WO2015090314A1 - Helical spring arrangement - Google Patents
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Abstract
The invention relates to a helical spring arrangement (12) for a torsional vibration damper, especially a clutch disc (1). The invention is characterized in that the helical spring arrangement comprises at least two helical spring portions (25, 26) with different spring stiffnesses.
Description
Schraubenfederanordnung Coil spring arrangement
Die Erfindung betrifft eine Schraubenfederanordnung für einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere einer Kupplungsscheibe. The invention relates to a coil spring arrangement for a torsional vibration damper, in particular a clutch disc.
Die Schraubenfederanordnung ist zum Beispiel in Fensteröffnungen zweier gegeneinander verdrehbaren Scheibenanordnungen eines Torsionsdämpfers einer Kupplungsscheibe eingesetzt, wie er zum Beispiel in der deutschen Patentschrift DE 195 15 170 C2 beschrieben ist. Eine vergleichbare Kupplungsscheibe für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung mit Schraubenfedern ist in der deutschen Patentschrift DE 40 28 616 C2 beschrieben. The coil spring arrangement is used for example in window openings of two mutually rotatable disc arrangements of a torsion damper of a clutch disc, as described for example in German Patent DE 195 15 170 C2. A comparable clutch disc for a motor vehicle friction clutch with coil springs is described in German Patent DE 40 28 616 C2.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schraubenfederanordnung für einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere einer Kupplungsscheibe, zu schaffen, die in verschiedenen Betriebs- zuständen einen hohen Dämpfungskomfort ermöglicht und/oder kostengünstig herstellbar ist. The object of the invention is to provide a coil spring arrangement for a torsional vibration damper, in particular a clutch disc, which enables a high degree of damping comfort in different operating states and / or can be produced cost-effectively.
Die Aufgabe ist bei einer Schraubenfederanordnung für einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere einer Kupplungsscheibe, dadurch gelöst, dass die Schraubenfederanordnung mindestens zwei Schraubenfederabschnitte mit unterschiedlichen Federsteifigkeiten aufweist. In einer Schraubenfederanordnung können unterschiedliche Schraubenfedern in Reihe oder parallel geschaltet werden. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung sind in einer einzigen Schraubenfederanordnung mindestens zwei Schraubenfederabschnitte mit unterschiedlichen Federsteifigkeiten kombiniert. Dadurch kann auf einfache Art und Weise ein relativ leichtes Einfedern zu Beginn eines Einfedervorgangs dargestellt werden. Am Ende des Einfedervorgangs kann durch eine entsprechend hohe Federsteifigkeit ein großes Stopp- Drehmoment dargestellt werden. Insgesamt betrachtet kann mit den beiden Schraubenfeder- abschnitten auf einfache Art und Weise eine spezielle Federkennlinie dargestellt werden, insbesondere eine progressive Federkennlinie. The object is achieved with a helical spring arrangement for a torsional vibration damper, in particular a clutch disc, in that the helical spring arrangement has at least two helical spring sections with different spring stiffnesses. In a coil spring arrangement, different coil springs can be connected in series or in parallel. According to one essential aspect of the invention, at least two helical spring sections with different spring stiffnesses are combined in a single helical spring arrangement. As a result, a relatively simple compression at the beginning of a compression process can be represented in a simple manner. At the end of the deflection process, a high stopping torque can be represented by a correspondingly high spring rigidity. Overall, with the two coil spring sections in a simple manner, a special spring characteristic can be displayed, in particular a progressive spring characteristic.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schraubenfederanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfederanordnung zur Darstellung der mindestens zwei Schraubenfederabschnitte mit den unterschiedlichen Federsteifigkeiten zwei Schraubenfedern um- fasst, die an jeweils einem Ende fest miteinander verbunden sind. Die beiden Schraubenfedern können zum Beispiel stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Die beiden Schrauben-
federn können aber auch mit Hilfe geeigneter Befestigungsmittel anderweitig, zum Beispiel formschlüssig, fest miteinander verbunden sein. A preferred embodiment of the coil spring assembly is characterized in that the coil spring assembly for representing the at least two coil spring sections with the different spring stiffnesses comprises two coil springs, which are firmly connected to each other at one end. For example, the two coil springs can be connected to one another in a material-locking manner. The two screws However, springs can also be otherwise connected with the aid of suitable fastening means, for example with a positive fit.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schraubenfederanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfederanordnung zur Darstellung der mindestens zwei Schraubenfederabschnitte mit den unterschiedlichen Federsteifigkeiten zwei Schraubenfedern umfasst, die einstückig miteinander verbunden sind. Dadurch werden die Handhabung und die Montage der Schraubenfederanordnung vereinfacht. A further preferred embodiment of the helical spring arrangement is characterized in that the helical spring arrangement for the representation of the at least two helical spring sections with the different spring stiffnesses comprises two helical springs which are integrally connected to one another. As a result, the handling and assembly of the coil spring assembly are simplified.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schraubenfederanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein größerer Schraubenfederabschnitt eine relativ geringe Federsteifigkeit aufweist. Die Länge des größeren Schraubenfederabschnitts kann individuell an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. A further preferred embodiment of the coil spring assembly is characterized in that a larger coil spring portion has a relatively low spring stiffness. The length of the larger coil spring section can be adapted individually to the respective requirements.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schraubenfederanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein kleinerer Schraubenfederabschnitt eine relativ hohe Federsteifigkeit aufweist. Die Länge des kleineren Schraubenfederabschnitts kann individuell an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Der größere Schraubenfederabschnitt ist zum Beispiel etwa doppelt so lang wie der kleinere Schraubenfederabschnitt. A further preferred embodiment of the helical spring arrangement is characterized in that a smaller helical spring section has a relatively high spring rigidity. The length of the smaller coil spring section can be adapted individually to the respective requirements. For example, the larger coil spring portion is about twice as long as the smaller coil spring portion.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schraubenfederanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass inaktive Federwindungen symmetrisch auf die Enden der Schraubenfederanordnung verteilt sind. Diese Verteilung hat sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen. Another preferred embodiment of the coil spring assembly is characterized in that inactive spring coils are distributed symmetrically on the ends of the coil spring assembly. This distribution has proved to be particularly advantageous in the context of the present invention.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schraubenfederanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfederabschnitte jeweils mindestens zwei aktive Federwindungen aufweisen. In der Regel haben die beiden Schraubenfederabschnitte mehr als zwei aktive Federwindungen. Die Anzahl der aktiven Federwindungen der Schraubenfederabschnitte kann individuell an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. A further preferred embodiment of the helical spring arrangement is characterized in that the helical spring sections each have at least two active spring coils. In general, the two coil spring sections have more than two active spring coils. The number of active spring coils of the coil spring sections can be adapted individually to the respective requirements.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schraubenfederanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfederanordnung eine progressive Federkennlinie aufweist. Die progressive Federkennlinie kann durch die Kombination der beiden Schraubenfe-
derabschnitte mit unterschiedlichen Federsteifigkeiten besonders vorteilhaft kostengünstig dargestellt werden. Another preferred embodiment of the coil spring assembly is characterized in that the coil spring assembly has a progressive spring characteristic. The progressive spring characteristic can be achieved by combining the two derabschnitte with different spring stiffness particularly advantageous cost.
Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Drehschwingungsdämpfer mit einer vorab beschriebenen Schraubenfederanordnung. Der Drehschwingungsdämpfer ist vorteilhaft in eine Kupplungsscheibe integriert, wie sie zum Beispiel in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2009 029 723 A1 offenbart ist. The invention further relates to a torsional vibration damper with a previously described coil spring assembly. The torsional vibration damper is advantageously integrated in a clutch disc, as disclosed, for example, in German Offenlegungsschrift DE 10 2009 029 723 A1.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Kupplungsschreibe mit einem derartigen Drehschwingungsdämpfer. Die Kupplungsscheibe gehört zum Beispiel zu einer Reibungskupplung, wie sie in der internationalen Veröffentlichung WO 2009/006869 A1 offenbart ist. The invention further relates to a clutch writing with such a torsional vibration damper. The clutch disc, for example, belongs to a friction clutch as disclosed in International Publication WO 2009/006869 A1.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen: Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, various embodiments are described in detail. Show it:
Figur 1 eine Teilschnittdarstellung einer Kupplungsscheibe mit einem Drehschwingungsdämpfer, der eine erfindungsgemäße Schraubenfederanordnung umfasst und Figure 1 is a partial sectional view of a clutch disc with a torsional vibration damper, which comprises a coil spring assembly according to the invention and
Figur 2 die erfindungsgemäße Schraubenfederanordnung zusammen mit einer Federkennlinie in einem kartesischen Koordinatendiagramm. Figure 2 shows the coil spring assembly according to the invention together with a spring characteristic in a Cartesian coordinate diagram.
In Figur 1 ist ein Teilschnitt einer Kupplungsscheibe 1 mit einem Drehschwingungsdämpfer 3 dargestellt. Bei der Kupplungsscheibe 1 handelt es sich zum Beispiel um eine Kupplungsscheibe, wie sie in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2009 029 723 A1 offenbart ist. Die Kupplungsscheibe 1 gehört zum Beispiel zu einer Reibungskupplung, wie sie in der internationalen Veröffentlichung WO 2009/006869 A1 offenbart ist. FIG. 1 shows a partial section of a clutch disk 1 with a torsional vibration damper 3. The clutch disc 1 is, for example, a clutch disc, as disclosed in German Offenlegungsschrift DE 10 2009 029 723 A1. The clutch disc 1, for example, belongs to a friction clutch as disclosed in International Publication WO 2009/006869 A1.
Der Drehschwingungsdämpfer 3 umfasst zwei Schraubenfederanordnungen 11 und 12, die in Fensteröffnungen von relativ zueinander verdrehbaren Scheibenkörpern der Kupplungsscheibe 1 angeordnet sind. Die Schraubenfederanordnung 1 1 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Schraubenfedern 14 und 15. Die Schraubenfedern 14 und 15 haben die gleiche Länge, aber unterschiedliche Windungsdurchmesser und Windungsdicken.
Die Schraubenfederanordnung 12 hat die gleiche Länge wie die beiden Schraubenfedern 14 und 15, aber einen kleineren Windungsdurchmesser. Die Windungsdurchmesser sind so gewählt, dass die Schraubenfederanordnung 12 in der Schraubenfeder 15 angeordnet ist, die wiederum in der Schraubenfeder 14 angeordnet ist. The torsional vibration damper 3 comprises two coil spring assemblies 11 and 12, which are arranged in window openings of relatively rotatable disk bodies of the clutch disk 1. The coil spring assembly 1 1 comprises in the illustrated embodiment, two coil springs 14 and 15. The coil springs 14 and 15 have the same length, but different coil diameters and Windungsdicken. The coil spring assembly 12 has the same length as the two coil springs 14 and 15 but a smaller coil diameter. The coil diameters are selected so that the helical spring arrangement 12 is arranged in the coil spring 15, which in turn is arranged in the helical spring 14.
In Figur 2 ist die Schraubenfederanordnung 12 alleine vergrößert und zusammen mit einer Federkennlinie 20 in einem kartesischen Koordinatendiagramm dargestellt. Das kartesische Koordinatendiagramm umfasst eine x-Achse 21 und eine y-Achse 22. Auf der x-Achse 21 ist ein Federweg in einer geeigneten Längeneinheit aufgetragen. Auf der y-Achse 22 ist eine Federkraft in einer geeigneten Krafteinheit aufgetragen. In Figure 2, the coil spring assembly 12 alone is enlarged and shown together with a spring characteristic 20 in a Cartesian coordinate diagram. The Cartesian coordinate diagram comprises an x-axis 21 and a y-axis 22. The x-axis 21 plots a spring travel in a suitable unit of length. On the y-axis 22, a spring force is applied in a suitable power unit.
Durch Pfeile ist angedeutet, dass die Schraubenfederanordnung 12 als Schraubenfeder mit einer konstanten Wndungsdicke 23 ausgeführt ist. Die Länge der Schraubenfeder beziehungsweise Schraubenfederanordnung 12 ist durch einen Doppelpfeil 24 angedeutet. Durch Doppelpfeile 25 und 26 ist angedeutet, dass die Schraubenfederanordnung beziehungsweise Schraubenfeder 12 zwei Schraubenfederabschnitte mit unterschiedlichen Federsteifigkeiten aufweist. Arrows indicate that the helical spring arrangement 12 is designed as a helical spring with a constant wall thickness 23. The length of the coil spring or coil spring assembly 12 is indicated by a double arrow 24. By double arrows 25 and 26 it is indicated that the helical spring arrangement or helical spring 12 has two helical spring sections with different spring stiffnesses.
Der Schraubenfederabschnitt 25 ist etwa doppelt so groß wie der Schraubenfederabschnitt 26. Der Schraubenfederabschnitt 26 hat eine höhere Steifigkeit als der Schraubenfederabschnitt 25. Durch einen Doppelpfeil 27 oberhalb der Doppelpfeile 25 und 26 ist noch einmal die Gesamtlänge der Schraubenfederanordnung 12 dargestellt. The coil spring portion 25 is about twice as large as the coil spring portion 26. The coil spring portion 26 has a higher rigidity than the coil spring portion 25. By a double arrow 27 above the double arrows 25 and 26, the total length of the coil spring assembly 12 is shown again.
Durch einen Doppelpfeil 28 ist die Länge angedeutet, bei welcher die Federkennlinie 20 die Kraft F1 erreicht. Bei der Kraft F1 hat die Federkennlinie 20 einen Knickpunkt. Bei einer weiteren Verformung der Schraubenfederanordnung 12 liegt der Federabschnitt 25 auf Block. By a double arrow 28, the length is indicated at which the spring characteristic 20 reaches the force F1. When the force F1, the spring characteristic 20 has a break point. In a further deformation of the coil spring assembly 12 of the spring portion 25 is block.
Bis zu einer Kraft F2 entfaltet nur noch der Federabschnitt 26 mit seiner größeren Up to a force F2 unfolds only the spring portion 26 with its larger
beziehungsweise höheren Federsteifigkeit seine Federwirkung. Durch einen Doppelpfeil 29 ist die Endlänge der Federanordnung 12 bei der Kraft F2 angedeutet. Der Federabschnitt 26 geht im Betrieb der Kupplungsscheibe mit dem Drehschwingungsdämpfer wegen seiner höheren Federsteifigkeit nicht auf Block. or higher spring stiffness its spring action. By a double arrow 29, the end length of the spring assembly 12 is indicated at the force F2. The spring portion 26 does not go to block in the operation of the clutch disc with the torsional vibration damper because of its higher spring stiffness.
Die Schraubenfederanordnung 12 mit den beiden Schraubenfederabschnitten 25 und 26 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als eine einzige Schraubenfeder ausgeführt. Daher wird
die Schraubenfederanordnung 12 in Bezug auf die dargestellte Ausführung auch als Schraubenfeder bezeichnet. The coil spring assembly 12 with the two coil spring sections 25 and 26 is executed in the illustrated embodiment as a single helical spring. Therefore, will the coil spring assembly 12 also referred to as a coil spring with respect to the illustrated embodiment.
Anders als dargestellt, kann die Schraubenfederanordnung 12 aber auch zwei Schraubenfedern umfassen, die zum Beispiel stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Die beiden Schraubenfederabschnitte 25 und 26 können auch anderweitig, zum Beispiel formschlüssig, durch geeignete Befestigungsmitteln fest miteinander verbunden werden.
Unlike shown, however, the coil spring assembly 12 may also include two coil springs, which are connected to each other, for example, a material fit. The two coil spring portions 25 and 26 can also be otherwise, for example, positively connected by suitable fastening means firmly together.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
I Kupplungsscheibe I clutch disc
3 Drehschwingungsdämpfer 3 torsional vibration damper
I I Schraubenfederanordnung I I coil spring assembly
12 Schraubenfederanordnung 12 coil spring assembly
14 Schraubenfeder 14 coil spring
15 Schraubenfeder 15 coil spring
16 Federkennlinie 16 spring characteristic
21 X-Achse 21 X-axis
22 Y-Achse 22 Y-axis
23 Windungsdicke 23 winding thickness
24 Doppelpfeil 24 double-headed arrow
25 Schraubenfederabschnitt 25 coil spring section
26 Schraubenfederabschnitt 26 coil spring section
27 Doppelpfeil 27 double-headed arrow
28 Doppelpfeil 28 double-headed arrow
29 Doppelpfeil
29 double-headed arrow
Claims
1. Schraubenfederanordnung (12) für einen Drehschwingungsdämpfer (3), insbesondere einer Kupplungsscheibe (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfederanordnung (12) mindestens zwei Schraubenfederabschnitte (25,26) mit unterschiedlichen Federsteifigkeiten aufweist. A coil spring arrangement (12) for a torsional vibration damper (3), in particular a clutch disc (1), characterized in that the helical spring arrangement (12) has at least two helical spring sections (25, 26) with different spring stiffnesses.
2. Schraubenfederanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die 2. coil spring assembly according to claim 1, characterized in that the
Schraubenfederanordnung (12) zur Darstellung der mindestens zwei Schraubenfederabschnitte (25,26) mit den unterschiedlichen Federsteifigkeiten zwei Schraubenfedern umfasst, die an jeweils einem Ende fest miteinander verbunden sind. Coil spring assembly (12) for displaying the at least two coil spring portions (25,26) comprising the different spring stiffnesses two coil springs, which are fixedly connected to each other at one end.
3. Schraubenfederanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die 3. coil spring assembly according to claim 1, characterized in that the
Schraubenfederanordnung (12) zur Darstellung der mindestens zwei Schraubenfederabschnitte (25,26) mit den unterschiedlichen Federsteifigkeiten zwei Schraubenfedern umfasst, die einstückig miteinander verbunden sind. Coil spring assembly (12) for displaying the at least two coil spring portions (25,26) with the different spring stiffnesses comprises two coil springs which are integrally connected to each other.
4. Schraubenfederanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein größerer Schraubenfederabschnitt (25) eine relativ geringe Fe- dersteifigkeit aufweist. 4. Coil spring assembly according to one of the preceding claims, characterized in that a larger coil spring portion (25) has a relatively low spring stiffness.
5. Schraubenfederanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein kleinerer Schraubenfederabschnitt (26) eine relativ hohe Fe- dersteifigkeit aufweist. 5. Coil spring assembly according to one of the preceding claims, characterized in that a smaller coil spring portion (26) has a relatively high spring stiffness.
6. Schraubenfederanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass inaktive Federwindungen symmetrisch auf die Enden der Schraubenfederanordnung (12) verteilt sind. 6. coil spring assembly according to one of the preceding claims, characterized in that inactive spring coils are distributed symmetrically to the ends of the coil spring assembly (12).
7. Schraubenfederanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfederabschnitte (25,26) jeweils mindestens zwei aktive Federwindungen aufweisen. 7. coil spring assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the coil spring sections (25,26) each have at least two active spring coils.
8. Schraubenfederanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfederanordnung (12) eine progressive Federkennlinie aufweist. 8. Coil spring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the helical spring arrangement (12) has a progressive spring characteristic.
9. Drehschwingungsdämpfer mit einer Schraubenfederanordnung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 9. torsional vibration damper with a coil spring assembly (12) according to any one of the preceding claims.
10. Kupplungsscheibe mit einem Drehschwingungsdämpfer (3) nach Anspruch 9.
10. clutch disc with a torsional vibration damper (3) according to claim 9.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 14827722 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 14827722 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |