DE4341374A1 - Drehschwingungsdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Drehschwingungsdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus zwei ko­ axial angeordneten Teilen, einem primären und einem sekun­ dären Teil, die im Verhältnis zueinander drehbar gegen mindestens eine Feder angebracht sind, die sich insgesamt am Kreisumfang entsprechend einem Kreisbogen erstreckt.

Ein derartiger Drehschwingungsdämpfer kann beispielsweise zu einer Kupplung gehören, wobei es sich sowohl um eine getrennt vorgesehene Kupplung als auch um eine Kupplung handeln kann, die in dem Gehäuse eines hydraulischen Kopp­ lungsorgans eingesetzt wird.

Er hat die Aufgabe, eine angemessene Filterung der Vibra­ tionen zwischen dem Motor und den Rädern sicherzustellen.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf den Fall, in dem es sich aus besonderen Dämpfungsgründen bei mindestens einer der eingesetzten Federn um eine Feder mit relativ großer Länge handelt, wobei der Mittelpunktswinkel, der durch den ihren Verlauf bestimmenden Kreisbogen begrenzt wird, beispielsweise größer als 90° ist.

Am häufigsten handelt es sich gleichzeitig um eine Feder mit relativ geringer Steifigkeit.

Eine der Schwierigkeiten bei einer derartigen Feder be­ steht darin, daß sie sich möglichst optimal, ohne über­ flüssige Reibung, in die zwangsläufig gekrümmte Aufnahme eingepassen muß, in der sie eingesetzt wird.

Andernfalls könnte sie in unkontrollierter und auf jeden Fall störender Form radial mit einem und/oder dem anderen der betreffenden koaxialen Teile zwischen ihren Enden in Berührung kommen.

Eine erste, bereits bekannte Lösung besteht darin, diese Feder passend zu der Aufnahme, in der sie eingesetzt wird, auszuformen, indem man ihr von vornherein eine Krümmung verleiht, die in etwa der Krümmung der Aufnahme ent­ spricht.

Eine entsprechende Formgebung ist jedoch von ihrer Aus­ führung her aufwendig und kostenintensiv, wobei die ein­ zelnen Windungen dieser Feder nacheinander auf ihrer radial am weitesten außen liegenden Seite voneinander entfernt werden müssen oder die gesamte Einheit direkt mittels Warmformung auszuführen ist.

Eine zweite, ebenfalls bereits bekannte Lösung besteht darin, die Feder in getrennte Abschnitte zu unterteilen, wobei zwischen diesen Abschnitten für ihre Auflage geeig­ nete keilförmige Zwischenstücke eingesetzt werden, was darauf hinausläuft, daß eine einzige, entsprechend einem kreisförmigen Umriß angeordnete gekrümmte Feder durch eine Mehrzahl von geraden Federn ersetzt wird, die entsprechend einem insgesamt polygonalen Umriß hintereinander angeord­ net werden.

Abgesehen davon, daß die zwischen diesen geraden Federn eingesetzten Zwischenstücke in aufwendiger Form zusätz­ liche Teile darstellen, besteht jedoch die Notwendigkeit, jeweils eine Windung jeder dieser geraden Federn an jedem ihrer Enden für ihre angemessene Auflage auf den Zwischen­ stücken abzuschrägen.

Daraus ergibt sich bei sonstiger Gleichheit der übrigen Bedingungen insgesamt eine entsprechend verringerte Wirk­ samkeit nach Maßgabe der Gesamtzahl der auf diese Weise abgeschrägten und somit verminderten bzw. sogar "toten" Windungen, die bei einer derartigen Feder zwangsläufig vorkommen.

Der Zweck der Erfindung besteht in einem Drehschwingungs­ dämpfer, bei dem diese Nachteile nicht vorliegen.

Dieser Drehschwingungsdämpfer der bezeichneten Art ist dadurch gekennzeichnet, daß die Feder durchgehend auf­ einanderfolgend mindestes zwei gerade Abschnitte umfaßt, deren Mittellinien jeweils Tangenten zu dem Kreisbogen bilden, an dem entlang sie sich insgesamt am Kreisumfang erstreckt.

Die Feder wird beispielsweise und vorzugsweise dement­ sprechend vorgeformt.

Unabhängig davon ist an der Verbindung zwischen zwei ihrer geraden Abschnitte jeweils nur eine Windung von den sie umgebenden Windungen abgesetzt, wodurch die entsprechende Formgebung vorteilhafterweise minimiert wird und wobei gleichzeitig neben dem Wegfall aller Zwischenstücke nur die beiden Endwindungen abgeschrägt werden.

Das gleiche gilt auch, wenn die Feder bei einer Anzahl von mehr als zwei geraden Federabschnitten entsprechend einem polygonalen Umriß verläuft.

So läßt sich die erfindungsgemäß eingesetzte Feder insge­ samt relativ leicht herstellen, da ihre Formgebung nur eine begrenzte Anzahl von Windungen betrifft und vorteil­ hafterweise mittels Kaltformung erfolgen kann und da sie als "tote" Windungen nur die an ihren Enden vorgesehenen "toten" Windungen umfaßt.

Die Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich im einzelnen aus der nachfolgenden Beschreibung, die als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten schema­ tischen Zeichnungen angeführt wird, welche folgendes darstellen:

Fig. 1 ist eine Längsteilschnittansicht eines erfindungs­ gemäßen Drehschwingungsdämpfers entsprechend der gestri­ chelten Linie I-I von Fig. 2.

Fig. 2 ist eine Querteilschnittansicht eines erfindungs­ gemäßen Drehschwingungsdämpfers entsprechend der gestri­ chelten Linie II-II von Fig. 1.

Fig. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab und unter Beschrän­ kung auf die Feder das Detail von Fig. 2, das durch einen eingerahmten Bereich III in dieser Fig. 2 bezeichnet wird.

Die Fig. 4, 5 sind Querteilschnittansichten, die sich entsprechend der Ansicht von Fig. 2, von der sie jeweils nur einen Teil wiedergeben, auf zwei verschiedene Ausfüh­ rungsvarianten beziehen.

Wie durch diese Figuren veranschaulicht wird, umfaßt der erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfer 10 in einer an sich bekannten Form zwei koaxial angeordnete Teile 10A, 10B - einen primären und einen sekundären Teil -, die im Verhältnis zueinander drehbar gegen mindestens eine Feder 11 in der Ausführung als Schraubenfeder angebracht sind, die sich insgesamt am Kreisumfang entsprechend einem Kreisbogen C erstreckt.

Dieser Kreisbogen C erstreckt sich hier gemäß Fig. 2 über etwa 180°.

An ein und demselben Kreisumfang wirken somit nur zwei Federn 11, von denen nur eine in den Figuren dargestellt ist.

Da es sich hier beispielsweise um die Anwendung der Erfin­ dung auf die Druckplatte oder das Schwungrad einer für einen getrennten Einsatz bestimmten Kupplung und praktisch einer Kraftfahrzeugkupplung handelt, umfaßt der primäre Teil 10A zwei ringförmige Flansche 12, 13, zwischen denen ein Zwischenring 14 an ihrem Umfang mit größerem Durch­ messer angeordnet ist, wobei dieser Zwischenring 14 einen Anlasserzahnkranz 15 trägt.

Der ringförmige Flansch 12 hat radial eine geringere Ausdehnung als der ringförmige Flansch 13, wobei dieser an seinem Umfang mit kleinerem Durchmesser eine Nabe 16 trägt, die für die drehbewegliche Verbindung mit der Kurbelwelle des Motors des betreffenden Kraftfahrzeugs geeignet ist.

Die ringförmigen Flansche 12, 13 weisen in Übereinstimmung zueinander Auflagen 18 auf, gegen welche die Federn 11 in Ruhestellung am Kreisumfang über Verteilerblöcke 19 an­ liegen, die dazu an jedem der Umfangsenden dieser Feder 11 vorgesehen sind.

Die Auflagen 18 werden hier durch die Umfangsenden von Fenstern 20 gebildet, welche die ringförmigen Flansche 12, 13 lokal durchbrechen und die zur Aufnahme der Federn 11 dienen.

Die Verteilerblöcke 19 verlaufen axial von einem zum anderen der ringförmigen Flansche 12, 13 durch ihre Fen­ ster 20 und weisen für die Zentrierung der Federn 11 einen am Kreisumfang in deren Richtung vorstehenden Führungs­ vorsprung 22 auf, an dem sich die Federn 11 in Eingriff befinden.

Außerdem sind hier stellenweise an den Federn 11 auf der radial am weitesten außen liegenden Seite dieser Federn 11 und somit auf der Seite des Zwischenrings 14 Unterlagen 23 vorgesehen, die als Zwischenstücke zwischen den Federn 11 und dem Zwischenring 14 dienen und verhindern, daß die Federn 11 direkt mit dem Zwischenring 14 in Berührung kommen.

Zu dem gleichen Zweck weisen die Verteilerblöcke 19 je­ weils eine Umfangsverlängerung 23′ an der Berührungsstelle des Zwischenrings 14 auf.

Der sekundäre Teil 10B umfaßt hier einerseits einen ring­ förmigen Flansch 25, der zwischen den beiden ringförmigen Flanschen 12, 13 des primären Teils 10A verläuft und dessen Arme 26 sich radial und am Kreisumfang zwischen den Verteilerblöcken 19 zwecks Zusammenwirken mit diesen zumindest jenseits einer bestimmten Winkelverschiebung zwischen den Teilen 10A, 10B erstrecken, und andererseits eine Platte 28 oder eigentliche Druckplatte, die sich außerhalb des durch die ringförmigen Flansche 12, 13 begrenzten Volumens auf der Seite des kürzeren ringförmi­ gen Flansches 12 erstreckt und die mit Hilfe von in den Figuren nicht dargestellten Schrauben an der Nabe 30 an­ gesetzt ist, welche den ringförmigen Flansch 25 trägt.

Diese Platte 28 ist für die drehfeste Verbindung mit der Eingangswelle des zugehörigen Getriebes über eine nicht dargestellte Kupplungsscheibe bestimmt.

Zwischen den auf diese Weise gebildeten Teilen 10A, 10B sind desweiteren zum einen in radialer Anordnung ein Lager 31 und zum anderen in axialer Anordnung Reibmittel 32 vorgesehen, die hier nicht beschrieben werden, da sie von der vorliegenden Erfindung nicht betroffen sind.

Die radialen Ränder 33 der Arme 26 des ringförmigen Flan­ sches 25 des sekundären Teils 10B verlaufen hier in Ruhe­ stellung in einem Winkelabstand D von den Auflagen 18 der ringförmigen Flansche 12, 13 des primären Teils 10A und somit von den Verteilerblöcken 19, so daß die Arme 26 erst nach einer Winkelverschiebung D gleich diesem Abstand D beim Betrieb mit den Verteilerblöcken 19 und folglich mit den Federn 11 zusammenwirken.

Die vorstehenden Anordnungen sind an sich hinreichend bekannt und werden von daher hier nicht eingehender be­ schrieben.

Erfindungsgemäß umfaßt mindestens eine der Federn 11, und praktisch jede von ihnen, durchgehend aufeinanderfolgend mindestes zwei gerade Abschnitte T, deren Mittellinien L, die durch ihre jeweiligen Achsen gebildet werden, jeweils Tangenten zu dem Kreisbogen C bilden.

In der Praxis ist jede der Federn 11 vorgeformt und umfaßt durchgehend aufeinanderfolgend eine Anzahl von geraden Abschnitten T größer als zwei.

Hier ist diese Anzahl gleich fünf.

Jeder der geraden Abschnitte T einer Feder 11 erstreckt sich hier folglich über etwa 30°.

In Ruhestellung können die geraden Abschnitte T einer Feder 11 beispielsweise zumindest in ihrem Mittelteil eine gleiche Steigung P1 oder laufende Steigung zwischen ihren aufeinanderfolgenden Windungen gemäß Fig. 3 aufweisen.

An ihrer Verbindung gibt es jedoch mindestens eine als Anschlußwindung bezeichnete Windung 36, bei welcher die Steigung P2, die sie von den angrenzenden Windungen auf der radial am weitesten außen liegenden Seite trennt, größer als die Steigung P3 ist, die sie von den gleichen angrenzenden Windungen auf der radial am weitesten innen liegenden Seite trennt.

Mit anderen Worten: An der Verbindung zwischen zwei auf­ einanderfolgenden geraden Abschnitten T weist jede der Federn 11 eine Biegung auf, deren Mittelteil gewisser­ maßen durch die Anschlußwindung 36 gebildet wird.

Diese Biegung ergibt sich beispielsweise aus einer "Öff­ nung" der Feder 11 beiderseits der Anschlußwindung 36.

Die Mittellinien L von zwei aufeinanderfolgenden geraden Abschnitten T bilden somit einen stumpfen Winkel A im Bereich ihrer Anschlußwindung 36.

Hier ist die Steigung P2 beiderseits der Anschlußwindung 36 auf der radial am weitesten außen liegenden Seite größer als die laufende Steigung P1, während die Steigung P3 auf der radial am weitesten innen liegenden Seite kleiner als die laufende Steigung P1 ist.

Dies ist jedoch nicht unbedingt der Fall, da die Steigung P3 auch beispielsweise gleich der laufenden Steigung P1 sein kann.

In den Fig. 1, 2 ist jede der Unterlagen 23 an einer Anschlußwindung 36 von zwei geraden Abschnitten T einer Feder 11 eingerastet, so daß sie durch diese Feder 11 bei der Winkelverschiebung zwischen den Teilen 10A, 10B mit­ genommen wird.

Als Variante gemäß Fig. 4 wird für eine solche Mitnahme jede der Unterlagen 23 durch einen Vorsprung 38 zwischen der Anschlußwindung 36 von zwei geraden Abschnitten T einer Feder 11 und der Windung eines der beiden an dieser Anschlußwindung 36 angrenzenden geraden Abschnitte T in Eingriff gebracht.

In einem solchen Falle kann natürlich keine Zusammen­ drückung zwischen den zwei Windungen mehr vorliegen, zwischen denen der Vorsprung 38 einer Unterlage 23 wie beschrieben zum Einsatz kommt.

Da jedoch die Auflage dieser Windungen auf der radial am weitesten außen liegenden Seite erfolgt, wird die Gefahr einer Ausknickung der geraden Abschnitte T der Federn 11 vorteilhafterweise, insbesondere in Endlage, auf ein Minimum reduziert.

Mit anderen Worten: Der Vorsprung 38 wird so ausgeführt, daß die Windungen auf der radial am weitesten innen lie­ genden Seite geschont werden und daß jede aufliegende Berührung zwischen den Windungen auf dieser Seite ausge­ schlossen ist.

Da die Unterlagen 23 auf diese Weise an den "Biegungen" der Feder 11 zwischen zwei aufeinanderfolgenden geraden Abschnitten T dieser Feder wirken, befinden sich diese geraden Abschnitte T vorteilhafterweise sekantenartig in einer größeren Entfernung von dem Zwischenring 14, als dies bei entsprechenden gekrümmten Abschnitten der Fall wäre, die in kreisförmiger Anordnung koaxial zu diesem Zwischenring 14 verlaufen.

Dadurch verringert sich vorteilhafterweise die Gefahr, daß beim Betrieb unvorhergesehenerweise unter Einwirkung der Fliehkraft mit dem Zwischenring 14 in Berührung kommen.

In Fig. 5 ist jede der Federn 11 innen durch eine weitere Feder 40 verdoppelt.

Diese Feder 40 kann nach Art der Federn 11 in geraden Abschnitten ausgeformt und jeweils homothetisch zu der Feder 11, in deren Innern sie sich befindet, ausgeführt oder einfach gekrümmt sein.

Die Erfindung ist im übrigen nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern sie umfaßt alle Ausführungsvarianten.

So kann insbesondere der Hohlraum, in dem die Federn angeordnet sind, geschlossen sein und Fett enthalten, beispielsweise entsprechend Anordnungen der Art, wie sie in der DE-A-39 31 429 beschrieben werden.

Der Anwendungsbereich der Erfindung erstreckt sich außer­ dem sowohl auf den Bereich von getrennt eingesetzten Kupplungen in der dargestellten Form als auch auf den Bereich von Kupplungen, die in dem Gehäuse eines hydrauli­ schen Kopplungsorgans eingesetzt werden, oder auf den Bereich von Kupplungen mit Kupplungsscheibe der Art, wie in der US-A-4 530 673 beschrieben wird.

Claims (7)

1. Drehschwingungsdämpfer, insbesondere für Kraftfahr­ zeuge, bestehend aus zwei koaxial angeordneten Teilen (10A, 10B), einem primären und einem sekundären Teil, die im Verhältnis zueinander drehbar gegen mindestens eine Feder (11) angebracht sind, die sich insgesamt am Kreis­ umfang entsprechend einem Kreisbogen (C) erstreckt, da­ durch gekennzeichnet, daß die Feder (11) durchgehend aufeinanderfolgend mindestes zwei gerade Abschnitte (T) umfaßt, deren Mittellinien (L) jeweils Tangenten zu dem Kreisbogen (C) bilden.

2. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich an der Verbindung zwischen den zwei geraden Abschnitten (T) der Feder (11) mindestens eine Anschlußwindung (36) befindet, bei welcher die Steigung (P2), die sie von den angrenzenden Windungen auf der radial am weitesten außen liegenden Seite der Feder (11) trennt, größer als die Steigung (P3) ist, die sie von den gleichen angrenzenden Windungen auf der radial am weitesten innen liegenden Seite trennt.

3. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Unterlage (23) zwischen der Feder (11) und einem der Teile (10A, 10B) auf der radial am weitesten außen liegenden Seite der Feder (11) vorgesehen ist, wobei diese Unterlage (23) an der Anschlußwindung (36) der zwei geraden Abschnitte (T) der Feder (11) eingerastet ist.

4. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Unterlage (23) zwischen der Feder (11) und einem der Teile (10A, 10B) auf der radial am weitesten außen liegenden Seite der Feder (11) vorgesehen ist, wobei diese Unterlage (23) durch einen Vorsprung (38) zwischen der Anschlußwindung (36) der zwei geraden Abschnitte (T) der Feder (11) und der Windung eines der zwei an dieser Anschlußwindung (36) angrenzenden geraden Abschnitte (T) in Eingriff gebracht wird.

5. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (11) innen durch eine weitere Feder (40) verdoppelt wird.

6. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (11) durchgehend aufeinanderfolgend eine Anzahl von geraden Abschnitten (T) größer als zwei umfaßt.

7. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (11) vorgeformt ist.