DE4327574A1 - Torsionsdämpferscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Torsionsdämpferscheibe gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Zur besseren Führung der Federn innerhalb eines Fensters eines Torsionsdämpfers ist es bekannt, die Fenster mit Führungs­ stegen zu versehen. Diese Führungsstege sind entsprechend ei­ nem Kreisbogen nach außen ausgestellt. In der Fig. 1 der DE 23 15 946 ist so ein Fenster bildlich dargestellt. Die zur Drehmomentübertragung notwendigen Endflächen der Fenster be­ finden sich in der Ebene des Scheibenkörpers, so daß für die Ausstellung der Führungsstege ein Einschnitt im Übergangsbe­ reich zwischen dem Führungssteg und der Endfläche vorgenommen werden muß. Es ist allgemein bekannt, daß ein Einschnitt in eine Ecke eines Bauteils bei Belastung einer erheblichen Kerbspannung unterworfen ist, die man durch Entlastungsöff­ nungen im Übergangsbereich verringern kann. Mit dieser Maß­ nahme ist aber gleichzeitig eine Reduzierung des belastbaren Querschnitts zwischen dem radial außenliegenden Ende der End­ flächen und dem Rand der Torsionsdämpferscheibe verbunden. Die Belastung an dieser Stelle wird von den erheblichen Flieh­ kräften der Federmassen verursacht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die auftretenden Spannungen zwischen der Endfläche und des Führungssteges zu reduzieren, dabei den tragenden Querschnitt zu erhalten bzw. zu vergrößern ohne die Ausstellung der Fensterführungsstege zu verringern.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 gelöst.

Der Übergangsbereich ist vorteilhafterweise keinen Kerbwir­ kungen unterworfen. Ebenso kann durch die geschlossene Kontur des Belastungsquerschnitts im Fenster der Torsionsdämpfer­ scheibe im Vergleich zum Stand der Technik vergrößert werden.

In vorteilhafter Weiterführung des Erfindungsgedankens liegt zwischen der Hauptebene und den Enden des Kreisbogenabschnitts ein Trennschnitt vor, dessen radial außenliegendes Schnittende radial weiter innen liegt als die Mitte des Auslaufs des obe­ ren Führungssteges in die Hauptebene. Der Belastungsquer­ schnitt kann durch diese Maßnahme in Umfangs- und in radialer Richtung verlagert werden, so daß man einen genügend großen Abstand zwischen dem Trennschnitt und dem Scheibenrand er­ zielt. Bei gleicher zulässiger Spannung kann man den Außen­ durchmesser reduzieren, um z. B. die Masse der Scheibe zu senken, oder größere Federn einbauen.

Zur weiteren Reduzierung der Bauteilspannung kann man vorse­ hen, daß das radial weiter außen liegende Schnittende in eine Entlastungsöffnung übergeht.

Umfangreiche Berechnungen haben ergeben, daß sich dann, wenn beide Schnittenden eine Entlastungsöffnung besitzen, die auf­ tretenden Spannungen noch einmal erheblich reduzieren lassen.

Alternativ bietet sich die Möglichkeit, daß zwischen dem Ende des Kreisbogenabschnitts und der Hauptebene des Scheibenkör­ pers eine Entlastungsöffnung vorgesehen ist, deren Breite der Sehne des Kreisbogenabschnitts entspricht. Die Standzeit eines für so eine Öffnung notwendiges Schneidwerkzeuges wäre größer als die des Schneidwerkzeuges für den Trennschnitt.

Läßt es die Anordnung der Fenster zu, so ist es vorgesehen, daß der Kreisbogenabschnitt eines benachbarten Fensters Be­ standteil einer umlaufenden Sicke innerhalb des Scheibenkör­ pers ist. Der Schneid- und Stanzvorgang könnte vorteilhafter­ weise entfallen.

Bei einem genügend großen Abstand in Umfangsrichtung zwischen den Fenstern bietet es sich vorteilhafterweise an, daß die Enden des Kreisbogenabschnitts aus der Hauptebene des Schei­ benkörpers geprägt sind.

Zur Schaffung einer großen Auflagefläche, insbesondere bei der Verwendung einer zusätzlichen Innenfeder ist es vorteilhaft, wenn der Kreisbogenabschnitt ausgehend von der Stirnfläche des Führungssteges nach radial innen der Scheibe einen abnehmenden Radius besitzt.

Alternativ kann der Kreisbogenabschnitt im einem Bereich der Endflächen, der außenhalb des Überganges zum oberen Führungs­ steg liegt, eine nach innen geformte Sicke besitzen.

Es ist vorgesehen, daß sich der Führungssteg nur über jeweils einen Teilbereich der Breite der Fenster, ausgehend von den Endflächen, erstreckt. Auch mit einer solchen Ausführung ist eine ausreichende Führung der Federn erreicht, und gleichzei­ tig kann durch Materialeinsparung das Gewicht abgesenkt wer­ den.

Dabei entspricht der Teilbereich im wesentlichen dem Kompres­ sionsweg der Feder. Es ist nicht nötig, daß über den Kompres­ sionsweg der Feder hinaus ein Führungssteg vorhanden ist.

Dabei kann im mittleren Bereich der Fenster anschließend an den Teilbereich ein Ausschnitt vorgesehen sein, der radial verlaufende Kanten aufweist und der den Führungssteg unter­ bricht. Es ist jedoch auch möglich, den Führungssteg über den Teilbereich, von der Endfläche ausgehend, kontinuierlich bis zur Hauptebene verlaufen zu lassen. Eine solche Ausführung ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine hohe Belastung.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung mit ihren Vorteilen näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 Draufsicht auf eine Torsionsdämpferscheibe in Teildarstellung,

Fig. 2a/b Schnittdarstellungen der Fensterbereiche,

Fig. 3a/b Ansichten und Schnitt eines weiteren Fensterbereiches.

Die Fig. 1 zeigt eine Torsionsdämpferscheibe 1, die einen im wesentlichen ebenen kreisringförmigen Körper besitzt. In Um­ fangsrichtung ist eine Anzahl von Fenstern (3a, 3b, 3c) zur Aufnahme von Federn eingebracht, die aus radial verlaufenden Endflächen 5 und von weitestgehend in Umfangsrichtung verlau­ fenden Führungsflächen gebildet werden. Die oberen Führungs­ flächen bestehen aus Führungsstegen 7, die axial ausgestellt sind, wobei die Ausstellung einem Kreisbogenabschnitt 9 ent­ spricht, dessen Radius in Abhängigkeit des Federdurchmessers dimensioniert wird und der in Umfangsrichtung breiter ausge­ bildet ist als die Fenster (3a, 3b, 3c).

Die Endflächen 5 und die Führungsstege 7 bilden jeweils einen Übergangsbereich 11 mit im wesentlichen der Ausdehnung eines Viertelkreises. Der Übergangsbereich 11 besitzt eine ge­ schlossene, stetig verlaufende Kontur. Die Radienteile des Führungssteges 7 und der Endflächen 5 liegen in einer gemein­ samen Ebene, wobei die Ebene nicht als eine planare Fläche, sondern im mathematischen Sinne zu verstehen ist.

Für den Übergang der Enden in Umfangsrichtung des Kreisbogen­ abschnittes 9 bestehen mehrere alternativ und in Abhängigkeit der Gegebenheiten zu betrachtende und beurteilende Möglich­ keiten.

Der linke Übergang 13a zwischen dem Kreisbogenabschnitt 9 und dem Scheibengrundkörper wird durch eine Entlastungsöffnung 15 gebildet, deren Breite 17 der Sehne des Kreisbogenab­ schnittes 9 entspricht. Die spannungssenkende Wirkung der Entlastungsöffnung 15 ist unabhängig von ihrer Form. Diese Variante bietet sich immer dann an, wenn benachbarte Fenster einen genügend großen Abstand in Umfangsrichtung besitzen, oder eine stark abweichende geometrische Ausbildung besitzen, oder auf einem anderen Teilkreis liegen.

Der rechte Übergang 13b desselben Fensters 3a wurde durch eine Prägung 19 erzielt. Diese Ausführungsform bietet sich immer dann an, wenn die benachbarten Fenster eng beieinander liegen.

Ähnliches ist zum linken Übergang 13c des mittleren Fensters 3b zu sagen. Er wurde durch einen Trennschnitt 21 erreicht, der den Kreisbogenabschnitt 9 begrenzt. Das radial außenlie­ gende Schnittende ist vom Rand der Torsionsdämpferscheibe 1 mindestens so weit beabstandet wie der Übergangsbereich 11 zwischen den Endflächen 5 und dem Führungssteg 7. Man kann nur einen Trennschnitt 21 vorsehen, aber auch zusätzliche Entla­ stungsöffnungen 23 einbringen, für die sich ein einfacher Normstempel verwenden läßt.

Bei den Ausführungsformen mit einer oder mehreren Entla­ stungsöffnungen wird der radial größere Abstand zwischen der Entlastungsöffnung 15, 23 und dem Scheibenrand im Vergleich zum Übergangsbereich 11 dadurch erzielt, daß der radial au­ ßenliegende Auslauf 25 des Kreisbogenabschnittes 9 einen ver­ hältnismäßig kleineren Radius hat als der radial innenlie­ gende 27.

Die beiden Fenster 3b, 3c besitzen einen gemeinsamen Kreisbo­ genabschnitt 9, der durch eine umlaufende Sicke 13d gebildet ist. Diese Sicke 13d kann sämtliche Fenster 3a, 3b, 3c der Torsionsdämpferscheibe 1 untereinander verbinden. Bei dem Fenster 3c ist der Übergang 13e wiederum angeprägt, der aber im Gegensatz zu Ausführung 13a eine fließende Form be­ sitzt.

In den Fig. 2a und 2b sind jeweils Querschnitte durch ein Fenster dargestellt. Die Ausführung nach Fig. 2a besitzt eine Endfläche 5, die aus im wesentlichen zwei Teillängen besteht, die über ein kurvenförmiges Teilstück verbunden sind. Das kurvenförmige Teilstück ergibt sich aus dem Umfangsradius des radial innenliegenden Auslaufs 27 des Kreisbogenabschnitts 9. Zum Vergleich ist in der Fig. 2b eine Endfläche 5 darge­ stellt, die eine nach radial innen geformte Sicke 29 zu Ver­ größerung der Endfläche 5 für eine zusätzliche Innenfeder be­ sitzt. Man kann erkennen, daß der Radius des Kreisbogenab­ schnittes 9 nur im Bereich der Führungsstege in Abhängigkeit des Federdurchmessers dimensioniert werden muß. Der radial weiter innen liegende Teil des Kreisbogenabschnittes 9 kann beispielsweise einen kleineren Radius zur Vergrößerung des Flächeninhalts der Endflächen 5 aufweisen.

Die Fig. 3a zeigt Ansicht und Schnitt III-III einer Fenster­ ausführung, bei welcher der Führungssteg 7 durch einen etwa mittigen Ausschnitt 30 unterbrochen ist und zu beiden Seiten des Ausschnitts 30 jeweils ein Führungssteg 7a angeordnet ist. Dieser verläuft jeweils von der Endfläche 5 ausgehend über den Teilbereich A, der der maximalen Kompressionsbewegung des entsprechenden Federendes im wesentlichen entspricht. Unter der Voraussetzung, daß in beiden Drehrichtungen die Federn über den gleichen Teilbereich A komprimiert werden, sind die entsprechenden Fenster 3a, 3b, 3c symmetrisch ausgeführt.

In Fig. 3b ist eine weitere Variante der Führungsstege darge­ stellt. Hier sind die Führungsstege 7b kontinuierlich verlau­ fend ausgeführt von den Endflächen 5 ausgehend über den Teil­ bereich A bis zur Hauptebene. Der kontinuierliche Übergang ist insbesondere im Hinblick auf hohe Belastung sehr vorteilhaft.

Claims (13)

1. Torsionsdämpferscheibe, umfassend eine Anzahl von Fen­ stern zur Aufnahme von Federn, wobei die Fenster einer­ seits aus Endflächen zur Drehmomentübertragung und an­ dererseits aus einem oberen und gegebenenfalls einem un­ teren Führungssteg für die Feder bestehen, wobei der obere Führungssteg entsprechend einem Kreisbogenabschnitt ausgestellt ist und der radial innenliegende Auslauf des oberen Führungssteges axial außerhalb der Ebene der Scheibe liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisbo­ genabschnitt (9) in Umfangsrichtung breiter ist als die Fensteröffnung (3a, 3b, 3c) und der Führungssteg (7) und die Endflächen (5) einen Übergangsbereich (11) bilden, der eine geschlossene, stetig verlaufende Kontur besitzt.

2. Torsionsdämpferscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen der Hauptebene und den Enden des Kreisbogenabschnitts (9) ein Trennschnitt (21) vorliegt, dessen radial außenliegendes Schnittende radial weiter innen liegt als die Mitte des Auslaufs (25) des oberen Führungssteges (7) in die Hauptebene.

3. Torsionsdämpferscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das radial weiter außen liegende Schnitt­ ende in eine Entlastungsöffnung (23) übergeht.

4. Torsionsdämpferscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß beide Schnittenden eine Entlastungsöff­ nung (23) besitzen.

5. Torsionsdämpferscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen dem Ende des Kreisbogenab­ schnitts (9) und der Hauptebene des Scheibenkörpers eine Entlastungsöffnung (15) vorgesehen ist, deren Breite (17) der Sehne des Kreisbogenabschnitts (9) entspricht.

6. Torsionsdämpferscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kreisbogenabschnitt eines benachbarten Fensters (3b, 3c) Bestandteil einer zumindest teilweise umlaufenden Sicke (13d) innerhalb des Scheibenkörpers ist.

7. Torsionsdämpferscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Enden des Kreisbogenabschnitts (9) aus der Hauptebene des Scheibenkörpers geprägt sind.

8. Torsionsdämpferscheibe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisbogenab­ schnitt (9) ausgehend von der Stirnfläche des Führungs­ steges (7) nach radial innen der Scheibe einen abnehmen­ den Radius besitzt.

9. Torsionsdämpferscheibe nach einem beliebigen Anspruch von 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisbogenab­ schnitt (9) im einem Bereich der Endflächen (5), der au­ ßerhalb des Überganges (11) zum oberen Führungssteg (7) liegt, eine nach innen geformte Sicke (29) besitzt.

10. Torsionsdämpferscheibe nach einem oder mehreren der vor­ angegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Führungssteg (7a, 7b) nur über jeweils einen Teilbe­ reich (A) der Breite der Fenster (3a, 3b, 3c), ausgehend von den Endflächen (5), erstreckt.

11. Torsionsdämpferscheibe nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Teilbereich (A) im wesentlichen dem Kompressionsweg der Feder entspricht.

12. Torsionsdämpferscheibe nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Führungssteg (7a) im mittleren Bereich der Fenster (3a, 3b, 3c), anschließend an den Teilbe­ reich (A) durch einen Ausschnitt (30) mit im wesentlichen radial verlaufenden Kanten (31) unterbrochen ist.

13. Torsionsdämpferscheibe nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Führungssteg (7b) über den Teilbe­ reich (A), von der Endfläche (5) ausgehend, kontinuier­ lich bis zur Hauptebene verläuft.