DE3587802T2

DE3587802T2 - Torsionsschwankungen aufnehmende Vorrichtung.

Info

Publication number: DE3587802T2
Application number: DE3587802T
Authority: DE
Inventors: Shigetaka Aiki; Satoshi Kato; Kiyonori Kobayashi
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Priority date: 1984-07-19
Filing date: 1985-07-18
Publication date: 1994-09-01
Anticipated expiration: 2005-07-19
Also published as: DE3587802D1; EP0173838B1; US4876917A; US4727767A; EP0173838A1; DE3573459D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Torsionsschwankungen aufnehmende Vorrichtung für einen Motor, wie durch den Oberbegriff von Anspruch 1 definiert.
Ein Motor für ein Kraftfahrzeug oder ein Flugzeug ist mit einer Torsionsschwankungen aufnehmenden Vorrichtung zur Kraftübertragung ausgerüstet.
Der bekannte Stand der Technik bietet solch eine Torsionsschwankungen aufnehmende Vorrichtung, wie zum Beispiel in JP-A-55-020930 offenbart. Bezüglich Fig. 7 hat solch eine typische Vorrichtung nach Stand der Technik zwei Trägheitselemente, d. h. eine Antriebsplatte 101, die drehbar mit einer Kurbelwelle eines Motors verbunden ist und ein Schwungrad 102, das mit der Folgeeinrichtung verbunden ist und drehbar mit Bezug auf die Antriebsplatte ist. Zwischen der Antriebsplatte 101 und dem Schwungrad 102 sind ein Federmechanismus 103 und ein torsionsbegrenzender Mechanismus 104 befestigt. In dieser Vorrichtung wird die Drehung der Kurbelwelle durch die Antriebsplatte 101, den Federmechanismus 103 und den torsionsbegrenzenden Mechanismus 104 auf das Schwungrad 102 übertragen. Folglich wird die Torsionsschwankung durch das Schwingungssystem dieser Elemente aufgenommen. Eine Ölableitungsbohrung 105 ist an dem inneren Abschnitt des Schwungrades 102 geschaffen. Die Bohrung 105 dient zum Ableiten des von der Kupplungswellenverbindung 106 abspritzenden Schmiermittels oder Öls 108 und verhindert, daß das Öl eine Kupplungsreibungsfläche 107 erreicht.
Jedoch ist der torsionsbegrenzende Mechanismus 104 in der vorstehend genannten Vorrichtung radial außerhalb des Federmechanismus 103 gelegen. Da der torsionsbegrenzende Mechanismus 104 Auskleidungen aus leichtem Material enthält und die Trägheitsmasse der Antriebsplatte 101 reduziert, erfordert die Anbringung des torsionsbegrenzenden Mechanismus 104 außerhalb des Federmechanismus 103 eine Erhöhung des Durchmessers und der axialen Dicke der Antriebsplatte 101, um eine notwendige Trägheitsmasse zu erzielen, und als Folge dessen steigert sich die Größe der Torsionsschwankungen aufnehmenden Vorrichtung. Weiterhin ist, da der Federmechanismus 103 eine sich am Umfang erstreckende Schraubenfeder aufweist und an beiden Endabschnitten der Schraubenfeder befestigte Federsitze gegen die radial innere Fläche des torsionsbegrenzenden Mechanismus 104 drücken, wenn der Federmechanismus 103 eine Zentrifugalkraft während der Drehung der Vorrichtung aufnimmt, der Federmechanismus hauptsächlich in Kontakt mit den radial inneren Flächen von mitgenommenen Scheiben des torsionsbegrenzenden Mechanismus 104, die einen kleineren Flächenbereich als den einer einstückigen zylindrischen Fläche haben. Als Folge dessen wird die Schraubenfeder des Federmechanismus 103 aufgrund der lokalen und starken Schleifwirkung mit den mitgenommenen Scheiben leicht beschädigt und bei den Federsitzen des Federmechanismus wird wahrscheinlich eine thermische Verformung aufgrund der starken Schleifwirkung stattfinden. Außerdem steigert die Anbringung des torsionsbegrenzenden Mechanismus 104 außerhalb des Federmechanismus 103 den Betrag an Schlupf und die Menge an Stäuben von den Auskleidungen aus abschleifenden Material des torsionsbegrenzenden Mechanismus 104 für den gleichen relativen Drehwinkel, wenn der Mechanismus 104 Schlupf verursacht und ein freies Entweichen der Stäube aus abschleifenden Material aus dem Raum, in dem der Mechanismus 104 eingebaut ist, verhindert. Die sich in dem torsionsbegrenzenden Mechanismus 104 ansammelnden Stäube werden die Wirkungsweise des Mechanismus 104 verschlechtern.
Außerdem besteht die Antriebsplatte 101 der Vorrichtung aus einem maschinell bearbeiteten Gußteil, welches wahrscheinlich Gußblasen enthält. Deshalbmuß die Platte, um die konstruktive Festigkeit der Platte aufrechtzuerhalten, in entsprechender Dicke gefertigt werden. Als Folge dessen wird die Antriebsplatte 101 in der Axialrichtung der Vorrichtung dick und es war schwierig, die Vorrichtung kompakt zu machen.
Weiterhin gibt es in der vorstehend genannten Vorrichtung einen radial zwischen der Antriebsplatte 102 und dem Schwungrad 102 verlaufenden geraden Spalt 109. Deshalb sind der Federmechanismus 103 und der torsionsbegrenzende Mechanismus 104 nach außen offen. Wegen dieser Anordnung können Fremdstoffe wie beispielsweise Holzspäne durch den Spalt eindringen, während die Vorrichtung transportiert oder montiert wird, und die Funktion der Vorrichtung beeinflussen, und im schlimmsten Fall sogar ihre Haltbarkeit verschlechtern.
Eine wesentliche Aufgabe der Erfindung ist es, eine Torsionsschwankungen aufnehmende Vorrichtung mit einem Federmechanismus und einem torsionsbegrenzenden Mechanismus zu schaffen, die im Vergleich mit einer herkömmlichen Vorrichtung in der Größe kompakt ist, deren Federmechanismus wahrscheinlich nicht von einer Abschleif-Schädigung und einer thermischen Verformung betroffen wird, und in der von dem torsionsbegrenzenden Mechanismus erzeugte Stäube leicht entweichen können, wodurch die Betriebssicherheit der Vorrichtung gesteigert wird.
Eine andere ergänzende Aufgabe der Erfindung ist es, die Dicke der Antriebsplatte in der Axialrichtung durch Abändern ihrer Struktur zu verringern, so daß die Größe der Anordnung weiter reduziert wird. In diesem Fall muß eine solche Reduzierung der Größe der Vorrichtung ausgeführt werden, ohne irgendeine Reduzierung der Festigkeit zu verursachen.
Noch eine andere ergänzende Aufgabe der Erfindung ist es, zu verhindern, daß Fremdstoffe durch die Umfangsöffnung des Spalts zwischen der Antriebsplatte und dem Schwungrad eindringen.
Um die vorstehend genannten Aufgaben zu lösen, ist die durch Anspruch 1 definierte Torsionsschwankungen aufnehmende Vorrichtung der Erfindung mit Trägheitselementen versehen, die eine mit der Antriebswelle gekoppelte Antriebsplatte und ein koaxial und drehbar auf der Antriebsplatte gelagertes Schwungrad aufweisen. Zwischen der Antriebsplatte und dem Schwungrad sind ein Federmechanismus und ein torsionsbegrenzender Mechanismus eingesetzt. Der gleitfähige Teil des torsionsbegrenzenden Mechanismus ist in der Vorrichtung radial innerhalb des Federmechanismus gelegen.
Vorzugsweise hat die Antriebsplatte ein Paar aus Stahl hergestellte Seitenplatten.
Vorzugsweise ist die Antriebsplatte mit einem zylindrischen Vorsprung versehen, der das Schwungrad von außen umgibt.
Außerdem sind die Lastauflagerpunkte an beiden Seiten einer der Stahlseitenplatten in der axialen Richtung vorzugsweise in der radialen Richtung der Stahlseitenplatte versetzt.
Bei dieser Gestaltung der Vorrichtung wird, da der torsionsbegrenzende Mechanismus radial innerhalb des Federmechanismus gelegen ist, die Trägheitsmasse der Antriebsplatte in Vergleich zu der Vorrichtung nach Fig. 7 gesteigert und, als Folge dessen kann die Größe der Vorrichtung, verglichen mit der herkömmlichen Vorrichtung nach Fig. 7, verringert werden. Desweiteren wird, wenn der Federmechanismus während der Drehung der Vorrichtung eine Zentrifugalkraft aufnimmt, der Federmechanismus nicht gegen die radial innere Fläche des torsionsbegrenzenden Mechanismus geschoben, sondern er wird gegen eine radial gegenüberliegende einstückige zylindrische Fläche geschoben, die Kontaktfläche wird vergrößert, und als Folge dessen wird eine Abschleif-Schädigung und eine thermische Verformung des Federmechanismus wahrscheinlich nicht stattfinden. Außerdem können die von dem torsionsbegrenzenden Mechanismus erzeugten Stäube aus dem torsionsbegrenzenden Mechanismus auf den Federmechanismus zu entweichen.
Wenn die Antriebsplatte ein Paar Seitenplatten aus Stahl hat, kann die Antriebsplatte ohne Reduzierung der Festigkeit dünn gefertigt werden und die Größe der Vorrichtung kann verringert werden.
Die Seitenplatte wird ein Biegemoment aufnehmen, wenn die Vorrichtung mit Bezug auf die Kurbelwelle geneigt wird, und es können sich in der Seitenplatte wegen ihrer dünnen Fertigung große Biegespannungen aufbauen. Trotzdem wird die Belastungsamplitude klein sein und eine gesteigerte Festigkeit der Seitenplatte wird gesichert sein, wenn die Lastauflagerpunkte an beiden Seiten der Seitenplatte in radialer Richtung versetzt sind.
Außerdem gibt es, wenn der zylindrische Vorsprung mit der Antriebsplatte ausgebildet ist, eine signifikant geringere Wahrscheinlichkeit dafür, daß die Funktionscharakteristiken und die Stabilität der Vorrichtung durch Störungen von Fremdstoffen verschlechtert werden könnten, weil der zylindrische Vorsprung der Antriebsplatte dazu dient, das Eindringen von Fremdstoffen in den Federmechanismus und den torsionsbegrenzenden Mechanismus der Vorrichtung zu verhindern.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher und ohne weiteres verständlich, wobei:
Fig. 1 eine Ansicht eines Querschnitts einer Torsionsschwankungen aufnehmenden Vorrichtung entlang I-I in Fig. 2 ist, die gemäß einem-bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgebaut ist;
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Vorderansicht ist, die einen inneren Aufbau der Vorrichtung nach Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 eine Ansicht eines Teilquerschnitts ist, die den Teil III der Vorrichtung nach Fig. 1 zeigt;
Fig. 4 eine Ansicht eines Teilquerschnitts ist, die den Teil IV eines Hysteresemechanismus der Vorrichtung nach Fig. 1 zeigt;
Fig. 5 ein Diagramm ist, das eine Torsionsübertragungs-Charakteristik der Vorrichtung nach Fig. 1 zeigt;
Fig. 6 ein Diagramm ist, das die Schwankung der in der Seitenplatte der Vorrichtung nach Fig. 1 ausgebildeten Belastung zeigt; und
Fig. 7 eine Ansicht eines Querschnitts einer herkömmlichen Torsionsschwankungen aufnehmenden Vorrichtung ist.
Eine Torsionsschwankungen aufnehmende Vorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Gemäß den Fign. 1 und 2 ist eine Antriebsplatte 2 mit einer Antriebswelle 1 einer Motorkurbelwelle verbunden, und die Antriebsplatte 2 und die Antriebswelle 1 drehen sich gemeinsam. Die Antriebsplatte 2 weist einen wie einen Ring geformten äußeren Teil 2a, einen wie einen Ring geformten inneren Teil 2b und Stahlseitenplatten 2c und 2d auf, die durch eine Niete 3 den äußeren Teil 2a von beiden Seiten festklemmen. Der innere Teil 2b ist mit der seitens der Antriebswelle gelegenen Seitenplatte 2c durch eine Schraube 4 verbunden. An dem Umfang des äußeren Teils 2a ist mittels Preßpassung oder Schrumpfsitz ein Tellerrad 5 zum Anpassen des Anlassens eines Motors angebracht. Das äußere Teil und das Tellerrad können zusammengefaßt sein. Am Umfang des inneren Teils 2b ist ein Vorsprung 2b' ausgebildet, der in radialer Richtung seitens der Seitenplatte 2c, die einer Antriebswelle 1 der Kurbelwelle zugewandt ist, nach außen vorsteht. Dadurch bilden der Umfang des Teils 2b und der Vorsprung 2b' zusammen eine Lagerführung zum Einfügen eines Lagers 7. Der Vorsprung 2b' nimmt eine Schubkraft von dem Lager 7 auf und verhindert dadurch, daß die Schubkraft auf die Seitenplatte 2c wirkt. Die Fertigung der Seitenplatte 2c aus Stahl und die Aufnahme der Schubkraft durch den Vorsprung 2b' erlaubt es, daß die Seitenplatte 2c dünn gestaltet werden kann. Die Seitenplatte 2c hat eine Öffnung 26 mit einem nach außen umgebogenen Rand 2c' und die Seitenplatte 2d hat eine radial nach innen geöffnete Ausnehmung 27. Der nach außen umgebogene Rand 2c' der Öffnung 26 ist in axialer Richtung nach außen gebogen und ein später diskutierter Federmechanismus 12 (Erschütterungsdämpfungs-Mechanismus durch eine Feder) ist in die Öffnung 26 und die Ausnehmung 27 eingebaut. Der nach außen umgebogene Rand 2c' der Öffnung 26 und die Ausnehmung 27 können leicht preßgeformt ausgebildet werden. Folglich wird die Seitenplatte 2c der Antriebsplatte 2 zwischen der Antriebswelle 1 und dem inneren Teil 2b, der als eine Lagerführung wirkt, zusammengedrückt. Der radial außerhalb gelegene Endabschnitt 23 der Antriebswelle 1 und der radial außerhalb gelegene Endabschnitt 24 des inneren Teils 2b sind die Lastauflagerpunkte für die Seitenplatte 2c, wenn die Torsionsschwankungen aufnehmende Vorrichtung mit Bezug auf die Achse der Antriebswelle 1 geneigt wird. Die Lastauflagerpunkte 23 und 24 sind radial versetzt und der radial außerhalb gelegene Endabschnitt 24 des inneren Teils 2b ist radial außerhalb von dem radial außerhalb verlaufenden Endabschnitt 23 der Antriebswelle 1 gelegen.
Die Seitenplatte 2d, die einen Teil der Antriebsplatte 2 bildet und die sich nahe dem Schwungrad 6 befindet, ist in ihrem Umfang 2d' in L-Form gebogen, um das Schwungrad 6 zu umschließen. Der sich axial erstreckende ringförmige Vorsprung 2d' des gebogenen Abschnitts deckt einen Spalt 11 ab, der in radialer Richtung gerade zwischen der Antriebsplatte 2 und dem Schwungrad 6 verläuft.
Parallel zu dem Antriebsplatte 2 und koaxial mit der Antriebsplatte 2 ist das Schwungrad 6 mit Bezug auf die Antriebsplatte 2 drehbar befestigt und es wird mittels des Lagers 7 mit Bezug auf die Antriebsplatte 2 drehbar gelagert. Ein Kupplungs-Positionierstift 8 ist zum Positionieren einer Kupplung (nicht gezeigt) vorgesehen und eine Schraubenbohrung 9 ist zum Einfügen der Kupplungsabdeckung (nicht gezeigt) ausgebildet. Das Schwungrad 6 ist in einen Schwungradteil 6a und eine mitgenommene Platte 6b geteilt, so daß es in einen torsionsbegrenzenden Mechanismus 15, der später beschreiben werden wird, eingebaut werden kann. Der Schwungradteil 6a und die mitgenommene Platte 6b sind mittels eines Bolzens 10 miteinander verbunden. Der Schwungradteil 6a hat eine Vielzahl von Ölableitungsbohrungen 25, die durch ihn hindurch auf den Federmechanismus 12 zu verlaufen, der später beschrieben werden wird. Die Ölableitungsbohrungen 25 dienen dazu, zu Verhindern, daß ein von der Kupplungswellenverbindung, usw. (nicht gezeigt) abspritzendes Öl oder Schmiermittel eine Kupplungsfläche des Schwungrades 6 erreicht.
Zwischen der Antriebsplatte 2 und dem Schwungrad 6 ist ein Federmechanismus 12 geschaffen. Der Federmechanismus 12 umfaßt eine sich in der Umfangsrichtung erstreckende Schraubenfeder 13 und an beiden Endabschnitten der Schraubenfeder 13 geschaffene Federsitze 14. Der Federsitz 14 ist, außer einem Abschnitt 14a, aus einem hartem Synthetikharzmaterial aufgebaut, und der Abschnitt 14a ist aus Gummi aufgebaut und ist mit einer größeren Federkonstante verformbar als die Federkonstante 13. Die Federsitze 14 an beiden Endabschnitten der Schraubenfeder 13 sind in ihrer Gestalt identisch, und ein Federsitz 14 befindet sich gegenüber dem und kann lösbar den nach außen umgebogenem Rand 2c' der Öffnung 26 bzw. einen jeweils in den Seitenplatten 2c und 2d ausgebildeten, nach außen umgebogenem Rand der Ausnehmung 27 kontaktieren, während der andere Federsitz 14 einen Radialfortsatz 16b einer mitgenommenen Scheibe 16 lösbar kontaktieren kann und sich ihm gegenüber befindet. Ein radial er innerer ringförmiger Abschnitt 16c der mitgenommenen Scheibe 16 bildet ein Element des torsionsbegrenzenden Mechanismus 15, der später beschrieben werden wird. Wenn keine Torsion wirkt, gibt es einen Spalt zwischen mindestens einem der Federsitze 14 und mindestens einer der Seitenplatten 2c und 2d und dem Radialfortsatz der mitgenommenen Scheibe 16b, der den Sitz 14 kontaktieren kann, wodurch eine torsionsfreie Charakteristik A nach Fig. 5 erzeugt wird. Die Charakteristik A hat jedoch eine Hysterese wegen einem Hysteresemechanismus 18, der später beschrieben werden wird. Die Charakteristik B nach Fig. 5 wird wegen einer Verformung der Feder 13 erzeugt und die Charakteristik C wird wegen einer Verformung des verformbaren Abschnitts 14a des Federsitzes 14 erzeugt, wenn die Feder 13 zusammengedrückt wird, um die zwei verformbaren Abschnitte 14a in Kontakt miteinander zu bringen.
Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, befindet sich der torsionsbegrenzende Mechanismus 15 radial innerhalb des Federmechanismus 12. Der gleitfähige Teil des torsionsbegrenzenden Mechanismus 15 befindet sich radial innerhalb des offenen Endabschnittes der Ölableitungsbohrung 25 seitens des Federmechanismus 12 in dem Schwungrad 6. Wie in Fig. 3 gezeigt, weist der durch das Schwungrad 6 getragene torsionsbegrenzende Mechanismus 15 die radial inneren ringförmigen Abschnitte 16c des Paars von mitgenommenen Scheiben 16 und eine konische Feder 17 auf, die zwischen den ringförmigen Abschnitten 16c dieser Scheiben 16 befestigt ist und die Scheiben 16 gegen den Schwungradteil 6a und die mitgenommene Platte 6b preßt. Auf den Seitenflächen der ringförmigen Abschnitte 16c der mitgenommenen Scheiben 16, die den Schwungradteil 6a und die mitgenommene Platte 6b kontaktieren, sind Auskleidungen 16a aus abschleifendem Material angebracht, die Elemente des torsionsbegrenzenden Mechanismus 15 bilden. Eine übermäßige Torsionskraft kann durch ein Gleiten zwischen den Auskleidungen 16a und dem Schwungradteil 6a und der mitgenommenen Platte 6b unterbrochen werden. Die Schubkraft der mitgenommenen Scheibe 16 entgegen dem Schwungradteil 6a und der mitgenommenen Platte 6b hängt von der konischen Feder 17 ab. Ist die Torsionskraft geringer als die Reibungskraft, die von dieser Schubkraft abhängt, drehen sich die mitgenommene Scheibe 16 und das Schwungrad 6 gemeinsam. Wenn die Torsionskraft die Reibungskraft übersteigt, findet ein Relativgleiten zwischen der mitgenommenen Scheibe 16 und dem Schwungrad 6 statt, wodurch der Anteil der Torsionskraft, der die Reibungskraft übersteigt, freigesetzt wird. Die Charakteristik D nach Fig. 5 bezeichnet den Zustand, daß die Torsionskraft, die die Reibungskraft übersteigt, während einer solchen Übertragung freigesetzt wird.
Desweiteren ist der Hysteresemechanismus 18 radial innerhalb des torsionsbegrenzenden Mechanismus 15 und zwischen der Antriebsplatte 2 und dem Schwungrad 6 gelegen. Fig. 4 veranschaulicht den Hysteresemechanismus 18. Wie aus Fig. 4 erkannt werden kann, ist in dem Hysteresemechanismus 18 eine mit einer Auskleidung 19a aus abschleifendem Material versehene Hystereseplatte 19 teilweise gebogen und ein gebogener Abschnitt 19b ist in eine in die Seitenplatte 2c der Antriebsplatte 2 gebohrte Bohrung 22 eingefügt, wodurch die Hystereseplatte 19 in ihrem Umfang an der Antriebsplatte 2 angebracht wird. Eine konische Feder 20 ist zwischen der Hystereseplatte 19 und der Seitenplatte 2c befestigt, wodurch die Auskleidung 19a der Hystereseplatte 19 gegen das Schwungrad 6 gepreßt wird. Die Gleitreibung zwischen der Auskleidung 19a und dem Schwungrad 6 erzeugt eine Hysterese, wie in Fig. 5 veranschaulicht.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die Fign. 5 und 6 der Betrieb der vorstehend genannten Vorrichtung der Erfindung beschrieben. Die Torsionskraft der Antriebswelle 2 wird auf die Antriebsplatte 2, die zusammen mit der Antriebswelle 1 gedreht wird, und dann über den Federmechanismus 12 und den Hysteresemechanismus 18 auf das Schwungrad 6 übertragen. Wenn die Torsionskraft übermäßig groß wird, gleitet der torsionsbegrenzende Mechanismus 15, um den Anteil der Torsionskraft freizusetzen, der die Reibungskraft übersteigt. Dadurch kann eine kleine Schwankung der Torsionskraft der Antriebswelle 1 und die Motorerschütterung durch das Schwingungssystem aufgenommen werden, das den Federmechanismus 12, den Hysteresemechanismus 18 und die Trägheitselemente, d. h. die Antriebsplatte 2 und das Schwungrad 6 aufweist.
Wie in den Charakteristiken A, B, C und D in Fig. 5 veranschaulicht, ist zum Zweck des wirksamen Aufnehmens der Torsionsschwankung im Leerlaufzustand eines Motors, wenn die relative Drehverschiebung zwischen der Antriebsplatte 2 und dem Schwungrad 6 klein ist, eine weiche Federcharakteristik erforderlich, und eine harte Federcharakteristik ist zu dem Zweck erforderlich, den Federmechanismus 12 kompakt zu machen, wenn die relative Drehverschiebung groß ist. Desweiteren ist es notwendig, wenn die Torsionskraft größer als erforderlich wirkt, die Torsionskraft zum Zweck des Schutzes der Kraftübertragung zu begrenzen und sie zu der Kupplung zu übertragen.
Zu diesen Zwecken bewirken der Spalt zwischen dem Federsitz 14 und der mitgenommenen Scheibe 16 und die geringe Reibungskraft des Hysteresemechanismus 18 effektiv, daß die Charakteristik A erzeugt wird, wenn die Torsionskraft klein ist. Als nächstes, wenn der Federsitz 14 und die mitgenommene Scheibe 16 in Kontakt kommen, verformt sich die Feder 14 unter einer gesteigerten Torsionskraft, wobei die Charakteristik B erzeugt wird. Wenn mit einer weiteren Steigerung der- Torsionskraft die Feder 13 stärker verformt wird, um herbeizuführen, daß die verformbaren Abschnitte 14a der Federsitze 14 einander kontaktieren, werden die verformbaren Abschnitte 14a selbst unter der gesteigerten Torsionskraft verformt, wobei die Charakteristik C erzeugt wird. Wenn die Torsionskraft steigt und eine festgelegte Torsionskraft übersteigt, wird ein Schlupf zwischen dem torsionsbegrenzenden Mechanismus 15 und dem Schwungrad 6 ausgebildet, wodurch ein Überschuß an Torsionskraft freigesetzt wird und die Charakteristik D erzeugt wird. Auf diese Weise kann die Torsionskraft mitsamt ihren effektiv aufgenommenen Schwankungen zu der Kraftübertragung übertragen werden.
Zum Zweck der Schaffung solch einer Torsionsschwankungen aufnehmenden Vorrichtung in einem begrenzten Raum eines Kraftfahrzeuges ist es erforderlich, die Vorrichtung kompakt zu machen. Da der torsionsbegrenzende Mechanismus 15 radial innerhalb des Federmechanismus 12 gelegen ist und es keine Notwendigkeit zum Schaffen eines Raumes zum Einbauen des torsionsbegrenzenden Mechanismus 15 in den äußeren Teil 2a gibt, wird die Trägheitsmasse der Antriebsplatte 2 gesteigert und die Torsionsschwankungen aufnehmende Vorrichtung kann in ihrer Größe verringert werden, verglichen mit der herkömmlichen Vorrichtung nach Fig. 7. Die radial innere Fläche des äußeren Teils 2a ist eineeinstückige zylindrische Fläche und der Kontaktbereich zwischen dem Federmechanismus 12 und dem äußeren Teil 2a ist im Vergleich mit dem Kontaktbereich zwischen dem Federmechanismus 103 und dem torsionsbegrenzenden Mechanismus 104 der Vorrichtung nach Fig. 7 vergrößert. Als Folge dessen ist es unwahrscheinlich, daß eine Abschleif-Schädigung der Schraubenfeder 13 und eine thermische Verformung der Federsitze 14 aufgrund einer zu sehr örtlich begrenzten Schleifwirkung auftritt. Wegen der radial innerhalb des Federmechanismus 12 gelegenen Anordnung des torsionsbegrenzenden Mechanismus 15 können von dem torsionsbegrenzenden Mechanismus 15 beim Gleiten erzeugte Stäube zu dem radial außerhalb verlaufenden Raum entweichen, wo der Federmechanismus 12 angebracht ist, und als Folge dessen wird der Betrieb des torsionsbegrenzenden Mechanismus 15 nicht verschlechtert.
Desweiteren können die Seitenplatten 2c und 2d dünner gestaltet sein, als entsprechende Abschnitte einer aus einem Gußteil erzeugten Antriebsplatte, da die Seitenplatten 2c und 2d aus Stahl aufgebaut sind und solch eine Stahlplatte zuverlässiger in der Festigkeit ist, als ein Gußteil. Diese dünnere Gestaltung macht es möglich, die axiale Ausdehnung der Antriebsplatte 2 zu reduzieren, verglichen mit dem Fall einer aus einem Gußteil erzeugten Platte, und macht desweiteren die Größe der Vorrichtung kompakt. Der nach außen umgebogene Rand 2c' der Öffnung 26 der Seitenplatte 2c wird in axialer Richtung durch Preßformen o. dgl. auswärts gebogen und der Federmechanismus 12 kann in die Öffnung 26 der Seitenplatte 2c und die Ausnehmung 27 der Seitenplatte 27 eingebaut werden, auch wenn sogar die Dicke der Antriebsplatte 2 reduziert wird. Folglich kann die Antriebsplatte 2 erfolgreich in der Dicke reduziert werden. Das Biegen des Umfangs 2c' ist möglich, da die Seitenplatte 2c aus Stahl hergestellt ist.
Um diese Charakteristiken reproduzierbar zu erzeugen, kann kein Eindringen eines von dem Kupplungswellenverbindungs-Mechanismus abspritzenden Öls oder Schmiermittels in die gleitfähigen Abschnitte der Vorrichtung, insbesondere in den torsionsbegrenzenden Mechanismus 15 oder den Hysteresemechanismus 18 toleriert werden, da ein Bespritzen der gleitfähigen Reibungsflächen z. B. des torsionsbegrenzenden Mechanismus 15 mit einem Öl oder Schmiermittel eine Reduzierung des Reibungskoeffizienten, eine Änderung der Charakteristiken nach Fig. 5 und ein eventuelles Entwickeln eines Schlupfes zur Folge hat. In der Vorrichtung nach Stand der Technik mit der an einer in Fig. 7 veranschaulichten Position gelegenen Ölableitungsbohrung 105, war es wahrscheinlich, daß das durch die Bohrung fließende Öl oder Schmiermittel in den torsionsbegrenzenden Mechanismus eindringt, während in der in den Fign. 1 bis 4 veranschaulichten Vorrichtung der Erfindung mit dem torsionsbegrenzenden Mechanismus 15 und dem innerhalb der Bohrung 25 gelegenen Hysteresemechanismus 18 das Öl, das die Bohrung 25 passiert und zu dem Federmechanismus 12 fließt, nach außerhalb zu dem Spalt zwischen der Antriebsplatte 2 und dem Schwungrad 6 gelangen kann, ohne den torsionsbegrenzenden Mechanismus 15 und den Hysteresemechanismus 18 zu berühren. Folglich sind die gleitfähigen Teile des torsionsbegrenzenden Mechanismus 15 und des Hysteresemechanismus 18 vor dem Eindringen von Öl oder Schmiermittel geschützt, und demgemäß werden die Charakteristiken nach Fig. 5 nicht beeinflußt.
Um die Stabilität dieser Charakteristiken aufrechtzuerhalten, wird auch kein Eindringen von Fremdstoffen in die Torsionsschwankungen aufnehmende Vorrichtung, insbesondere in den Federmechanismus 12 oder den torsionsbegrenzenden Mechanismus 15, toleriert, denn z. B. ein Eindringen von Fremdstoff zu der gleitfähigen Reibungsfläche des torsionsbegrenzenden Mechanismus 15 würde den Reibungskoeffizienten verändern und die Charakteristiken nach Fig. 5 beeinflussen. In der herkömmlichen Vorrichtung nach Fig. 7, in der der Federmechanismus 103 und der torsionsbegrenzende Mechanismus 104 durch den sich in radialer Richtung nach außen erstreckenden Spalt zwischen der Antriebsplatte 101 und dem Schwungrad 102 nach außen offen sind, können Fremdstoffe durch den Spalt 109 eindringen. In der in den Fign. 1 bis 4 gezeigten Vorrichtung der Erfindung ist der Spalt 11 zwischen der Antriebsplatte 2 und dem Schwungrad 6 mit einem am Umfang der Seitenplatte 2d der Antriebsplatte 2 ausgebildeten zylindrischen Vorsprung 2d' abgedeckt, wodurch verhindert wird, das Fremdstoffe durch den Spalt 11 eindringen. Folglich werden die Charakteristiken nach Fig. 5 stabilisiert und die Haltbarkeit erhöht.
In der vorstehenden Vorrichtung wird die Last von den Lastauflagerpunkten 23, 24 getragen und die wechselnde Last des Biegemoments ist der Seitenplatte 2c auferlegt, wenn die Torsion aufnehmende Vorrichtung mit Bezug auf die Antriebsachse 1 geneigt wird. Wenn die Lastauflagerpunkte 23 und 24 radial ausgerichtet werden, würde die Amplitude der in der Seitenplatte 2c entwickelten wechselnden Belastung, wie durch eine Zweipunkt-Strich-Linie in Fig. 6 dargestellt, die Summe der an den Lastauflagerpunkten 23 und 24 entwickelten Biegebelastungen σa und σb sein. Im Fall der Erfindungsgemäßen Vorrichtung, in der die Lastauflagerpunkte 23 und 24 in radialer Richtung versetzt oder mit Zwischenraum voneinander angeordnet sind, wird die Amplitude der in der Seitenplatte 2c entwickelten wechselnden Belastung, wie in Fig. 6 dargestellt, die Summe der an einem Lastauflagerpunkt entwickelten Biegebelastung σa und der an dem einen Lastauflagerpunkt aufgrund der Biegebelastung σb an dem anderen Lastauflagerpunkt entwickelten Biegebelastung σb'. Da σb' kleiner ist als σb, wird die Amplitude der wechselnden Belastung (σa + σb') klein sein. Als Folge dessen wird mit erhöhter Festigkeit gegen die wechselnde und wiederholte Belastung die konstruktive Zuverlässigkeit erhöht.
Wie aus der vorhergehenden Beschreibung deutlich wird, bringt die Erfindung, in der der torsionsbegrenzende Mechanismus 15 radial innerhalb des Federmechanismus 12 gelegen ist, Vorteile solcher Art, daß die Vorrichtung kompakt gestaltet werden kann, der Federmechanismus 12 wahrscheinlich nicht von einer Abschleif-Schädigung der Schraubenfeder und einer thermischen Verformung der Federsitze betroffen ist, und der torsionsbegrenzende Mechanismus 15 eine stabile Funktion vorweisen kann, ohne durch Stäube beeinflußt zu werden, die erzeugt werden, wenn der Mechanismus 15 gleitet. Die Anordnung des torsionsbegrenzenden Mechanismus 15 innerhalb des Federmechanismus 12 bewirkt auch ein Reduzieren des Betrages an Schlupf für den gleichen relativen Drehwinkel, was den Betrag an Staub reduziert, der beim Gleiten in dem Mechanismus 15 erzeugt wird. Außerdem reduziert die radial verlaufende Anordnung des torsionsbegrenzenden Mechanismus 15 innerhalb des Federmechanismus 12 den äußeren Durchmesser der konischen Feder 17 und der kleine äußere Durchmesser der konischen Feder 17 zum Andrücken der Auskleidung 16a trägt zu einer Reduzierung der Kosten bei.
Desweiteren kann, da die Seitenplatten 2c und 2d der Antriebsplatte aus Stahl konstruiert sind, die Antriebsplatte 2 dünner gestaltet werden, als eine aus einem Gußteil erzeugte, und als Folge dessen wird die Vorrichtung noch kompakter gestaltet.
Desweiteren kann, da die Seitenplatte 2d der Antriebsplatte 2 mit einem zylindrischen Vorsprung 2d' versehen ist, der das Schwungrad 6 umgibt, das Eindringen von Fremdstoffen durch den Spalt 11 zwischen der Antriebsplatte 2 und dem Schwungrad 6 in den Federmechanismus 12 oder den torsionsbegrenzenden Mechanismus 15 verhindert werden, und als Folge dessen kann die Verschlechterung der torsionsbegrenzenden Charakteristiken aufgrund von Fremdstoffen vermieden werden und die Haltbarkeit der Vorrichtung wird gesteigert.
Außerdem kann, da die Lastauflagerpunkte 23 und 24 an beiden Seiten der Seitenplatte 2c radial versetzt sind, die Zuverlässigkeit der Seitenplatte 2c in Festigkeit und Haltbarkeit trotz ihrer reduzierten Dicke gesteigert werden.

Claims

1. Torsionsschwankungen aufnehmende Vorrichtung mit:

einer an eine Antriebswelle (1) gekoppelten Antriebsplatte (2),

einem koaxial mit der Antriebsplatte (2) angeordneten und über ein Lager (7) drehbar auf der Antriebsplatte (2) gelagerten Schwungrad (6),

einem die Torsionskraftübertragung zwischen der Antriebsplatte (2) und dem Schwungrad (6) über einen torsionsbegrenzenden Mechanismus (15) bewirkenden Federmechanismus (12), wobei

der torsionsbegrenzende Mechanismus mindestens eine mitgenommene Scheibe (16) aufweist, um vorbelastet zu werden, um dadurch den Reibungseingriff an einem Reibungsabschnitt (16a, 16c) davon mit der Antriebsplatte (2) oder dem Schwungrad (6) zu vervollständigen,

und einen zwischen der Antriebsplatte (2) und dem Schwungrad (6) wirkenden Hysteresemechanismus, der bei deren Relativbewegungen Hysterese erbringt, dadurch gekennzeichnet, daß

der Reibungsabschnitt (16a, 16c) der mitgenommenen Scheibe (16) radial innerhalb des Federmechanismus (12) gelegen ist,

und daß der Federmechanismus (12) einem Flächenabschnitt der Antriebsplatte (2) oder des Schwungrades (6) entgegengesetzt ist und der Flächenabschnitt radial außerhalb des Federmechanismus gelegen ist.

2. Torsionsschwankungen aufnehmende Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsplatte (2) ein Paar von Stahlseitenplatten (2c, 2d) und ringförmige äußere und innere Teile (2a, 2b) aufweist, der äußere Teil (2a) zwischen dem Paar von Stahlseitenplatten (2c, 2d) festgeklemmt ist, und die äußeren und inneren Teile (2a, 2b) und das Paar von Stahlseitenplatten (2c, 2d) zu einer Einheit verbunden sind.

3. Torsionsschwankungen aufnehmende Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwungrad (6) einen Schwungradteil (6a) und eine mit dem Schwungradteil (6a) verbundene mitgenommene Platte (6b) enthält, und der Schwungradteil (6a) und die mitgenommene Platte (6b) zusammen in dem torsionsbegrenzenden Mechanismus (15) eingebaut sind.

4. Torsionsschwankungen aufnehmende Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der torsionsbegrenzende Mechanismus (15) radial innere ringförmige Abschnitte (16c) eines Paars von mitgenommenen Scheiben (16) aufweist und die die Vorlast aufbringende Einrichtung eine zwischen den mitgenommenen Scheiben (16) eingesetzte konische Feder (17) aufweist, die die mitgenommenen Scheiben (16) gegen das Schwungradteil (6a) und die mitgenommene Platte (6b) preßt.

5. Torsionsschwankungen aufnehmende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Federmechanismus (12) aufweist:

eine Schraubenfeder (13), die sich in der Umfangsrichtung der Antriebsplatte (2) und des Schwungrades (6) erstreckt; und

Federsitze (14), die an entgegengesetzten Endabschnitten der Schraubenfeder (13) vorgesehen sind, wobei die Federsitze (14) einen verformbaren Abschnitt (14a) enthalten, der eine größere Federkonstante als die der Schraubenfeder (13) hat.

6. Torsionsschwankungen aufnehmende Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Federsitze (14) einem nach außen umgebogenen Rand (2c') einer Öffnung (26) und einem nach außen umgebogener Rand eines in den Seitenplatten (2c, 2d) der Antriebsplatte (2) ausgebildeten Schlitzes (27) gegenüberliegt, während ein anderer der Federsitze (14) einem Vorsprung (16b) gegenüberliegt, der von dem radial inneren ringförmigen Abschnitt (16c) der mitgenommenen Scheibe (16) des torsionsbegrenzenden Mechanismus (15) aus radial nach außen vorsteht, und beim Fehlen von Torsionskraft ein Spalt zwischen mindestens einem der Federsitze (14) und den nach außen umgebogenen Rändern, denen der eine der Federsitze (14) gegenüberliegt, existiert.

7. Torsionsschwankungen aufnehmende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Flächen des Paars von mitgenommenen Scheiben (16), die das Schwungradteil (6a) und die mitgenommene Platte (6b) kontaktieren, mit Auskleidungen (16a) aus abschleifendem Material versehen sind.

8. Torsionsschwankungen aufnehmende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hysteresemechanismus (18) eine Hystereseplatte (19) mit einer Auskleidung (19a) aus abschleifendem Material und einen gebogenen Abschnitt (19b) enthält, der gebogene Abschnitt (19b) in eine Bohrung (22) in einer des Paars von Seitenplatten (2c) der Antriebsplatte (2) eingefügt ist, und eine konische Feder (20) zwischen der Hystereseplatte (19) und der einen Seitenplatte (2c) eingesetzt ist, die die Auskleidung (19a) der Hystereseplatte (19) gegen das Schwungrad (6) preßt.

9. Torsionsschwankungen aufnehmende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Stahlseitenplatten (2d), die näher zu dem Schwungrad (6) gelegen ist, mit einem sich axial erstreckenden ringförmigen Vorsprung (2d') versehen ist, der das Schwungrad (6) umgibt und einen Spalt (11) zwischen der Antriebsplatte (2) und dem Schwungrad (6) abdeckt.

10. Torsionsschwankungen aufnehmende Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der sich axial erstreckende ringförmige Vorsprung (2d') ein umgebogener Abschnitt der einen der Stahlseitenplatten (2d) ist, die dem Schwungrad (6) näher ist.

11. Torsionsschwankungen aufnehmende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Stahlseitenplatten (2c), die an der Antriebswelle (1) seitens der Antriebsplatte (2) gelegen ist, an jeweils jeder Fläche einen Lastauflagerpunkt (23, 24) hat, und die Lastauflagerpunkte (23, 24) in der Radialrichtung des Schwungrades (6) mit Zwischenraum voneinander angeordnet sind.

12. Torsionsschwankungen aufnehmende Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zwei Lastauflagerpunkte (23, 24) an dem radial außerhalb verlaufenden Endabschnitt der Antriebswelle (1) bzw. an dem radial außerhalb verlaufenden Endabschnitt des inneren Teils (2b) der Antriebsplatte (2) befinden, und der Endabschnitt des inneren Teils (2b) der Antriebsplatte (2) radial außerhalb des Endabschnitts der Antriebswelle (1) gelegen ist.