HINTERGRUND DER ERFINDUNG
A. Hintergrund der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schwungradanordnung,
und insbesondere eine Schwungradanordnung mit einer biegsamen
Platte zum Dämpfen einer Biegeschwingung, welche von einer
Kurbelwelle eines Motors übertragen wird.
B. Beschreibung des Standes der Technik
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Verbrennungsenergie von einem Motor wird in ein Drehmoment
umgewandelt durch die Anordnung einer Kurbelwelle im Motor in
einer dem Stand der Technik bekannten Weise. Das Drehmoment
wird auf ein Schwungrad übertragen und ferner über eine
Kupplung auf ein Getriebe.
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Der Verbrennungsvorgang im Motor ist derart, daß die auf die
Kurbelwelle übertragene Energie eine Biegekraft auf die
Kurbelwelle ausübt. Ein Biegen der Kurbelwelle bewirkt eine
Schwingung des Schwungrads, welches an einem Ende der
Kurbelwelle befestigt ist. Eine Gegenkraft davon wird auf
einen Motorblock übertragen und ferner über ein Motorlager auf
eine Karosserie eines Fahrzeugs, so daß die Karosserie
schwingt. Dies ruft Geräusche während einer Beschleunigung des
Fahrzeugs hervor.
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Um derartige Geräusche während einer Beschleunigung zu
verringern, ist es erforderlich, die Schwingungen des
Schwungrad zu verringern. Zu diesem Zweck wurden auch
Schwungradanordnungen verwendet, welche über eine biegsame
Platte mit einem Ende einer Kurbelwelle verbunden sind. Die
biegsame Platte weist eine hohe Steifigkeit in der
Drehrichtung (bzw. Umfangsrichtung) und eine vorbestimmte
Flexibilität in der Biegerichtung (bzw. generell
Axialrichtungen) auf.
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Bei der oben beschriebenen herkömmlichen Schwungradanordnung
wird der Schwungradkörper durch die Kurbelwelle lediglich über
die biegsame Platte getragen. Daher kann der Fall eintreten,
daß er sich in einem Unwuchtzustand dreht, wenn das Schwungrad
selbst bezüglich der Drehachse davon infolge von Biegekräften
geneigt ist.
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Eine niedrigere Steifigkeit der biegsamen Platte kann die
Biegeschwingung wirksamer verringern. Insbesondere ist es
möglich, einen Resonanzpunkt ausgehend von einem praktischen
Betriebsbereich durch Verringern der Steifigkeit der biegsamen
Platte zu verschieben, so daß Geräusche während einer
Beschleunigung des Motors weiter verringert werden können.
Jedoch erfordert die Betätigung einer Kupplung gewöhnlich eine
Kraft, welche auf die Kupplungsanordnung auszuüben ist, um die
Kupplung ausgehend von einer Übertragung eines Drehmoments
auszurücken. Typischerweise wird die Ausrückkraft in einer
Richtung angewandt, welche schließlich auf die Kurbelwelle des
Motors ausgeübt wird. Anders ausgedrückt, ist die Ausrückkraft
generell in Axialrichtung gerichtet und wird auf eine
Kupplungsanordnung angewandt. Die Kraft bzw. Löselast wird
anschließend auf das Schwungrad und die biegsame Platte und
ferner auf die Kurbelwelle des Schwungrads übertragen.
Folglich würde, wenn die Steifigkeit der biegsamen Platte in
der Axial- bzw. Biegerichtung zu niedrig wäre, sich das
Schwungrad in Axialrichtung hin zur Kurbelwelle übermäßig
stark während des Kupplungsausrückvorgangs bewegen, was eine
Ausrückeffizienz der Kupplung verringern würde.
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DE 44 02 257 A1 beschreibt eine Schwungradanordnung mit einer
biegsamen Platte, welche in einer Biegerichtung flexibel ist,
und einem Innenumfangsabschnitt, welcher an einer Kurbelwelle
befestigt ist. Ein Schwungrad ist an der biegsamen Platte
befestigt. Ferner ist eine Vielzahl von Befestigungselementen
angeordnet, um die biegsame Platte an der Kurbelwelle zu
befestigen.
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EP 0 476 366 A2 beschreibt eine Kraftübertragung eines
Kraftfahrzeugs. Als Drehmomentübertragungselement verbindet
eine ringförmige, elastische Scheibe eine Kurbelwelle und ein
ringförmiges Schwungrad miteinander. Die Kurbelwelle weist
eine in Axialrichtung verlaufende, zylindrische Wand auf,
welche der Innenumfangswand des ringförmigen Schwungrads
gegenüber liegt und sich in Abstand zu dieser befindet. Zur
Verringerung von Schwingungen der ringförmigen, elastischen
Scheibe umfaßt der elastische, ringförmige Körper eine an der
Kurbelwelle befestigte Innenumfangswand und eine der
Innenumfangswand des Schwungrads gegenüber liegende
Außenumfangswand. Ein Wärmeisolierring bzw. Wärmeisolierstücke
sind vorgesehen, um eine Übertragung von Wärme vom Schwungrad
zum elastischen, ringförmigen Körper zu verringern. Alternativ
können ein Wärmeisolier-Zwischenraum bzw. Wärmeisolier-
Zwischenräume vorgesehen sein.
Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Schwungradanordnung zu schaffen, bei welcher die Bewegung des
Schwungrads in der Biegerichtung durch einfachere und
kostengünstigere Mittel eingeschränkt ist.
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Erfindungsgemäß ist die Aufgabe durch die Merkmale von
Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche zeigen weitere
bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung.
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Die oben genannten und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und
Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der
nachfolgenden genauen Beschreibung in Verbindung mit der
beiliegenden Zeichnung deutlich hervor.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Fig. 1 ist ein fragmentarischer, schematischer Querschnitt der
Schwungradanordnung;
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Fig. 2 ist eine fragmentarische Seitenansicht der in Fig. 1
dargestellten Schwungradanordnung, betrachtet in der Richtung
des Pfeils II in Fig. 1;
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Fig. 3 ist eine fragmentarische Seitenansicht der in Fig. 1
dargestellten Schwungradanordnung, betrachtet in der Richtung
des Pfeils III in Fig. 1;
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Fig. 4 ist ein fragmentarischer Querschnitt eines Abschnitts
der in Fig. 1 dargestellten Schwungradanordnung, dargestellt
in vergrößertem Maßstab;
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Fig. 5 ist ein fragmentarischer, schematischer Querschnitt
einer weiteren Schwungradanordnung;
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Fig. 6 ist ein fragmentarischer, schematischer Querschnitt
einer weiteren Schwungradanordnung;
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Fig. 7 ist eine fragmentarische Seitenansicht ähnlich Fig. 2,
welche die in Fig. 6 dargestellte Schwungradanordnung zeigt;
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Fig. 8 ist ein in vergrößertem Maßstab gezeigter
fragmentarischer Querschnitt eines Abschnitts der in Fig. 6
dargestellten Schwungradanordnung;
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Fig. 9 ist ein fragmentarischer, schematischer Querschnitt
einer Schwungradanordnung gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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Fig. 10 ist ein in vergrößertem Maßstab gezeigter,
fragmentarischer Querschnitt eines Abschnitts der in Fig. 9
dargestellten Schwungradanordnung; und
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Fig. 11 ist ein fragmentarischer, schematischer Querschnitt
einer Schwungradanordnung gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der Bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Fig. 1 und 2 zeigen eine Schwungradanordnung 1. Die
Schwungradanordnung 1 ist vorgesehen, um ein Drehmoment von
einer Kurbelwelle 100 eines Motors zu einer (nicht
dargestellten) Kupplungsvorrichtung zu übertragen. In Fig. 1
stellt O-O eine Drehachse der Schwungradanordnung 1 dar.
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Die Schwungradanordnung 1 ist an einem Ende der Kurbelwelle
100 befestigt und besteht im wesentlichen aus einer biegsamen
Platte 3 und einem Schwungrad 2.
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Die biegsame Platte 3 besteht aus einem kreisförmigen Blech.
Ein Innenumfangsabschnitt der biegsamen Platte 3 ist an einem
Ende der Kurbelwelle 100 mittels Schrauben 5 befestigt. Ein
ringförmiges Element 6 ist zwischen Köpfen der Schrauben 5 und
einem Innenumfangsabschnitt der biegsamen Platte 3 angeordnet.
Ein Außenumfangsabschnitt der biegsamen Platte 3 ist an einem
Außenumfangsabschnitt des Schwungrads 2 durch eine Vielzahl
von Schrauben 4 befestigt. Die biegsame Platte 3 weist eine
hohe Steifigkeit in der Drehrichtung auf, jedoch ist sie in
der Biegerichtung flexibel und elastisch verformbar. Die
biegsame Platte 3 ist an deren Innenumfang mit einem
zylindrischen Tragabschnitt 16 versehen, welcher sich vom
Motor weg, das heißt, hin zum Schwungrad 2, erstreckt. Ferner
ist die biegsame Platte 3 mit einem Ziehabschnitt 17 versehen,
welcher in Radialrichtung weiter außen als die Schrauben 5
befindet und hin zum Schwungrad 2 vorsteht. Der Ziehabschnitt
17 weist eine Ringform auf. Wie in Fig. 4 dargestellt, weist
der Ziehabschnitt 17 eine Vielzahl extrudierter Abschnitte 18
auf, welche in der Umfangsrichtung verlaufen. Die extrudierten
Abschnitte 18 stehen hin zum Schwungrad 2 vor und weisen
geschnittene Spitzenenden auf.
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Die biegsame Platte 3 ist an deren in Radialrichtung mittleren
Abschnitt mit acht kreisförmigen Löchern 19 versehen, welche
in Umfangsrichtung in gleichen Abständen zueinander angeordnet
sind, wie in Fig. 3 dargestellt. Die Biegeeigenschaften der
biegsamen Platte 3 können geändert werden durch Ändern der
Anzahl, Größe, Position, Gestaltung und ähnliches der
kreisförmigen Löcher 19.
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Das Schwungrad 2 ist hergestellt aus einem im wesentlichen
kreisförmigen Gußteil. Das Schwungrad 2 ist an deren in
Radialrichtung äußeren Abschnitt mit einer Reibfläche 11
versehen, welche dem Getriebe gegenüber liegt und gegen einen
(nicht dargestellten) Reibbelag einer
Kupplungsscheibenanordnung der Kupplungsvorrichtung zu drücken
ist. Das Schwungrad 2 ist mit Luftlöchern 12 versehen, welche
in Radialrichtung weiter innen als die Reibfläche 11 liegen
und sich in Axialrichtung durch das Schwungrad 2 erstrecken.
Jedes Luftloch 12 verläuft in der Umfangsrichtung des
Schwungrads 2 und weist Querschnitt auf, welcher hin zum Motor
auseinander geht. Die Luftlöcher 12 sind jeweils entsprechend
den kreisförmigen Löchern 19 der biegsamen Platte 3
ausgebildet.
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Das Schwungrad 2 ist ferner an einem in Radialrichtung weiter
innen als die Luftlöcher 12 liegenden Abschnitt mit
Schraubenkopf-Versenkungslöchern 14 versehen, um eine Störung
mit den Köpfen der Schreiben 5 zu vermeiden.
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Das Schwungrad 2 ist an dessen Innenumfangsende mit einem
zylindrischen Abschnitt 13 versehen, welcher sich hin zum
Motor erstreckt. Der zylindrische Abschnitt 13 ist lose in den
zylindrischen Tragabschnitt 16 eingesetzt. Daher ist die
Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 13 in Kontakt
mit der Innenumfangsfläche des zylindrischen Tragabschnitts 16
bzw. ist in geringem Abstand dazu angeordnet. Dies verbessert
eine Zentriergenauigkeit zwischen diesen Elementen. Obwohl der
zylindrische Abschnitt 13 eine kugelförmige Außenumfangsfläche
aufweist, kann er eine zylindrische Außenumfangsfläche
aufweisen, welche in Kontakt mit dem zylindrischen
Tragabschnitt 16 ist, ohne daß ein Zwischenraum existiert.
Ferner weist das Schwungrad 2 einen ringförmigen
Kontaktabschnitt 15 auf welcher den extrudierten Abschnitten
18 entspricht, die am Ziehabschnitt 17 ausgebildet sind, wie
in Fig. 1 und 4 dargestellt.
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Luft, welche durch Luftlöcher 12 und die kreisförmigen Löcher
19 strömt, die am Schwungrad 2 bzw. der biegsamen Platte 3
ausgebildet sind, kühlen das Schwungrad 2. Daher ist, selbst
wenn Reibungswärme an der Reibfläche 11 erzeugt wird, die
Wahrscheinlichkeit, daß das Schwungrad 2 eine hohe Temperatur
erreicht und eine Überhitzung stattfindet, verringert. Daher
ist es möglich, einen abnormalen Verschleiß des Reibbelags und
eine frühe Verschlechterung beabsichtigter Eigenschaften,
welche typischerweise durch übermäßige Wärmekonzentrationen in
einem Schwungrad verursacht werden, zu verringern.
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Nachfolgend wird die Wirkungsweise der Schwungradanordnung 1
beschrieben.
Dämpfung von Biegeschwingungen
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Die Kurbelwelle 100 nimmt eine Biegeschwingung infolge einer
Verbrennungskraft des Motors auf. Wenn diese Biegeschwingung
zur biegsamen Platte 3 übertragen wird, biegt sich die
biegsame Platte 3 in der Biegerichtung, so daß eine
Reibgleitbewegung zwischen dem zylindrischen Tragabschnitt 16
und dem zylindrischen Abschnitt 13 bewirkt wird und somit die
Biegeschwingung schnell gedämpft wird. Wenn die biegsame
Platte 3 sich lediglich in geringem Maße biegt, biegt sich die
biegsame Platte 3 gänzlich, so daß sie eine niedrige
Steifigkeit aufweist. Insbesondere ist die biegsame Platte 3
dünn und weist kreisförmige Löcher 19 auf, so daß sie eine
niedrige Steifigkeit aufweist.
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Wenn die biegsame Platte 3 sich in hohem Maße biegt, werden
die am Ziehabschnitt 17 ausgebildeten extrudierten Abschnitte
18 teilweise in Kontakt mit dem Kontaktabschnitt 15 des
Schwungrads 2 gebracht. Anschließend biegt sich die biegsame
Platte 3 um den Kontaktabschnitt 15 und weist eine hohe
Steifigkeit auf. Infolge des Vorsehens des Ziehabschnitts 17
wird ein Abschnitt der biegsamen Platte 3, welcher sich in
höchstem Maße biegt, in Radialrichtung nach außen, verglichen
mit einer herkömmlichen Struktur, verschoben, so daß eine
Spannung wirksam in der Radialrichtung nach außen, verglichen
mit der herkömmlichen Struktur, verteilt wird. Dies erhöht die
Lebensdauer der biegsamen Platte 3.
Tragen der Löselast
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Wenn der Ausrückvorgang der (nicht dargestellten)
Kupplungsvorrichtung ausgeführt wird, wirkt eine Löselast auf
das Schwungrad 2. Dies bewegt das Schwungrad 2 hin zum Motor.
Dadurch wird der Kontaktabschnitt 15 in Kontakt mit den am
Ziehabschnitt 17 ausgebildeten extrudierten Abschnitten 18
gebracht. Anschließend wird die Löselast vom Schwungrad 2 über
den Ziehabschnitt 17 zur Kurbelwelle 100 übertragen. Auf diese
Weise wird eine Axialbewegung des Schwungrads 2 erheblich
eingeschränkt, so daß die Ausrückeffizienz der Kupplung
verbessert wird. Ferner kann die Kurbelwelle die Löselast
direkt tragen, so daß die biegsame Platte 3 dünn sein kann.
Folglich kann die biegsame Platte 3 eine verbesserte Funktion
zur Dämpfung der Biegeschwingung aufweisen.
Weitere Wirkungen
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Da der zylindrische Tragabschnitt 16 der biegsamen Platte 3
die Radialbewegung des Schwungrads 2 einschränkt, kann eine
Ablenkdrehung, welche durch eine Unwucht hervorgerufen werden
kann, unterdrückt werden. Folglich kann eine Schwingung
infolge der Ablenkdrehung unterdrückt werden. Ferner wird,
wenn ein in Radialrichtung innerer Abschnitt der biegsamen
Platte 3 in der Nähe der Schrauben 5 getrennt bzw. gebrochen
sein sollte, das Schwungrad 2 durch den zylindrischen
Tragabschnitt 16 getragen, so daß verhindert wird, daß es sich
von der Kurbelwelle 100 in Radialrichtung löst.
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Da der zylindrische Tragabschnitt 16 und der zylindrische
Abschnitt 13 sich in Reibeingriff befinden, so daß sie relativ
zueinander gleiten, weist das Schwungrad 2 eine verbesserte
Zentriergenauigkeit bezüglich der biegsamen Platte 3 auf.
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Gemäß der Schwungradanordnung bewegt sich das Schwungrad, wenn
eine Löselast auf das Schwungrad wirkt, um eine vorbestimmte
Distanz und wird dann in Kontakt mit dem Ziehabschnitt der
biegsamen Platte gebracht. Dadurch wird das Schwungrad über
den Vorsprung der biegsamen Platte durch die Kurbelwelle
getragen. Da der Vorsprung die Axialbewegung des Schwungrads
auf diese Weise einschränkt, kann eine Verringerung der
Ausrückeffizienz der Kupplung verhindert werden.
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Da die biegsame Platte an deren kreisförmigem Plattenkörper
mit dem Ziehabschnitt versehen ist, werden
Spannungskonzentrationen in der biegsamen Platte verteilt, so
daß Abschnitte der biegsamen Platte, welche vom Ziehabschnitt
verschieden sind, eine verringerte Dicke aufweisen können,
während ein Bruch davon unterdrückt wird.
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Gemäß der Struktur, bei welcher der kreisförmige Plattenkörper
an einem Abschnitt, welcher in Radialrichtung weiter außen
liegt als der Ziehabschnitt, mit einer Vielzahl von Löchern
versehen ist, kann der Abschnitt, welcher in Radialrichtung
weiter außen liegt als der Ziehabschnitt, eine verringerte
Steifigkeit aufweisen.
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Gemäß der Struktur, bei welcher der Ziehabschnitt hin zum
Schwungrad vorsteht, um einen Zwischenraum zwischen dem
Ziehabschnitt und dem Schwungrad zu gewährleisten, schränkt
der Ziehabschnitt die Axialbewegung des Schwungrads ein, so
daß eine Verringerung der Ausrückeffizienz der Kupplung
verhindert werden kann.
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Gemäß der Struktur, bei welcher die biegsame Platte und das
Schwungrad den zylindrischen Tragabschnitt und den
zylindrischen Abschnitt aufweisen, welche in Radialrichtung
einander überlappen, wird eine Radialbewegung und Neigung
bezüglich der biegsamen Platte des Schwungrads eingeschränkt.
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Bei der in Fig. 5 dargestellten Schwungradanordnung 110 ist
ein Ziehabschnitt, wie etwa der beim ersten
Ausführungsbeispiel beschriebene Ziehabschnitt 17, nicht an
der biegsamen Platte 30 ausgebildet. Daher bewegt sich das
Schwungrad 2 hin zum Motor, und deren Innenumfangsabschnitt
wird in Kontakt mit dem Ende des zylindrischen Tragabschnitts
16 der biegsamen Platte 30 gebracht, wenn eine Löselast auf
das Schwungrad 2 wirkt. Anschließend wird die Löselast über
den zylindrischen Tragabschnitt 16 auf die Kurbelwelle 100
übertragen. Da die Axialbewegung des Schwungrads 2, wie oben
beschrieben, klein ist, wird die Ausrückeffizienz der Kupplung
verbessert.
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Fig. 6, 7 und 8 zeigen eine weitere Schwungradanordnung 121,
Die Schwungradanordnung 121 ist vorgesehen zum Übertragen
eines Drehmoments von einer Kurbelwelle 100 eines Motors zu
einem (nicht dargestellten) Getriebe über eine
Kupplungsvorrichtung. In Fig. 6 stellt O-O eine Drehachse der
Schwungradanordnung 121 dar.
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Die Schwungradanordnung 121 ist an einem Ende der Kurbelwelle
100 befestigt und umfaßt ein Schwungrad 2 und eine biegsame
Platte 35.
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Die biegsame Platte 35 besteht beispielsweise aus einem Blech.
Ein Innenumfangsabschnitt der biegsamen Platte 35 ist durch
eine Vielzahl von Schrauben 5 an der Kurbelwelle 100
befestigt. Ein Außenumfangsabschnitt der biegsamen Platte 35
ist durch Schrauben 4 am Schwungrad 2 befestigt. Die biegsame
Platte 35 ist an deren Innenumfang mit einem zylindrischen
Tragabschnitt 16' versehen, welcher sich hin zum Getriebe
erstreckt. Der zylindrische Tragabschnitt 16' weist eine
gewellte Form bzw. einen gewellten Abschnitt auf, welcher
durch Ziehen ausgebildet ist, wie in Fig. 7 dargestellt, und
Abschnitte des zylindrischen Tragabschnitts 16' erstrecken
sich in Radialrichtung nach außen zwischen den Schrauben 5.
Abschnitte des zylindrischen Tragabschnitts 16' erstrecken
sich in Radialrichtung nach innen und weisen Kontaktflächen
auf, welche durch Schneiden bzw. eine spanabhebende
Bearbeitung ausgebildet sind. Die Kontaktflächen des
Tragabschnitts 16' sind in Eingriff mit einem zylindrischen
Abschnitt 13, welcher am Schwungrad 2 ausgebildet ist, wie
unten genauer erläutert.
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Die biegsame Platte 35 ist an deren in Radialrichtung
mittleren Abschnitt mit einer Vielzahl kreisförmiger Löcher 19
versehen, welche sich in Umfangsrichtung in gleichen Abständen
zueinander befinden. Die Steifigkeit in der Biegerichtung der
biegsamen Platte 35 kann durch Ändern der Anzahl und Größe der
kreisförmigen Löcher 19 eingestellt werden. Die biegsame
Platte 35 ist an deren Außenumfang mit einem äußeren,
zylindrischen Abschnitt 38 versehen, welcher sich hin zum
Motor erstreckt. Ein Tellerrad 20 ist an den Außenumfang des
äußeren zylindrischen Abschnitts 38 geschweißt.
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Das Schwungrad 2 besteht aus einem im wesentlichen
kreisförmigen Gußteil. Das Schwungrad 2 ist an dessen in
Radialrichtung äußeren Abschnitt mit einer Reibfläche 11
versehen, welche dem Getriebe gegenüberliegt und gegen einen
(nicht dargestellten) Reibbelag einer
Kupplungsscheibenanordnung zu drücken ist. Das Schwungrad 2
ist mit Luftlöchern 12 versehen, welche sich in Radialrichtung
weiter innen als die Reibfläche 11 befinden. Jedes Luftloch 12
erstreckt sich in der Umfangsrichtung des Schwungrads 2 und
weist einen Querschnitt auf, welcher hin zum Motor auseinander
geht. Die Luftlöcher 12 sind jeweils entsprechend den
kreisförmigen Löchern 19 ausgebildet. Das Schwungrad 2 ist
ferner an dessen Innenumfangsabschnitt mit Schraubenkopf-
Versenkungslöchern 14 zur Vermeidung einer Störung mit Köpfen
der Schrauben 5 versehen. Das Schwungrad 2 ist an dessen
Innenumfang mit einem zylindrischen Abschnitt 13 versehen,
welcher sich hin zum Motor erstreckt. Der zylindrische
Abschnitt 13 ist lose in die Innenkontaktflächen des
zylindrischen Tragabschnitts 16' eingesetzt. Da das Schwungrad
2 und die biegsame Platte 35 bezüglich einander auf diese
Weise zentriert sind, kann auf ein zusätzliches Element zur
Zentrierung verzichtet werden.
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Eine Zwischenscheibenplatte 8 ist zwischen dem
Innenumfangsabschnitt der biegsamen Platte 35 und dem
Innenumfangsabschnitt des Schwungrads 2 angeordnet. Die
Zwischenscheibenplatte 8 weist eine Ringform und einen
Außendurchmesser auf, welcher größer ist als der
Außendurchmesser des Endes der Kurbelwelle 100. Wie in Fig. 8
in vergrößertem Maßstab dargestellt, ist ein in Radialrichtung
äußerer Abschnitt 8a der Zwischenscheibenplatte 8 in einem
vorbestimmten Winkel hin zum Schwungrad 2 gebogen, und der
Außenumfangsabschnitt dieses in Radialrichtung äußeren
Abschnitts ist derart gebogen, daß eine flache Fläche 8b
parallel zur Seitenfläche des Schwungrads 2 gebildet wird. Die
Zwischenscheibenplatte 8 ist an deren Außenumfangsabschnitt
mit einer Vielzahl von Radialschlitzen versehen, welche in
Umfangsrichtung in gleichen Abständen zueinander angeordnet
sind. Die biegsame Platte 35 ist mit einer Vielzahl von
Vorsprüngen 37 ausgebildet, welche zwischen den Schlitzen
verlaufen. Infolge der obigen Struktur weist eine
Zwischenscheibenplatte 8 eine hohe Steifigkeit in der
Kupplungsausrückbetätigungsrichtung (Axialrichtung) und eine
niedrige Steifigkeit in der Biegerichtung auf. Jedoch weist
der in Radialrichtung äußere Abschnitt 8a eine Steifigkeit in
der Axialrichtung auf, welche höher ist als die Steifigkeit in
der Axialrichtung der biegsamen Platte 35.
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Bei der obigen Struktur weist die Zwischenscheibenplatte 8
einen Außendurchmesser auf, welcher größer ist als der
Außendurchmesser des Endes der Kurbelwelle 100, wodurch eine
Verformung der biegsamen Platte 35 unterdrückt wird, und es
ist möglich, die Maximalspannung in der biegsamen Platte 35 zu
verteilen bzw. zu zerstreuen, welche an deren Abschnitt
auftreten kann, der mit dem Außenumfangsabschnitt der
Kurbelwelle 100 Verbunden ist. Da die Zwischenscheibenplatte 8
die flache Fläche 8b an deren in Radialrichtung äußeren Ende
aufweist, wird die Zwischenscheibenplatte 8 immer in einen
stabilen Kontakt mit der Seitenfläche des Schwungrads 2
gebracht, wenn eine große Biegeschwingung auftritt. Daher ist
es möglich, eine Änderung der Größe der Kontaktreibung über
die Zeit zu unterdrücken.
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Die biegsame Platte 35 und das Schwungrad 2 sind derart
angeordnet, daß ein Zwischenraum D zwischen dem zylindrischen
Tragabschnitt 16' und der Seitenfläche des Schwungrads 2
ausgebildet ist. Im zusammengebauten Zustand ist die flache
Fläche 8b der Zwischenscheibenplatte 8 nicht in Kontakt mit
der Seitenfläche des Schwungrads 2, so daß ein Zwischenraum d
(siehe Fig. 8) gewährleistet ist. Der Zwischenraum d ist
kleiner als der Zwischenraum D.
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Luft, welche durch Luftlöcher 12 und kreisförmige Löcher 19
strömt, die am Schwungrad 2 und der biegsamen Platte 35
ausgebildet sind, kühlen das Schwungrad 2. Daher wird
unterdrückt, daß das Schwungrad 2 eine hohe Temperatur
erreicht, selbst wenn eine Reibungswärme an der Reibfläche 11
erzeugt wird. Daher ist es möglich, einen abnormalen
Verschleiß des Reibbelags und eine frühe Verschlechterung
beabsichtigter Eigenschaften zu unterdrücken, welche durch die
Wärme hervorgerufen werden können.
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Nachfolgend wird die Wirkungsweise der Schwungradanordnung 121
beschrieben.
Dämpfung der Biegeschwingung
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Wird eine Biegeschwingung von der Kurbelwelle 100 des Motors
auf die Schwungradanordnung 121 übertragen, so biegen sich die
biegsame Platte 35 und die Zwischenscheibenplatte 8 in der
Biegerichtung, so daß eine Reibgleitbewegung zwischen dem
zylindrischen Tragabschnitt 16' und dem zylindrischen
Abschnitt 13 bewirkt wird und somit die Biegeschwingung
schnell gedämpft wird. Daher werden Geräusche während einer
Beschleunigung unterdrückt. Ferner wird eine
Abweichungsdrehung des Schwungrads 2 im geneigten Zustand
unterdrückt, so daß ein lokaler Verschleiß des nicht
dargestellten Reibbelags der Kupplungsscheibenanordnung
unterdrückt werden kann.
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Wenn die biegsame Platte 35 lediglich in geringem Maße gebogen
wird, weist sie Eigenschaften geringer Steifigkeit in
Abhängigkeit von den Anfangslasten der biegsamen Platte 35 und
der Zwischenscheibenplatte 8 auf. Insbesondere verringern eine
verringerte Dicke der biegsamen Platte 35 und das Vorsehen der
kreisförmigen Löcher 19 die Steifigkeit weiter. Wenn die
biegsame Platte 35 lediglich in geringem Maße gebogen wird,
liefert sie Eigenschaften in Abhängigkeit von den
Anfangslasten der biegsamen Platte 35 und der
Zwischenscheibenplatte 8.
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Wenn die biegsame Platte 35 in hohem Maße gebogen wird, wird
die flache Fläche 8b der Zwischenscheibenplatte 8 in Kontakt
mit der Seitenfläche des Schwungrads 2 gebracht. Anschließend
sind die Eigenschaften abhängig von der Steifigkeit der
Zwischenscheibenplatte 8 zusätzlich zu den elastischen
Eigenschaften der biegsamen Platte 35. Ferner wird Reibung
durch einen Kontakt zwischen der flachen Fläche 8b der
Zwischenscheibenplatte 8 und dem Schwungrad 2 bewirkt. Diese
Reibung dämpft die Biegeschwingung.
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Wenn sich die biegsame Platte 35 weiter biegt, wird das Ende
des zylindrischen Tragabschnitts 16' in Kontakt mit der
Seitenfläche des Schwungrads 2 gebracht.
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Infolge des Vorsehens der Zwischenscheibenplatte 8 und des
zylindrischen Tragabschnitts 16' ist es möglich, eine
übermäßige Bewegung der biegsamen Platte 35 zu verhindern,
welche durch die Biegeschwingung infolge einer Verbrennung des
Motors bewirkt wird. Folglich nimmt die Spannung nicht
übermäßig zu, so daß die biegsame Platte 35 eine lange
Lebensdauer aufweisen kann.
Tragen der Löselast
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Beim Vorgang eines Lösens bzw. Ausrückens der Kupplung wirkt
eine Löselast auf das Schwungrad 2. Das Schwungrad 2 bewegt
sich beispielsweise hin zum Motor, und dadurch verformt es die
biegsame Platte 35 in Axialrichtung. Das Schwungrad 2 wird
anschließend in Kontakt mit der Zwischenscheibenplatte 8
gebracht und verformt dadurch die biegsame Platte 35 und die
Zwischenscheibenplatte 8. Schließlich wird das Schwungrad 2 in
Kontakt mit dem zylindrischen Tragabschnitt 16' der biegsamen
Platte 35 gebracht. In diesem Zustand wirkt die Löselast des
Schwungrads 2 über den zylindrischen Tragabschnitt 16' auf die
Kurbelwelle 100. Durch Verringern der Axialbewegung des
Schwungrads 2 auf diese Weise wird die Ausrückeffizienz der
Kupplung verbessert. Daher kann die biegsame Platte 35 dünner
als beim Stand der Technik sein. Folglich kann die biegsame
Platte 35 eine verbesserte Dämpfungsfunktion aufweisen.
Weitere Wirkungen
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Da der zylindrische Tragabschnitt 16' durch Ziehen ausgebildet
ist, weist er eine generell hohe Steifigkeit auf. Daher kann
dessen Radialdicke kleiner sein als diejenige beim Stand der
Technik. Folglich kann der zylindrische Tragabschnitt 16' in
einem kleinen Zwischenraum zwischen dem zylindrischen
Abschnitt 13 und den Schrauben 5 angeordnet sein. Ferner sind
die Abschnitte des zylindrischen Tragabschnitts 16', welche in
Radialrichtung nach außen verschoben werden, in
Umfangsrichtung zwischen den Schrauben 5 angeordnet, so daß
der zylindrische Tragabschnitt 16' einen großen Durchmesser
aufweisen und auf der gleichen Seite wie die Schrauben 5
angeordnet sein kann. Auf diese Weise kann der zylindrische
Tragabschnitt 16' in einer optimalen Weise bei kleinem Raum
zwischen den Schrauben 5 und dem zylindrischen Abschnitt 13
angeordnet werden.
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Gemäß der Schwungradanordnung schränkt aufgrund der Tatsache,
daß der zylindrische Tragabschnitt der biegsamen Platte in
Radialrichtung mit dem zylindrischen Abschnitt des Schwungrads
überlappt, die biegsame Platte eine Radialbewegung und eine
Neigung des Schwungrads ein. Folglich kann eine Drehung des
Schwungrads in einem geneigten Zustand unterdrückt werden.
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Gemäß der Struktur, bei welcher der zylindrische Abschnitt und
der zylindrische Tragabschnitt in Kontakt miteinander sind,
kann die Zentriergenauigkeit zwischen dem Schwungrad und der
biegsamen Platte verbessert werden.
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Da der zylindrische Abschnitt und der zylindrische
Tragabschnitt derart angeordnet sind, daß eine
Reibgleitbewegung zwischen diesen in Übereinstimmung mit einer
Relativbewegung zwischen der biegsamen Platte und dem
Schwungrad bewirkt wird, führen der zylindrische Abschnitt und
der zylindrische Tragabschnitt eine Reibgleitbewegung
aufeinander aus, wenn die Schwungradanordnung die
Biegeschwingung aufnimmt, so daß die Biegeschwingung schnell
gedämpft werden kann.
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Gemäß der Struktur, bei welcher der zylindrische Tragabschnitt
den gewählten Abschnitt aufweist, welcher durch Ziehen
ausgebildet ist, weist der zylindrische Tragabschnitt eine
höhere Steifigkeit auf, so daß die Radialdicke des
zylindrischen Tragabschnitt verringert werden kann.
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Gemäß der Struktur, bei welcher der zylindrische Tragabschnitt
die Innenumfangsfläche aufweist, welche die Kontaktfläche in
Kontakt mit der Außenumfangsfläche des zylindrischen
Abschnitts bildet, ist die Zentriergenauigkeit zwischen der
biegsamen Platte und dem Schwungrad verbessert.
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Gemäß der Struktur, bei welcher die Abschnitte des
zylindrischen Tragabschnitts, die in Radialrichtung nach außen
verschoben sind, zwischen den Befestigungselementen angeordnet
sind, kann der zylindrische Tragabschnitt dichter an den
Befestigungselementen angeordnet sein, so daß der Raum
effizient genutzt werden kann.
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Der zylindrische Tragabschnitt 16' schränkt die Radialbewegung
und Neigung des Schwungrad 2 ein. Daher kann eine
Ablenkdrehung des Schwungrads 2 im geneigten Zustand
unterdrückt werden. Ferner wird, selbst wenn die biegsame
Platte 35 getrennt wird bzw. bricht, das Schwungrad 2 durch
den zylindrischen Tragabschnitt 16' getragen, so daß deren
Lösung in Radialrichtung unterdrückt wird.
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Da der zylindrische Tragabschnitt 16' durch Ziehen ausgebildet
ist, weist er eine hohe Steifigkeit auf. Daher kann dessen
Radialdicke klein sein. Ferner sind die Abschnitt des
zylindrischen Tragabschnitts, welche in Radialrichtung nach
außen verschoben sind, in Umfangsrichtung zwischen den
Schrauben 5 angeordnet, so daß der zylindrische Tragabschnitt
16' mit einem großen Durchmesser dicht an den Schrauben 5
angeordnet sein kann. Auf diese Weise kann der zylindrische
Tragabschnitt 16' in einem kleinen Axialzwischenraum zwischen
dem zylindrischen Abschnitt 13 und den schrauben 5 angeordnet
sein, so daß der Raum effizient genutzt werden kann.
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Gemäß der Schwungradanordnung bewegt sich, wenn eine Löselast
auf das Schwungrad wirkt, das Schwungrad hin zum Motor. Wenn
das elastische Element zwischen der biegsamen Platte und dem
Schwungrad zusammengedrückt wird, liegt eine hohe Steifigkeit
vor. Wenn sich das Schwungrad weiter in Axialrichtung bewegt,
wird das Schwungrad in Kontakt mit dem Vorsprung der biegsamen
Platte gebracht. Da die Axialbewegung des Schwungrads auf
diese Weise eingeschränkt ist, ist die Ausrückeffizienz der
Kupplung verbessert.
Erstes Ausführungsbeispiel
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Wie in Fig. 9 und 10 dargestellt, ist die Schwungradanordnung
130 an einem Ende der Kurbelwelle 100 befestigt und besteht im
wesentlichen aus einer biegsamen Platte 135 und einem
Schwungrad 2. Die biegsame Platte 135 besteht aus einem
kreisförmigen Blech. Ein Innenumfangsabschnitt der biegsamen
Platte 135 ist durch Schrauben 5 an der Kurbelwelle 100
befestigt. Eine dünne Zwischenscheibe 6 ist zwischen einem
Kopf jeder Schraube 5 und der biegsamen Platte 135 angeordnet.
Die Schrauben 5 und die Zwischenscheiben 6 sind in
Umfangsrichtung in gleichen Abständen zueinander angeordnet.
Ein Außenumfangsabschnitt der biegsamen Platte 135 ist an
einem Außenumfangsabschnitt des Schwungrads 2 durch Schrauben
4 befestigt. Die biegsame Platte 135 ist an deren in
Radialrichtung mittleren Abschnitt mit einer Vielzahl
kreisförmiger Löcher 19 versehen, welche in Umfangsrichtung in
gleichen Abständen zueinander angeordnet sind. An einem
Abschnitt, welcher in Radialrichtung weiter außen als die
kreisförmigen Löcher 19 liegt, ist die biegsame Platte 135 mit
extrudierten Abschnitten 21 versehen, welche sich hin zum
Schwungrad 2 erstrecken. Die biegsame Platte 135 ist an deren
Außenumfang mit einem zylindrischen Abschnitt 22 versehen,
welcher sich hin zum Motor erstreckt. Ein Tellerrad 7 ist an
den Außenumfang des zylindrischen Abschnitts 22 geschweißt.
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Das Schwungrad 2 besteht aus einem im wesentlichen
kreisförmigen Gußteil. Das Schwungrad 2 weist ein mittiges
Loch 2a auf, dessen Fläche sich dicht an in Radialrichtung
äußeren Abschnitten der Zwischenscheiben 6 befindet bzw. in
Kontakt damit ist. Das Schwungrad 2 ist an dessen in
Radialrichtung äußeren Abschnitt mit einer Reibfläche 11
versehen, welche dem Getriebe gegenüberliegt und gegen eine
(nicht dargestellte) Reibfläche einer
Kupplungsscheibenanordnung der Kupplungsvorrichtung zu drücken
ist. Das Schwungrad 2 ist mit Luftlöchern 12 versehen, welche
in Radialrichtung weiter innen liegen als die Reibfläche 1 und
in Umfangsrichtung in gleichen Abständen zueinander angeordnet
sind. Jedes Luftloch 12 verläuft in der Umfangsrichtung des
Schwungrads 2 und weist einen Querschnitt auf, welcher hin zum
Motor auseinander geht. Die Luftlöcher 12 sind jeweils
entsprechend der kreisförmigen Löcher 13 der biegsamen Platte
135 ausgebildet. Eine Zwischenscheibenplatte 8 ist zwischen
dem Innenumfangsabschnitt der biegsamen Platte 135 und dem
Innenumfangsabschnitt des Schwungrads 2 angeordnet. Die
Zwischenscheibenplatte 8 weist eine Kreisform und einen
Außendurchmesser auf, welcher größer ist als der
Außendurchmesser des Endes der Kurbelwelle 100. Wie in Fig. 10
in vergrößertem Maßstab dargestellt, ist ein in Radialrichtung
äußerer Abschnitt 8a der Zwischenscheibenplatte 8~ in einem
vorbestimmten Winkel hin zum Schwungrad 2 gebogen, und der
Außenumfangsabschnitt dieses in Radialrichtung äußeren
Abschnitts ist derart gebogen, daß eine flache Fläche 8b
parallel zur Seitenfläche des Schwungrad 2 gebildet wird. Die
flache Fläche 8b ist nicht in Kontakt mit der Seitenfläche des
Schwungrads 2, so daß ein Zwischenraum d zwischen diesen
gewährleistet ist. Die Zwischenscheibenplatte 8 ist an deren
Außenumfangsabschnitt mit einer Vielzahl von Radialschlitzen
versehen, welche in Umfangsrichtung in gleichen Abständen
zueinander angeordnet sind. Infolge der obigen Struktur weist
eine Zwischenscheibenplatte 8 eine hohe Steifigkeit in der
Kupplungsausrückbetätigungsrichtung (Axialrichtung) und eine
niedrige Steifigkeit in der Biegerichtung auf. Jedoch weist
der in Radialrichtung äußere Abschnitt 8a eine Steifigkeit in
der Axialrichtung auf, welche höher ist als die Steifigkeit in
der Axialrichtung der biegsamen Platte 135.
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Bei der obigen Struktur weist die Zwischenscheibenplatte 8
einen Außendurchmesser auf, welcher größer ist als der
Außendurchmesser des Endes der Kurbelwelle 100, wodurch eine
Verformung der biegsamen Platte 135 unterdrückt wird, und es
ist möglich, die Maximalspannung in der biegsamen Platte 135
zu verteilen bzw. zu zerstreuen, welche an deren Abschnitt
auftreten kann, der mit dem Außenumfangsabschnitt der
Kurbelwelle 100 verbunden ist. Da die Zwischenscheibenplatte 8
die flache Fläche 8b an deren in Radialrichtung äußeren Ende
aufweist, wird die Zwischenscheibenplatte 8 immer in einen
stabilen Kontakt mit der Seitenfläche des Schwungrads 2
gebracht, wenn eine große Biegeschwingung auftritt. Daher ist
es möglich, eine Änderung der Größe der Kontaktreibung über
die Zeit zu unterdrücken.
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Luft, welche durch Luftlöcher 12 und kreisförmige Löcher 19
strömt, die am Schwungrad 2 bzw. der biegsamen Platte 135
ausgebildet sind, kühlen das Schwungrad 2. Daher wird
unterdrückt, daß das Schwungrad 2 eine hohe Temperatur
erreicht, selbst wenn eine Reibungswärme an der Reibfläche 11
erzeugt wird. Daher ist es möglich, einen abnormalen
Verschleiß des Reibbelags und eine frühe Verschlechterung
beabsichtigter Eigenschaften zu unterdrücken, welche durch die
Wärme hervorgerufen werden können.
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Nachfolgend wird die Wirkungsweise der Schwungradanordnung 130
beschrieben.
Dämpfung einer Biegeschwingung
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Wenn eine Biegeschwingung von der Kurbelwelle 100 des Motors
auf die Schwungradanordnung 130 übertragen wird, biegen sich
die biegsame Platte 135 und die Zwischenscheibenplatte 108, um
die Biegeschwingung aufzunehmen. Dadurch werden Geräusche
während einer Beschleunigung unterdrückt. Ferner wird eine
Abweichungsdrehung des Schwungrads 2 im geneigten Zustand
unterdrückt, so daß ein lokaler Verschleiß des nicht
dargestellten Reibbelags der Kupplungsscheibenanordnung
unterdrückt werden kann.
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Wenn sich die biegsame Platte 135 lediglich in geringem Maße
biegt, so ist die flache Fläche 8b der Zwischenscheibenplatte
8 nicht in Kontakt mit der Zwischenscheibenplatte 8, so daß
sie Eigenschaften in Abhängigkeit von den Anfangslasten der
biegsamen Platte 135 und der Zwischenscheibenplatte 8 liefert.
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Wenn sich die biegsame Platte 135 in großem Maße biegt, wird
die flache Fläche 8b der Zwischenscheibenplatte 8 in Kontakt
mit der Seitenfläche des Schwungrads 2 gebracht. Anschließend
sind die Eigenschaften abhängig von der Steifigkeit der
Zwischenscheibenplatte 8 zusätzlich zu den elastischen
Eigenschaften der biegsamen Platte 135. Ferner tritt Reibung
zwischen der flachen Fläche 8b der Zwischenscheibenplatte 8
und dem Schwungrad 2 auf.
Tragen der Löselast
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Wenn eine Löselast auf das Schwungrad 2 wirkt, so bewegt sich
das Schwungrad 2 hin zum Motor. Daher wird die Seitenfläche
des Schwungrads 2 in Kontakt mit der flachen Fläche 8b der
Zwischenscheibenplatte 8 gebracht. In diesem Zustand wirkt die
Löselast des Schwungrads 2 auf die Kurbelwelle 100 über die
Zwischenscheibenplatte 8 mit hoher Steifigkeit in der
Axialrichtung. Da die Zwischenscheibenplatte 8 die
Axialbewegung des Schwungrads 2 auf diese Weise einschränkt,
ist die Ausrückeffizienz der Kupplung verbessert.
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Die Innenumfangsfläche des mittigen Loches des Schwungrads 2
befindet sich dicht an den Außenumfängen der Zwischenscheiben
6 bzw. ist in Kontakt damit, so daß die Radialbewegung,
Neigung und ähnliches eingeschränkt sind. Insbesondere wird
eine Ablenkungsdrehung des Schwungrads 2 infolge einer Unwucht
verhindert, so daß eine Schwingung unterdrückt werden kann.
Ferner wird, selbst wenn die biegsame Platte 135 getrennt wird
bzw. bricht, unterdrückt, daß das Schwungrad 2 sich in
Radialrichtung löst, da die Zwischenscheiben 6 die
Radialbewegung des Schwungrads 2 einschränken.
Zweites Ausführungsbeispiel
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Wie in Fig. 11 dargestellt, kann auf die Zwischenscheibe 6,
welche oben bezüglich des ersten Ausführungsbeispiels
beschrieben ist, verzichtet werden, und die Köpfe der
Schrauben können in Kontakt mit der Innenumfangsfläche des
Schwungrads 2 sein bzw. dicht daran angeordnet sein. Diese
Struktur kann ebenfalls eine Wirkung ähnlich der beim
vorhergehenden Ausführungsbeispiel erreichten Wirkung
erzielen. Gemäß der Schwungradanordnung 130' in Fig. 11 der
vorliegenden Erfindung wird die Radialbewegung des sich
drehenden Schwungrads durch die Vielzahl von
Befestigungselementen eingeschränkt, welche in Umfangsrichtung
im mittigen Loch angeordnet sind, so daß eine Neigung, wie
etwa eine Ablenkungsdrehung, unterdrückt werden kann.
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Die Vielzahl von Befestigungselementen können Zwischenscheiben
sein, welche zwischen den Köpfen von Schrauben und dem
Innenumfangsabschnitt der biegsamen Platte angeordnet sind und
sich in Radialrichtung weiter innen als die Innenumfangsfläche
des Schwungrads befinden, oder können die Köpfe von Schrauben
sein.