KR20200140269A - 비틀림 진동 댐퍼, 클러치 디스크, 및 클러치 - Google Patents

비틀림 진동 댐퍼, 클러치 디스크, 및 클러치 Download PDF

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KR20200140269A
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게르트 아네르트
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섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명은 비틀림 진동 댐퍼(1), 특히 자동차의 구동 트레인 내의 클러치 디스크를 위한 것으로, 회전축(d)에 대해 장착된 입력부(2)와, 스프링 장치(8)의 작용에 대해 상기 회전축(d)을 중심으로 상기 입력부(2)에 대해 제한된 범위로 회전할 수 있는 출력부를 포함하며, 상기 입력부(2)와 상기 출력부(19) 사이에 배열되고 상기 입력부(2)와 상기 출력부(10) 사이의 상대 회전 시 캠 기구(4, 5)에 의해 반경 방향으로 강제 변위되도록 배열된 적어도 두 개의 토크 전달 중간 요소(3)를 포함하며, 상기 스프링 장치(8)는 적어도 두 개의 중간 요소(3) 사이에 배열되며, 각 중간 요소(3)는 두 부분으로 설계되는 것을 특징으로 하는 비틀림 진동 댐퍼에 관한 것이다.

Description

비틀림 진동 댐퍼, 클러치 디스크, 및 클러치
본 발명은 비틀림 진동 댐퍼, 특히 자동차의 구동 트레인 내의 클러치 디스크용 비틀림 진동 댐퍼, 이에 대응하는 클러치 디스크 및 클러치, 특히 자동차의 구동 트레인용 클러치 디스크 및 클러치에 관한 것이다.
비틀림 진동 댐퍼는, 예를 들어 DE10 2015 211 899 A1와 같이 자동차 엔지니어링에서 알려져 있으며, 여기서 입력부, 및 상기 입력부에 대해 제한된 정도로 회전할 수 있는 출력부는, 중간 요소와 스프링 장치에 의해 결합되고 스프링 장치는 원주 방향으로 배열되지 않도록 배열된다. 상기 중간 요소는 축 방향으로 중앙에 배열된다. 상기 입력부는 마찰 링에 연결되어야 한다. 이 연결을 형성하는 것은 복잡하고, 상기 비틀림 진동 댐퍼의 가능한 용량이 제한되도록 상기 중간 요소의 형성 및 이동에 사용할 수 있는 공간을 제한한다. 또한, 상기 비틀림 진동 댐퍼의 장기적인 기능은 특히 상기 중간 요소의 제조 정밀도에 따라 달라지는 것으로 나타났다. 특히, 축 방향의 롤러 트랙의 대칭성 또는 균일성이 중요하므로, 예를 들어 제조 방법의 필수적인 효과는 비틀림 진동 댐퍼의 작동과 내구성 측면에서 문제를 야기한다. 예를 들어, 상기 중간 요소가 스탬핑 공정을 사용하여 제조될 때 스탬핑의 입구과 출구는 축 방향으로 상기 롤링 요소에 대해 불균일한 지지 표면이 생기게 된다. 이는 작동 중에 구성 요소(입력부, 출력부, 중간 요소)가 측면으로 이동할 수 있기 때문에 개별 구성 요소의 이동에 해로운 영향을 미칠 수 있다.
이로부터 진행하여, 본 발명의 목적은 종래 기술로부터 알려진 문제점을 적어도 부분적으로 극복하고, 특히 간단한 구조이고 그 기능이 제조 공차와 무관한 비틀림 진동 댐퍼를 제공하는 것이다.
본 목적은 독립 청구항 제1항의 특징부를 이용해 달성된다. 본 발명의 유리한 추가 구현예는 종속 청구항에 명시된다. 설정된 종속 청구항에 개별적으로 열거된 특징부는, 기술적으로 의미있는 방식으로 서로 조합될 수 있고, 본 발명의 추가 설계를 정의할 수 있다. 또한, 청구범위에 표시된 특징부는 명세서에서 보다 상세히 구체적으로 설명하며, 본 발명의 바람직한 추가 구현예를 도시한다.
본 발명에 따른 비틀림 진동 댐퍼는, 특히 자동차의 구동 트레인 내의 클러치 디스크를 위한 것으로, 회전축에 대해 장착된 입력부와 스프링 장치의 작용에 대해 상기 회전축을 중심으로 상기 입력부에 대해 제한된 범위로 회전할 수 있는 출력부를 포함하며, 상기 입력부와 상기 출력부 사이에 배열되고 상기 입력부와 상기 출력부 사이의 상대 회전 시 캠 기구에 의해 반경 방향으로 강제 변위되도록 배열된 적어도 두 개의 토크 전달 중간 요소를 포함하며, 상기 스프링 장치는 적어도 두 개의 중간 요소 사이에 배열되며, 각 중간 요소는 두 부분으로 설계되는 것을 특징으로 하는 비틀림 진동 댐퍼이다.
두 개의 중간 요소와 두 개의 스프링 장치를 구비하는 실시예가 바람직하다. 이는 간단하고 효율적으로 진동을 감쇠시킬 수 있기 때문이다. 상기 스프링 장치는 에너지 저장소로서 적어도 하나의 스프링, 바람직하게는 두 개의 중간 요소에 연결된 두 개의 스프링을 구비한다. 상기 비틀림 진동 댐퍼는 토크 컨버터 등의 록업 댐퍼로서, 라이닝 캐리어와 허브 사이의 클러치 디스크에 배열된 비틀림 진동 댐퍼로, 예를 들어 1차 플라이휠 질량을 구비한 분할 플라이휠과 그 사이에 효과적으로 배열된 스프링 장치를 구비한 2차 플라이휠 질량으로 설계될 수 있다. 제안된 비틀림 진동 댐퍼는 상기 입력부와 상기 출력부 사이의 토크 경로 외부에 배열된, 회전 또는 비틀림 진동을 감쇠하는 스프링 장치를 포함한다. 그 결과, 상기 스프링 장치는 비틀림 진동 댐퍼를 통해 전달되는 토크와 거의 독립적으로 설계되고, 실제 진동 격리 작업에 맞게 조정될 수 있다.
상기 중간 요소의 두 가지 구조는 특히 축 방향(회전축 방향)으로 서로 뒤에서 형성되는 두 가지 요소의 부재로 구성됨을 의미하는 것으로 이해된다. 대칭 요소 부재 두 개의 설계가 바람직하다. 각 중간 요소의 두 가지 부재 대칭 설계는 상기 중간 요소의 제조 방법과 관계없이 상기 중간 요소의 롤러 트랙에 지지대를 형성하여 상기 롤링 요소에 대한 보다 균일한 지지 표면을 형성할 수 있다. 동시에, 상기 중간 요소의 다중 부재 구조는 비틀림 진동 댐퍼의 구조에 높은 유연성을 허용하여 댐퍼의 설계 및 그 특성 측면에서 더 큰 가능성을 제공한다.
유리한 실시예에 따르면, 각 중간 요소는 회전축 방향으로 서로 이격되도록 설계된 요소 부재 두 개로 형성된다.
상기 요소 부재가 이격되도록 설계함으로써 기본적으로 매우 유연한 비틀림 진동 댐퍼설계가 용이해지며, 상기 입력부 또는 상기 출력부와 같은 추가 구성 요소가 회전축의 축 방향으로 요소 부재 사이에 수용된다. 이를 통해 비틀림 진동 댐퍼의 설계 및 레이아웃과 관련하여 설계 범위를 넓힐 수 있다. 두 개의 요소 부재는 바람직하게는 회전축에 수직인 축에 대칭적으로 설계된다. 대칭 설계의 결과로, 스탬핑 부재를 사용하는 경우에도 상기 롤링 요소에 대한 롤러 접촉면이 대칭적으로 분포될 수 있다.
유리한 실시예에 따르면, 상기 입력부는 요소 부재들 사이에 수용된다.
이는 클러치 디스크의 마찰 요소가 댐퍼에 더 간단하고 유연하게 접근할 수 있게 하며, 그 이유는 상기 중간 요소와 상기 스프링 장치에 사용할 수 있는 설치 공간에 영향을 주지 않으면서 종래 기술에서 알려진 접근 방식에 비해 상기 마찰 요소의 연결에 더 많은 공간을 사용할 수 있기 때문이다. 이는 비틀림 진동 댐퍼를 설계할 때 더 많은 유연성을 제공한다.
이와 관련하여, 상기 입력부는 적어도 두 개의 입력부 요소로 형성되는 것이 바람직하다.
이 경우, 마찰 요소 또는 마찰 요소에 대한 연결 요소가 상기 입력부 요소 사이에 형성될 수 있으며, 세 구성 요소 모두 예를 들면 리벳팅에 의해 서로 연결될 수 있다. 이는 상기 마찰 요소와 상기 클러치 디스크의 간단하고 경제적인 연결을 가능하게 한다.
유리한 실시예에 따르면, 각 중간 요소는 상기 출력부의 두 부재 사이에 수용된다.
이는 비틀림 진동 댐퍼의 출력 샤프트, 특히 변속기 입력 샤프트와의 연결과 관련하여 비틀림 진동 댐퍼의 간단하고 유연한 구성을 가능하게 한다. 이러한 맥락에서, 각 중간 요소는 상기 출력부의 두 부분 사이에 대칭으로 형성된 두 개의 요소 부재로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 클러치용 클러치 디스크, 특히 자동차의 구동 트레인의 클러치용 클러치 디스크가 제안되고, 이는 본원에 설명된 비틀림 진동 댐퍼와, 이에 대응하는 클러치 디스크를 포함한 클러치를 포함한다. 또한, 유리한 방식으로 이러한 클러치를 갖는 자동차가 제안된다. 비틀림 진동 댐퍼에 대해 개시된 세부 사항 및 장점은, 클러치 디스크, 클러치, 및 자동차에 전달되고 적용될 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다.
미리 주의할 것은, 본원에 사용된 숫자("제1", "제2" 등)는 주로(단지) 몇 가지 유사한 물체, 크기 또는 프로세스를 구별하는 역할만 하는 것이고, 특히 이들 물체, 크기 또는 프로세스의 의존성 및/또는 순서가 서로에 대해 강제적이라는 것은 아니다.
의존성 및/또는 순서가필요한 경우, 이는 본원에 명시적으로 언급되거나, 구체적으로 설명된 구성을 연구하는 경우에 당업자에게 명백한 방식을 만든다.
본 발명 및 기술 환경 모두는 도면을 참조하여 아래에서 보다 상세하게 설명될 것이다. 본 발명은 나타낸 예시적인 구현예에 의해 제한되도록 의도하지 않았음을 이해해야 한다. 특히, 명시적으로 달리 언급되지 않는 한, 도면에 설명된 재질의 부분적인 양태를 추출하고 본 설명 및/또는 도면으로부터의 다른 구성 요소 및 발견과 동일한 것을 조합하는 것이 또한 가능하다. 특히, 도면 및 특히 나타낸 비율은 단지 개략적인 것임을 이해해야 한다. 동일한 참조 부호는 동일한 대상을 나타내므로, 다른 도면으로부터의 설명을 보충으로 사용할 수 있다. 도면 중,
도 1 및 도 2: 공지된 것으로 가정되는 비틀림 진동 댐퍼를 도시한다.
도 2: 공지된 것으로 가정되는 비틀림 진동 댐퍼의 상세를 도시한다.
도 3: 중립, 변형되지 않은 상태에서 비틀림 진동 댐퍼의 예시에 대한 상세를 도시한다.
도 4 및 도 5: 섹션에서 비틀림 진동 댐퍼의 두 가지 예시에 대한 상세를 도시한다.
도 6: 변형 상태에서 비틀림 진동 댐퍼의 상세 예를 나타낸다.
도 7 및 도 8: 변형되지 않은 상태에서 비틀림 진동 댐퍼의 두 가지 도면을 도시한다.
도 9 및 도 10: 변형 상태에서 비틀림 진동 댐퍼의 두 가지 도면을 도시한다.
도 11: 클러치 디스크의 예시를 도시한다.
도 12: 클러치를 매우 개략적으로 도시한다.
도면의 설명에서, 동일한 부분은 동일한 참조 부호를 구비한다. 도 1 및 도 2에 알려진 바와 같이 나타낸 비틀림 진동 댐퍼(1)는 입력부(2), 중간 요소(3), 램프 장치(6, 7)를 갖는 캠 기구(4, 5), 및 중간 요소(3) 사이에 배열된 에너지 저장소(9)를 갖는 스프링 장치(8), 및 출력부(10)를 포함한다. 도 1의 비틀림 진동 댐퍼(1)의 입력부(2)는, 바람직하게는 샤프트(17)의 회전축(d)에 대해 서로 반대인 두 개의 캠 기구(4)에서 램프 장치(6)의 캠 트랙과 같은 램프(11)를 갖는다. 바람직하게, 램프 장치(6)의 캠 트랙과 같이, 입력부(2)에 상보적인 두 개의 램프(12)를 각각 갖는 두 개의 상호 반대인 중간 요소(3), 및 롤링 요소(13)는 입력부(2)와 중간 요소(3) 사이의 캠 기구(4)를 완성한다. 입력부(2)가 회전축(d)을 중심으로 회전하는 경우, 롤링 요소(13)는 램프(11, 12)에서 안내되어, 중간 요소(3)의 반경 방향 운동이, 바람직하게는 중간 요소(3) 사이에 배열된 두 개의 에너지 저장소(9)가 평행한 스프링 압축을 이루도록 만든다. 입력부(2)의 램프(11)와 중간 요소(3)의 램프(12)는, 이와 연관된 롤링 요소(13)와 함께 캠 기구(4)를 형성한다.
중간 요소(3)는 각각 내부에 반경 방향으로 추가적인 램프(14)를 포함하고, 이는 출력부(10)에 배열된 램프(15)에 작동 가능하게 연결된다. 출력부(10)가 입력부(2)의 회전과 반대 방향으로 회전축(d)을 중심으로 회전하는 경우, 중간 요소(3)는 또한, 알맞게 설계된 램프(14, 15) 사이에서 자유롭게 롤링하는 롤링 요소(16)를 통해 안내되어, 이의 운동이 다시 에너지 저장소(9)의 평행 스프링 압축을 나타내도록 한다. 중간 요소(3)의 램프(14)와 출력부(10)의 램프(15)는, 이와 연관된 롤링 요소(16)와 함께 캠 기구(5)를 형성한다.
중간 요소(3)를 통해 두 개의 캠 기구(4, 5)가 결합된 결과, 입력부(2)와 출력부(10) 사이의 총 회전 각도는, 에너지 저장소(9)의 특정 스프링 압축을 갖는 캠 기구(4, 5) 각각에 설정된 회전 각도의 합으로부터 초래된다. 회전 운동을 위한 입력부(2)에서의 토크는, 출력부(10)에서의 순수한 비틀림 모멘트로서 지지된다. 중간 요소(3)와 에너지 저장소(9)로 구성된 유닛은, 외부 토크 효과의 영향을 받지 않지만 에너지 저장소(9)의 병렬 스프링 압축으로부터 온 힘의 양을 통해 전달되는 토크의 양을 결정한다.
비틀림 진동 댐퍼(1)의 캠기구(4, 5)의 램프(11, 12, 14, 15)는, 예를 들어 표시된 방향으로 회전하는 동안에 운동을 전달하고 이 방향으로 롤링 요소(13, 16)를 통해 접촉 토크를 전달하는 능력을 나타내기 위해, 설계에서 선형이다. 수행된 구성의 경우에서, 한편으로 램프(11, 12, 14, 15)의 설계는, 롤링 요소(13, 16)에 대해 롤링 조건을 충족하면서 비틀림 특성 곡선에 대해 원하는 병진 이동의 결과로서 자유 형태이다.
도 3은 원주 방향(18)으로 이동할 수 있는 입력부(1), 스프링 장치(8)를 통해 다른 중간 요소(3)(미도시)에 연결된 중간 요소(3)를 구비한, 변형되지 않은 비틀림 진동 댐퍼(1)의 예시에 대한 상세를 도시한다. 이동 방향(19)에서 중간 요소(3)의 이동은 스프링 장치(8)의 에너지 저장소(9)(스프링 요소)에 의해 미리 결정된다. 또한, 회전축(d)을 구비한 샤프트(미도시)에 연결되는 출력부(10)가 형성된다.
또한, 비틀림 진동 댐퍼(1)는 위에서 논의된 바와 같이 입력부(2)의 램프(11) 및 중간 요소(3)의 램프(12)에 의해 안내되는 롤링 요소(13)를 구비한다. 또한, 위에서 논의된 바와 같이, 중간 요소(3)의 램프(14) 및 출력부(10)의 램프(15)에 의해 안내되는 롤링 요소(17)가 형성된다.
도 4 및 도 5는 중간 요소(3)가 두 개의 요소 부재(20)로부터 두 부분으로 형성되는 단면의 비틀림 진동 댐퍼(1)에 대해 가능한 두 가지 예시의 상세를 도시한다. 이들 요소 부재(20)는 대칭으로 구성되고 회전축(d) 방향으로 서로 이격되도록 설계되어, 입력부(2)가 요소 부재(20) 사이에 수용될 수 있다.
도 4에서, 입력부(2)는 리벳(22)을 통해 논-포지티브(non-positive) 및 형태 맞춤 방식으로 서로 연결된 두 개의 입력부 요소(21)로 구성된다. 이는 유리하게는 마찰 요소(23)가 바람직하게는 리벳(22)에 의해 입력부 요소(21) 사이에 고정될 수 있게 한다. 리벳(22)은 리벳(2)이 입력부 요소(21)의 각각의 축 방향 외부 측면과 같은 높이로 끝나기 때문에, 구조상의 제한을 추가로 야기하지 않고 입력부 요소(21)를 연결하기 위해 바람직하게는 카운터성크 및 원추형이다. 또한, 본원에서 사용하는 용어 마찰 요소(23)는 예를 들어 마찰 링에 대한 캐리어 역할을 하는 요소로 이해되어야 한다. 특히, 마찰 요소(23)는 대응하는 마찰 클러치(본원에 도시되지 않음)의 일부이다.
도 5는 입력부(2)가 일체로 형성된 예를 도시한다. 여기서, 마찰 요소(23)는 대응하는 리벳(22)에 의해 입력부(2)의 축 방향 표면에 고정된다.
도 2를 도 4 및 도 5와 비교하면, 도 5 및 도 6에 따른 실시예에서 중간 요소(3) 또는 요소 부재(20)의 롤링 요소(13, 17)에 대한 베어링 표면이 대칭적이고 평평하지만, 도 2의 실시예에서, 예를 들어 펀치 입구 및 출구에 의해 생성된 지지 표면의 불균일성의 영향은 훨씬 크다는 것을 알 수 있다. 이러한 방식으로, 각 램프 트랙(11, 12, 14, 15)에서 롤링 요소(13, 16)의 보다 균일한 이동이 달성될 수 있으며, 여기서 구성 요소(2, 3, 10)의 측면 이동이 감소될 수 있다.
도 6은 도 3과 유사하며 도 3과 비교하여 변형된 비틀림 진동 댐퍼(1)의 예를 도시한다.
도 7 및 8은 변형되지 않은 상태에서 비틀림 진동 댐퍼의 일부를 나타내고, 도 9 및 10은 변형 상태의 예를 나타낸다. 상기 개시 내용을 참조한다. 도 7 내지 도 10은 결과적으로 중간 요소(3)의 형태 및 이동 범위를 제한하지 않으면서 마찰 요소(23)와 입력부(2)의 간단한 연결이 가능함을 도시한다. 중간 요소(3) 또는 요소 부재(20)는 최대 설치 공간, 특히 클러치 디스크에서 가능한 최대 반경을 사용할 수 있으므로, 스프링 장치(8) 및 특히 에너지 저장소(스프링)(9)의 크기가 최적화될 수 있으며, 에너지 저장소(9)는 큰 스프링 에너지를 제공할 수 있다.
도 11은 특히 도 4와 관련하여 설명된 비틀림 진동 댐퍼(1)를 갖는 클러치 디스크(24)를 도시한다. 위에 설명된 실시예를 참조한다. 마찰 요소(23)는 리벳(22)에 의해 입력부 요소(21)에 연결된다. 마찰 요소(23)는 클러치를 나타낼 수 있도록 마찰 연결을 통해 대응하는 마찰 파트너(미도시)에 분리 가능하게 연결될 수 있는 마찰 표면(25)을 구비한다.
또한, 중간 톱니(27)를 통해 허브(미도시)에 연결될 수 있는 허브 플랜지(26)가 도시되어 있으며, 이는 차례로 샤프트, 예를 들어 변속기 입력 샤프트에 연결될 수 있다.
마지막으로, 도 12는 클러치 디스크(24)를 구비하는 클러치(28)를 매우 개략적으로 도시한다. 클러치(28)는 특히 자동차의 구동 트레인에 배열될 수 있다.
참조 번호 리스트
1 비틀림 진동 댐퍼
2 입력부
3 중간 요소
4 캠 기구
5 캠 기구
6 램프 장치
7 램프 장치
8 스프링 장치
9 에너지 저장소
10 출력부
11 램프
12 램프
13 롤링 요소
14 램프
15 램프
16 롤링 요소
17 샤프트
18 원주 방향
19 이동 방향
20 요소 부재
21 입력부 요소
22 리벳
23 마찰 요소
24 클러치 디스크
25 마찰 표면
26 허브
27 중간 기어링
28 클러치
d 회전축

Claims (9)

  1. 비틀림 진동 댐퍼(1), 특히 자동차의 구동 트레인 내의 클러치 디스크를 위한 것으로, 회전축(d)에 대해 장착된 입력부(2)와, 스프링 장치(8)의 작용에 대해 상기 회전축(d)을 중심으로 상기 입력부(2)에 대해 제한된 범위로 회전할 수 있는 출력부를 포함하며, 상기 입력부(2)와 상기 출력부(19) 사이에 배열되고 상기 입력부(2)와 상기 출력부(10) 사이의 상대 회전 시 캠 기구(4, 5)에 의해 반경 방향으로 강제 변위되도록 배열된 적어도 두 개의 토크 전달 중간 요소(3)를 포함하며, 상기 스프링 장치(8)는 적어도 두 개의 중간 요소(3) 사이에 배열되며, 각 중간 요소(3)는 두 부분으로 설계되는 것을 특징으로 하는, 비틀림 진동 댐퍼.
  2. 제1항에 있어서, 각 중간 요소(3)는 상기 회전축(d)의 방향으로 서로 이격되도록 설계된 두 개의 요소 부재(20)로 형성되는, 비틀림 진동 댐퍼(1).
  3. 제2항에 있어서, 상기 입력부(2)는 상기 요소 부재(20) 사이에 수용되는, 비틀림 진동 댐퍼(1).
  4. 제3항에 있어서, 상기 입력부(2)는 적어도 두 개의 입력부 요소(21)로 형성되는, 비틀림 진동 댐퍼(1).
  5. 제4항에 있어서, 마찰 요소(23)는 두 개의 입력부 요소(21) 사이에 고정되는, 비틀림 진동 댐퍼(1).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 각 중간 요소(3)가 상기 출력부(10)의 두 부분 사이에 수용되는, 비틀림 진동 댐퍼(1).
  7. 제6항에 있어서, 각 중간 요소(3)는, 상기 출력부(10)의 두 부분 사이에 대칭적으로 형성된 두 개의 요소 부재(20)로 형성되는, 비틀림 진동 댐퍼(1).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 비틀림 진동 댐퍼(1)를 포함하는, 클러치 디스크(24).
  9. 제8항에 있어서, 적어도 하나의 클러치 디스크(24)를 포함하는, 클러치(28).
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