DE4327574C2 - Torsionsdämpferscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Torsionsdämpferscheibe gemäß dem Oberbegriff von Patent­ anspruch 1.

Zur besseren Führung der Federn innerhalb eines Fensters eines Torsionsdämpfers ist es bekannt, die Fenster mit Führungsstegen zu versehen. Diese Führungsstege sind ent­ sprechend einem 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 befinden sich in der Ebene des Scheibenkörpers, so daß für die Ausstellung der Führungsstege ein Einschnitt im Übergangsbereich zwischen dem Füh­ rungssteg und der Endfläche vorgenommen werden muß. Es ist allgemein bekannt, daß ein Einschnitt in eine Ecke eines Bauteils bei Belastung einer erheblichen Kerbspan­ nung unterworfen ist, die man durch Entlastungsöffnungen im Übergangsbereich ver­ ringern kann. Mit dieser Maßnahme ist aber gleichzeitig eine Reduzierung des belastba­ ren Querschnitts zwischen dem radial außenliegenden Ende der Endflächen und dem Rand der Torsionsdämpferscheibe verbunden. Die Belastung an dieser Stelle wird von den erheblichen Fliehkräften 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 verrin­ gern.

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

Der Übergangsbereich ist vorteilhafterweise keinen Kerbwirkungen unterworfen. Eben­ so kann durch die geschlossene Kontur der Belastungsquerschnitt im Fenster der Tor­ sionsdämpferscheibe im Vergleich zum Stand der Technik vergrößert werden.

In vorteilhafter Weiterführung des Erfindungsgedankens ist zwischen der Ebene der Torsionsdämpferscheibe und mind. einem umfangsseitigen Ende des mind. einem Füh­ rungssteges ein im wesentlichen radial verlaufender Trennschnitt angebracht. Der Bela­ stungsquerschnitt kann durch diese Maßnahme in Umfangs- und in radialer Richtung verlagert werden, so daß man einen genügend großen Abstand zwischen dem Trenn­ schnitt und dem Scheibenrand erzielt. Bei gleicher zulässiger Spannung kann man den Außendurchmesser reduzieren, um z. B. die Masse der Scheibe zu senken, oder größe­ re Federn einbauen.

Zur weiteren Reduzierung der Bauteilspannung kann man vorsehen, daß das radial wei­ ter außen liegende Schnittende in eine Entlastungsöffnung übergeht.

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

Alternativ bietet sich die Möglichkeit, daß zwischen dem Ende des Kreisbogenab­ schnitts und der Hauptebene des Scheibenkörpers eine Entlastungsöffnung vorgesehen ist. Die Standzeit eines für so eine Öffnung notwendiges Schneidwerkzeuges wäre grö­ ßer als die des Schneidwerkzeuges für den Trennschnitt.

Läßt es die Anordnung der Fenster zu, so ist es vorgesehen, daß der Kreisbogenab­ schnitt eines benachbarten Fensters Bestandteil einer umlaufenden Sicke innerhalb des Scheibenkörpers ist. Der Schneid- und Stanzvorgang könnte vorteilhafte Weise entfal­ len.

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

Zur Schaffung einer großen Auflagefläche, insbesondere bei der Verwendung einer zu­ sätzlichen Innenfeder ist es vorteilhaft, wenn ausgehend von dem Übergangsbereich des Führungssteges nach radial innen die axial sich erstreckende Krümmung der Endfläche der Scheibe einen abnehmenden Radius besitzt.

Alternativ kann der Kreisbogenabschnitt im einem Bereich der Endflächen, der außen­ halb des Überganges zum oberen Führungssteg liegt, eine nach innen geformte Sicke besitzen.

Es ist vorgesehen, daß sich der Führungssteg nur über jeweils einen Teilbereich der Brei­ te der Fenster, ausgehend von den Endflächen, erstreckt. Auch mit einer solchen Aus­ führung ist eine ausreichende Führung der Federn erreicht, und gleichzeitig kann durch Materialeinsparung das Gewicht abgesenkt werden.

Dabei entspricht der Teilbereich im wesentlichen dem Kompressionsweg der Feder. Es ist nicht nötig, daß über den Kompressionsweg der Feder hinaus ein Führungssteg vor­ handen ist.

Dabei kann im mittleren Bereich der Fenster anschließend an den Teilbereich ein Aus­ schnitt vorgesehen sein, der radial verlaufende Kanten aufweist und der den Führungs­ steg unterbricht. 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 nä­ her erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 Draufsicht auf eine Torsionsdämpferscheibe in Teildarstellung

Fig. 2a/b Draufsicht auf eine Torsionsdämpferscheibe in Teildarstellung Schnittdar­ stellungen 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 Umfangsrichtung ist eine Anzahl von Fenstern (3a, 3b, 3c) zur Aufnahme von Federn eingebracht, die aus radial verlaufenden Endflächen 5 und von weitestgehend in Umfangsrichtung verlaufenden Führungsflächen gebildet werden. Die oberen Führungsflächen bestehen aus Führungsstegen 7, die axial ausge­ stellt sind, wobei die Ausstellung einem Kreisbogenabschnitt 9 entspricht, dessen Radi­ us in Abhängigkeit des Federdurchmessers dimensioniert wird und der in Umfangsrich­ tung breiter ausgebildet 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 geschlossene, stetig verlaufende Kontur. Die Radienteile des Führungsste­ ges 7 und der Endflächen 5 liegen in einer gemeinsamen Ebene.

Für den Übergang der Enden in Umfangsrichtung des Kreisbogenabschnittes 9 beste­ hen mehrere alternativ und in Abhängigkeit der Gegebenheiten zu betrachtende und beurteilende Möglichkeiten.

Der linke Übergang 13a zwischen dem Kreisbogenabschnitt 9 und dem Scheibengrund­ körper wird durch eine Entlastungsöffnung 15 gebildet, deren Breite 17 der Auswölbung des Kreisbogenabschnittes 9 entspricht. Die spannungssenkende Wirkung der Entlastungs­ öffnung 15 ist unabhängig von ihrer Form. Diese Variante bietet sich immer dann an, wenn benachbarte Fenster einen genügend großen Abstand in Umfangsrichtung besit­ zen, 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 ra­ dial außenliegende 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 zusätz­ liche Entlastungsöffnungen 23 einbringen, für die sich ein einfacher Normstempel ver­ wenden läßt.

Bei den Ausführungsformen mit einer oder mehreren Entlastungsöffnungen wird der radial größere Abstand zwischen der Entlastungsöffnung 15, 23 und dem Scheiben­ rand im Vergleich zum Übergangsbereich 11 dadurch erzielt, daß der radial außenlie­ gende Rand 25 des Kreisbogenabschnittes 9 einen verhältnismäßig kleineren Radius hat als der radial innenliegende 27.

Die beiden Fenster 3b, 3c besitzen einen gemeinsamen Kreisbogenabschnitt 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 und besitzt.

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 Teillän­ gen besteht, die über ein kurvenförmiges Teilstück verbunden sind. Das kurvenförmige Teilstück ergibt sich aus dem Umfangsradius des radial innenliegenden Randes 27 des Kreisbogenabschnitts 9. Zum Vergleich ist in der Fig. 2b eine Endfläche 5 dargestellt, die eine nach radial innen geformte Sicke 29 zu Vergrößerung der Endfläche 5 für eine zusätzliche innenfeder besitzt. 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 Kreisbogenab­ schnittes 9 kann beispielsweise einen kleineren Radius zur Vergrößerung des Flächenin­ halts der Endflächen 5 aufweisen.

Die Fig. 3a zeigt Ansicht und Schnitt III-III einer Fensterausführung, bei welcher der Füh­ rungssteg 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 symme­ trisch ausgeführt.

In Fig. 3b ist eine weitere Variante der Führungsstege dargestellt. Hier sind die Füh­ rungssteg 7b kontinuierlich verlaufend ausgeführt von den Endflächen 5 ausgehend über den Teilbereich A bis zur Hauptebene. Der kontinuierliche Übergang ist insbeson­ dere im Hinblick auf hohe Belastung sehr vorteilhaft.

Claims (13)

1. Torsionsdämpferscheibe, umfassend eine Anzahl von Fenstern zur Aufnahme von Federn, wobei die Fenster einerseits aus Endflächen zur Drehmomentübertragung und andererseits aus einem oberen und gegebenenfalls einem unteren Führungs­ steg für die Feder bestehen, wobei der obere Führungssteg entsprechend einem Kreisbogenabschnitt ausgestellt ist und der radial innerhalb des Kreisbogenab­ schnittes liegende Auslauf des oberen Führungssteges axial außerhalb der Ebene der Torsionsdämpferscheibe liegt und wobei der Kreisbogenabschnitt (9) in Um­ fangsrichtung länger ist als die Fensteröffnung (3a, 3b, 3c) und der Führungs­ steg (7) und die Endflächen (5) einen Übergangsbereich (11) bilden, der eine ge­ schlossene, stetig verlaufende Kontur besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Auslauf des oberen Führungssteges aus der Ebene der Torsi­ onsdämpferscheibe flächig herausgewölbt ist.

2. Torsionsdämpferscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ebene der Torsionsdämpferscheibe und mind. einem umfangssei­ tigen Ende mindestens eines Führungssteges (7) ein im wesentlichen radial verlau­ fender Trennschnitt (21) angeordnet ist.

3. Torsionsdämpferscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das radial weiter außen liegende Schnittende in eine Entlastungsöffnung (23) übergeht.

4. Torsionsdämpferscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Schnittenden eine Entlastungsöffnung (23) besitzen.

5. Torsionsdämpferscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ende des Kreisbogenabschnitts (9) und der Hauptebene des Scheibenkörpers eine Entlastungsöffnung (15) vorgesehen ist.

6. Torsionsdämpferscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreisbogenabschnitte (9) zweier benachbarter Fenster (3b, 3c) Bestandteil einer zumindest teilweise umlaufenden Sicke (13d) innerhalb des Scheibenkörpers ist.

7. Torsionsdämpferscheibe nach Anspruch 2 oder S. dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Kreisbogenabschnitts (9) aus der Hauptebene des Scheibenkör­ pers geprägt sind.

8. Torsionsdämpferscheibe nach einem beliebigen Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von dem Übergangsbereich des Führungssteges die sich axial er­ streckende Krümmung der Endfläche der Scheibe einen abnehmenden Radius be­ sitzt.

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

10. Torsionsdämpferscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Führungssteg (7a, 7b) nur über jeweils einen Teilbereich (A) der Breite der Fenster (3a, 3b, 3c), ausgehend von den Endflächen (5), erstreckt.

11. Torsionsdämpferscheibe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilbereich (A) im wesentlichen dem Kompressionsweg der Feder ent­ spricht.

12. Torsionsdämpferscheibe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungssteg (7a) im mittleren Bereich der Fenster (3a, 3b, 3c), anschlie­ ßend an den Teilbereich (A) durch einen Ausschnitt (30) mit im wesentlichen radial verlaufenden Kanten (31) unterbrochen ist.

13. Torsionsdämpferscheibe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungssteg (7b) über den Teilbereich (A), von der Endfläche (5) ausge­ hend, kontinuierlich bis zur Hauptebene verläuft.