 3 und dem Gehäuse 1 übertragen wird; und die Kugeln 52 sind derart ausgebildet, daß sie bei dem vorbestimmten Torsionsmoment aus den konkaven Pfannen 53 gleiten.

Daher ist keine hohe Andruckkraft und keine große An­ zahl von Federn mit großer Federkraft erforderlich, um den vorbestimmten Drehmomentgrenzwert vorzugeben, wie dies bei herkömmlichen Drehmomentbegrenzern der Fall ist, bei denen ebene Reibflächen aneinander gedrückt werden. Ferner ist keine große Reibfläche erforder­ lich, so daß die Größe des Dämpfers im Vergleich zu einem herkömmlichen Dämpfer klein gehalten werden kann.

Die Konstruktion des Drehmomentbegrenzers 51 besteht aus den Kugeleingriffspfannen 53 und den Kugeln 52, die zusammengreifen, so daß das vorbestimmte Dreh­ moment leicht vorgebbar ist und die Schwankungen des vorgegebenen Drehmomentwerts aufgrund von Reibung etc. im Vergleich zu den herkömmlichen Konstruktionen, bei denen Reibflächen aneinander gedrückt werden, gering sind.

Der vorliegende Dämpfer ist in verschiedenen Dämpfer­ scheiben für Automobile verwendbar.

Claims (1)

1. Flüssigkeitsdämpfer mit einer eingangsseitigen An­ triebsplatte (3), in welcher eine frei drehbare aus­ gangsseitige angetriebene Platte (23) und eine Flüssig­ keit zum Entwickeln eines Hysteresedrehmoments aufge­ nommen sind, und mit einem zwischen der angetriebenen Platte (23) und der Antriebsplatte (3) angeordneten Dämpfermechanismus zur Erzeugung eines Torsionsmoments, dadurch gekennzeichnet,
   daß die Antriebsplatte (3) mit einem ringförmigen Flüssigkeitskammergehäuse (35) unverrückbar gekoppelt ist, wobei die Antriebsplatte (3) in bezug zu einem eingangsseitigen Gehäuse (1) in Umfangsrichtung verschiebbar ist,
   daß zwischen dem Flüssigkeitskammergehäuse (35) und der angetriebenen Platte (23) ein Anschlagsmechanismus zur Begrenzung des maximalen Torsionsmoments angeordnet ist,
   daß zwischen dem Gehäuse (1) und der Antriebsplatte (3) ein Drehmomentbegrenzer (51) mit Kugeln (52), Kugelein­ griffspfannen (S3) und Druckfedern (55) angeordnet ist,
   daß die Kugeleingriffspfannen (53) in Gleitflächen (3a) des Gehäuses (1) ausgebildet sind, und
   daß die Kugeln (52) in in dem Flüssigkeitskammergehäuse (35) vorgesehenen Führungslöchern (37a) aufgenommen und durch die Druckfedern (55) derart an die Gleitflächen (3a) des Gehäuses (1) gedrückt sind, daß sie mit einem bestimmten Druck in die Kugeleingriffspfannen (53) ein­ greifen.