DE3920587B4

DE3920587B4 - Dämpfungsschwungrad für Getriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE3920587B4
Application number: DE3920587A
Authority: DE
Inventors: Jacky Naudin; Jacques Paquin
Original assignee: Valeo SE
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1988-06-30
Filing date: 1989-06-23
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2009-06-24
Also published as: FR2633686B1; US5105681A; DE3920587A1; FR2633686A1

Abstract

Dämpfungsschwungrad für Getriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit zwei koaxialen Teilen (10A, 10B), einem Primärteil und einen Sekundärteil, die drehbeweglich im Verhältnis zueinander angebracht sind, und mit elastischen Mitteln, die am Umfang zwischen zwei ringförmigen Bauteilen (11A, 11B) eingreifen, die jeweils zu diesen Teilen (10A, 10B) gehören, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Grenzen einer bestimmten Winkelverschiebung dasjenige (11A) der ringförmigen Bauteile (11A, 11B), welches zum Primärteil (10A) gehört, im Verhältnis dazu frei drehbar angebracht ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Dämpfungsschwungräder für Getriebe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Derartige Dämpfungsschwungräder sind beispielsweise in den Dokumenten FR-A-2 571 461 und US-A-4 663 983 beschrieben und werden insbesondere für Kraftfahrzeuge eingesetzt. Sie enthalten zwei koaxiale Teile, einen Primär- und einen Sekundärteil, die drehbeweglich aneinander befestigt sind, sowie elastische Mittel, die am Umfang zwischen zwei ringförmigen Bauteilen eingreifen, die jeweils zu diesen koaxialen Teilen gehören.

Zumindest in gewissen Anwendungsfällen ist es von Interesse, dass die Eigenfrequenz dieser Schwungräder möglichst niedrig ist, damit sie möglichst weit von der Leerlaufleistung des oberhalb eingebauten Motors entfernt ist.

Diese Eigenfrequenz richtet sich insbesondere nach der Steifigkeit der mit Spiel versehenen elastischen Mittel.

Sie richtet sich auch nach dem Spiel, das üblicherweise als Totpunktspiel bezeichnet wird und welches üblicherweise in Nullpunktnähe vorgesehen wird.

Da bei der diesem Spiel entsprechenden Winkelverschiebung kein elastisches Mittel zum Einsatz kommt, reduziert sich in der Tat die entsprechende Steifigkeit der Einheit um diesen Wert und somit auch die Eigenfrequenz.

Gemäß den oben erwähnten Dokumenten US-A-4 663 983 und FR-A-2 571 461 wird das Totpunktspiel zwischen dem einen der betreffenden ringförmigen Bauteile, in der Praxis einer Scheibe, die mit Armen versehen ist, welche mit den elastischen Mitteln in Eingriff treten können, einerseits und den genannten elastischen Mitteln andererseits wirksam, wobei die elastischen Mittel zusammen von dem anderen der genannten ringförmigen Bauteile festgehalten und mit einem Anschlag versehen werden, welches aus zwei Scheiben, den sogenannten Führungsscheiben, besteht.

Aus einer solchen Anordnung ergibt sich, dass dieses Totpunktspiel sich zu Lasten des Raums ausdehnt, der für den Einbau der elastischen Mittel zur Verfügung steht, und somit zu Lasten der Umfangslänge derselben.

Es ist auch möglich, die Steifigkeit dieser elastischen Mittel zu verringern, indem man die Länge vergrößert.

Gleichzeitig verringert man jedoch auch das Totpunktspiel.

Es ist daher bis heute noch nicht möglich, auf einen dieser Faktoren in einer Richtung einzuwirken, ohne auf den anderen in entgegengesetzter Richtung einzuwirken.

Aus der DE 37 23 015 A1 ist ferner ein Dämpfungsschwungrad bekannt, das zwei Schwungradelemente aufweist, die mittels einer Federanordnung mit einem Zwischenträger gekoppelt sind. Dabei umfasst die Federanordnung einerseits langhubige Schraubenfedern welche zwischen dem ersten Schwungradelement und dem Zwischenträger wirken, und andererseits kurzhubige Federn, die zwischen dem zweiten Schwungradelement und dem Zwischenträger wirken. Somit ist der Zwischenträger zu keinem der beiden Schwungradelemente frei drehbar angeordnet, so dass hier kein Totpunktspiel auftreten kann, in dem die elastischen Mittel noch nicht wirksam sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein konstruktiv einfaches und preiswert herzustellendes Dämpfungsschwungrad der eingangs genannten Art zu schaffen, das sowohl eine große Länge der elastischen Mittel als auch gleichzeitig ein hinreichend großes Totpunktspiel ermöglicht und das eine niedrige Eigenfrequenz aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Dämpfungsschwungrad nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Lösung ist es, dass das zum Primärteil gehörende ringförmige Bauteil innerhalb der Grenzen einer beschränkten rotatorischen Auslenkung relativ zum Primärteil frei drehbar angeordnet ist. Erst nach einer erfolgten freien Verdrehung über diesen frei drehbaren Bereich setzt die Wirkung der elastischen Mittel ein.

Der Hauptvorteil liegt dabei darin, dass das Totpunktspiel bzw. der frei drehbare Bereich eine erhebliche Länge aufweisen kann, ohne dass hierdurch die Länge der elastischen Mittel reduziert werden muss. Es kann somit gleichzeitig ein großes Totpunktspiel und eine große Länge der elastischen Mittel verwirklicht werden.

Zwischen dem genannten ringförmigen Bauteil und einem anderen Bauteil des Primärteils tritt somit das Totpunktspiel in Funktion, und da dieses Totpunktspiel von den elastischen Mitteln getrennt ist, besteht die Möglichkeit, diese mit der vollen gewünschten Umfangslänge zu versehen, ohne dass dies zu Lasten der eigenen Entwicklung ginge.

Auf diese erfindungsgemäße und konstruktiv einfache Weise wird ein Dämpfungsschwungrad geschaffen, das die gewünschte möglichst niedrige Eigenfrequenz aufweist, ohne dass hierfür die bisher erforderlichen Nachteile bzw. der bisher unumgängliche Widerspruch in Kauf genommen werden müssen.

Die Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen im übrigen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, die unter Bezugnahme auf die als Beispiel beigefügten Schemazeichnungen gegeben wird, die folgendes darstellen:
1 ist, mit lokalen Ausbrüchen versehen, eine Teilansicht, ein Teil davon als Draufsicht und ein anderer Teil als Schnittansicht eines Dämpfungsschwungrades gemäß der Erfin dung, im wesentlichen entlang der Linie I-I aus 2;
2 ist eine axiale Schnittansicht dieses Dämpfungsschwungrades entlang der punktierten Linie II-II aus 1;
3, 4 geben jeweils in vergrößertem Maßstab die Einzelheiten aus 2 wieder, die in dieser 2 durch die Einrahmungen III, IV bezeichnet sind;
5 ist ein Diagramm, welches die Funktionsweise des Dämpfungsschwungrades gemäß der Erfindung veranschaulicht.
Wie in diesen Figuren dargestellt, besitzt das Dämpfungsschwungrad gemäß der Erfindung zwei koaxiale Teile 10A, 10B, einen Primär- und einen Sekundärteil, die jeweils drehbeweglich zueinander angebracht sind, wobei am Umfang zwischen zwei ringförmigen Bauteilen 11A, 11B, die jeweils zu diesen gehören, elastische Mittel eingreifen, die hier aus Federn 12 bestehen, welche, hier in einer auf drei begrenzten Anzahl, entlang des gleichen Umfangs der Einheit rundherum verlängert und gleichmäßig entlang dieses Kreisumfangs verteilt sind.
Der Primärteil 10A besitzt eine Nabe 13A, an der durch Schrauben 14 eine Platte 15 angebracht ist.
Diese Platte 15 weist an der Peripherie einen axialen Rücksprung 16 auf, an dessen Ende mittels der Schrauben 17 eine Gegenplatte 18 angebracht ist.
Diese Gegenplatte 18, die sich in Richtung der Achse der Einheit erstreckt, verfügt nur über eine begrenzte radiale Ausdehnung.
Sie begrenzt ringförmig mit der Platte 15 einen Käfig 20.
In diesen Käfig 20 hinein erstrecken sich die Federn 12. Alle diese Bauteile gehören zum Teil 10A.
Der Sekundärteil 10B besitzt ebenfalls eine Nabe 13B.
Von der Nabe 13A durch ein Lager 21 getrennt, greift diese Nabe 13B axial unter der Gegenplatte 18 ein und begrenzt somit den Käfig 20 auf der Achsenseite der Einheit.
An der Nabe 13B ist mittels der Schrauben 22 auf der dem Primärteil 10A gegenüberliegenden Seite eine Platte 23 angebracht, die geeignet ist, als Schwungrad (plateau de réaction) für die Kupplung, die hier nicht dargestellt ist, des betreffenden Getriebes zu dienen.
Hier ist außerdem zwischen dem Primärteil 10A und dem Sekundärteil 10B eine Flüssigkeitsdämpfungsvorrichtung 25 vorgesehen.
Diese besitzt Zähne 26, die radial von der Nabe 13A ausgehen und in eine Kammer 27 hineinreichen, die zwischen der Nabe 13A, der Nabe 13B und einer Gegenplatte 28 gebildet wird, welche mittels Schrauben 29 daran auf der Seite der Platte 15 angebracht ist, und womit sich in dieser Kammer 27 fest mit der Nabe 13B verbundene Vorsprünge abwechseln, die hier ganz einfach aus Stiften 30 bestehen, die über ein Endstück in die Bohrungen dieser Nabe 13B hineingedrückt werden.
Da die Kammer 27 eine Dämpfungsflüssigkeit enthält, sind zwischen der Nabe 13B und der Nabe 13A sowie zwischen der Gegenplatte 28 und der einen und der anderen der Naben 13A und 13B Dichtungsringe vorgesehen.
Für den Käfig 20, der Fett enthält, sind ebenfalls Dichtungsringe zwischen der Platte 15 und der Nabe 13A, zwischen der Gegenplatte 18 und dem axialen Rücksprung 16 sowie zwischen dieser Gegenplatte 18 und der Nabe 13B vorgesehen.
Gemäß der Erfindung ist dasjenige, 11A, der ringförmigen Bauteile 11A, 11B, welches zum Primärteil 10A gehört, frei drehbar im Verhältnis dazu angebracht.
Wie die Federn 12, erstrecken sich die ringförmigen Bauteile 11A, 11B in den Käfig 20.
Für den Sekundärteil 10B besteht das ringförmige Bauteil 11B aus einer Scheibe, deren Innenperipherie hier aus einem Stück mit der Nabe 13B besteht.
An der Außenperipherie besitzt diese Scheibe einerseits radiale Arme 33A, in diesem Falle drei Stück, die rundherum verteilt sind und sich, wie die Federn 12, radial zwischen diesen Federn 12 und mit diesen abwechselnd erstrecken, und andererseits halbmondförmige Aussparungen 34, die sich mit diesen radialen Armen 33A abwechseln.
Für den Primärteil 10A besteht das frei drehbare ringförmige Bauteil 11A aus zwei Scheiben 35, die jeweils auf beiden Seiten der Scheibe 11B angeordnet sind.
Wie diese Scheibe weisen diese Scheiben 35 in Übereinstimmung mit den Armen 33A zwischen den Federn 12 Arme 33B auf.
Jede Feder 12 liegt somit zwischen radialen Armen 33A, 33B, die für die Ruhestellung der Einheit, wie sie in 1 dargestellt ist, axial fluchten, und zwischen jedem der Enden und diesen Armen 33A, 33B ist eine Verteilungs- und Zentrierstufe 37 eingefügt, die formschlüssig an diesen Armen 33A, 33B verkeilt ist.
In Anbetracht der Umfangslänge der Federn 12 brauchen hier die so verwendeten Stufen 37 nicht schwenkbar zu sein, da diese Federn 12 in Ruhestellung die gleiche Konfiguration aufweisen wie beim Betrieb unter Einwirkung der Zentrifugalkräfte.
Die Scheiben 35 erstrecken sich radial zwischen der axialen Wand, die vom Rücksprung 16 und von der Nabe 13B gebildet wird.
Sie sind an verschiedenen Stellen drehfest miteinander über die Zwischenstücke 39 verbunden, die sich in axialer Richtung mittels Aussparungen erstrecken, welche die halbmondförmigen Aussparungen 34 der Scheibe 11B mit jeweils zwei Stück je halbmondförmiger Aussparung 34 bilden.
Für das Zusammenwirken mit den Flanken der entsprechenden halbmondförmigen Aussparung 34 am Anschlag ist wenigstens eines dieser Zwischenstücke 39 und sind in der Praxis alle diese Zwischenstücke von einem Belag aus elastischem Material 40 umgeben, der hier, für diese Zwischenstücke 39 gemeinsam, die Form eines am Umfang verlängerten Plättchens hat.
Die Scheiben 35 unterliegen einer Winkelverschiebung im Käfig 20 und wenigstens eine dieser Scheiben, im vorliegenden Falle jede dieser Scheiben, weist in axialer Richtung einen Vorsprung 41 auf, der geeignet ist, am Kreisumfang mit einem Anschlag 42 in Eingriff zu treten, der fest mit der entsprechenden Querwandung dieses Käfigs 20 verbunden ist, der von der Platte 15 oder der Gegenplatte 18 gebildet wird.
Hier besteht dieser Vorsprung 41 aus einem Plättchen, welches mittels einer Verlängerung am Umfang an der betreffenden Scheibe 35 angebracht ist, und zwar über wenigstens eines und im vorliegenden Falle über zwei der Zwischenstücke 39, wodurch diese Scheibe 35 drehfest mit der jeweils anderen verbunden wird, und somit gibt es an verschiedenen Stellen drei vorspringende Plättchen an jeder der Scheiben 35, die einander entsprechen, und jedes dieser Plättchen hat die gleiche Umfangslänge wie der entsprechende Belag aus elastischem Material 40.
Gleichzeitig weist die Platte 15 vorspringend zwei Anschläge 42 auf, die jeweils beiderseits jedes der Vorsprünge 41 der entsprechenden Scheibe 35 angeordnet sind, und das gleiche für die Gegenplatte 18.
Hier bestehen diese Anschläge 42 aus den Enden von Umfangsrippen, die aus einem Stück mit der Platte 15 und der Gegenplatte 18 bestehen.
Sie könnten jedoch ebensogut aus Plättchen bestehen, die daran befestigt sind.
Die Vorsprünge 41 und die Anschläge 42 erstrecken sich längs eines Umfangs, der im Innern des Umfangs angeordnet ist, an dem entlang sich die Federn 12 erstrecken.
Natürlich gilt das gleiche für die Zwischenstücke 39 und die Beläge aus elastischem Material 40.
Für die Ruhestellung der Einheit und zur Bildung des angestrebten Totpunktspiels weist das ringförmige Bauteil 11A am Kreisumfang einen Abstand zu dem einen und dem anderen Anschlag 42 auf.
D1 sei hier, im Winkel gemessen, der Umfangsabstand, wodurch die Vorsprünge 41 von den Anschlägen 42 getrennt sind.
Hier ist der Abstand in beiden Umfangsrichtungen der gleiche.
Für die Ruhestellung der Einheit und bei Messung unter denselben Bedingungen trennt ebenso ein Umfangsabstand D2, der wesentlich größer ist als D1, in beiden Richtungen die Flanken der halbmondförmigen Aussparungen 34 von den Belägen aus elastischem Material 40, und ein gleicher Umfangsabstand D3, der ein wenig größer ist als der vorgenannte, trennt in beiden Richtungen die Zähne 26 von den Stiften 30.
Im Betrieb und für eine Zugfunktion der Einheit liegt zunächst, abgesehen von der Flüssigkeitsdämpfung, eine freie Drehung des Primärteils 10A im Verhältnis zum Sekundärteil 10B vor, wie sie schematisch durch die Gerade I im Diagramm aus 5 dargestellt ist, worin auf der Abszisse die Winkelverschiebung D zwischen diesen Teilen 10A, 10B und auf den Ordinaten das Moment C aufgetragen ist, welches von dem einen zum andern übergeht.
Diese erste Funktionsphase, bei der sich die Scheiben 35 im Verhältnis zur Platte 15 und zur Gegenplatte 18 frei drehen und wobei die repräsentative Gerade I zur Abszissenlinie gehört, setzt sich fort, bis der Umfangsabstand D1 absorbiert ist und diese Scheiben 35 mit den Vorsprüngen 41 an den entsprechenden Anschlägen 42 dieser Platte 15 und dieser Gegenplatte 18 anschlagen.
Die Federn 12, die bis zu diesem Zeitpunkt ohne Wirkung waren, weil sie zwischen den Armen 33B eingekeilt waren, treten damit in Funktion und werden alle parallel zueinander wirksam, und zwar zwischen den Armen 33A des Primärteils 10A und den Armen 33B des Sekundärteils 10B, und die entsprechende repräsentative Funktionskurve ist eine Gerade II mit einer Steigung, die proportional zur Steifigkeit verläuft.
Diese zweite Funktionsphase setzt sich fort, bis die Umfangsabstände D2, D3 ihrerseits absorbiert sind und es in der Reihenfolge D2, D3 zu einer positiven Mitnahme des Sekundärteils 10B durch den Primärteil 10A kommt.
Bei Rücklauf verläuft der Prozeß umgekehrt.
Wenn gewünscht, können, wie in 1 durch unterbrochene Striche schematisch dargestellt, für den Eingriff zwischen den Vorsprüngen 41 und den Anschlägen 42 Puffer aus einem elastischen Material 50 vorgesehen sein, die beispielsweise auf diesen Vorsprüngen 41 und/oder diesen Anschlägen 42 aufliegen.
Natürlich spielt es keine Rolle, ob das frei drehbare ringförmige Bauteil aus einer einzigen Scheibe oder aus zwei Scheiben besteht, und es spielt auch keine Rolle, ob das andere ringförmige Bauteil an der Innenperipherie oder der Außenperipherie fest mit dem Teil verbunden, ist, zu dem es gehört; im übrigen kann es auch mit Spiel darin eingreifen, wobei das Totpunktspiel dann gleichzeitig am Primärteil und am Sekundärteil vorgesehen ist.
Anstelle der Flüssigkeitsdämpfungsvorrichtung oder in Verbindung mit dieser kann im übrigen ein Drehmomentbegrenzer vorgesehen sein.

Claims

Dämpfungsschwungrad für Getriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit zwei koaxialen Teilen (10A, 10B), einem Primärteil und einen Sekundärteil, die drehbeweglich im Verhältnis zueinander angebracht sind, und mit elastischen Mitteln, die am Umfang zwischen zwei ringförmigen Bauteilen (11A, 11B) eingreifen, die jeweils zu diesen Teilen (10A, 10B) gehören, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Grenzen einer bestimmten Winkelverschiebung dasjenige (11A) der ringförmigen Bauteile (11A, 11B), welches zum Primärteil (10A) gehört, im Verhältnis dazu frei drehbar angebracht ist.
Dämpfungsschwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das frei drehbare ringförmige Bauteil (11A) aus zwei Scheiben (35) besteht, die jeweils beiderseits des anderen ringförmigen Bauteils (11B) angeordnet sind.
Dämpfungsschwungrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Scheiben (35) an verschiedenen Stellen drehfest miteinander durch Zwischenstücke (39) verbunden sind, die sich durch Aussparungen (34) im anderen ringförmigen Bauteil (11B) axial erstrecken, und daß wenigstens eines der genannten Zwischenstücke (39) von einem Belag aus elastischem Material (40) umgeben ist.
Dämpfungsschwungrad nach einem der Ansprüche 2, 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Scheiben (35) sich winklig in einem Käfig (20) verschieben, der zu dem betreffenden Teil (10A) gehört, und daß wenigstens eine dieser Scheiben einen axialen Vorsprung (41) aufweist, der geeignet ist, am Umfang mit einem Anschlag (42) in Eingriff zu treten, der fest mit der entsprechenden Querwand im genannten Käfig (20) verbunden ist.
Dämpfungsschwungrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel aus rundherum verteilten Federn (12) bestehen und sich der genannte Vorsprung (41) und der genannte Anschlag (42) entlang einem Umfang erstrecken, der im Innern liegt und an dem entlang die genannten Federn (12) verlaufen.
Dämpfungsschwungrad nach einem der Ansprüche 4, 5, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Vorsprung (41) aus einem Plättchen besteht, welches an der betreffenden Scheibe (35) befestigt ist.
Dämpfungsschwungrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Scheiben (35) an verschiedenen Stellen drehfest miteinander durch Zwischenstücke (39) verbunden sind, wobei das genannte Plättchen an der betreffenden Scheibe (35) über wenigstens eines der genannten Zwischenstücke (39) befestigt ist.
Dämpfungsschwungrad nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das frei drehbare ringförmige Bauteil (11A) für die Ruhekonfiguration der Einheit am Umfang einen Abstand von dem einen und dem anderen Anschlag (42) aufweist.
Dämpfungsschwungrad nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Scheiben (35) sich radial zwischen einer axialen Wand (16), die zu einem der Teile (10A, 10B) gehört, und einer Nabe (13B), die zu dem jeweils anderen Teil gehört, erstrecken.
Dämpfungsschwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel aus Federn (12) bestehen, die rundherum abwechselnd mit radialen Armen (33A, 33B), die zu den betreffenden ringförmigen Bauteilen (11A, 11B) gehören, verteilt sind und die parallel eingreifen, wobei die Anzahl der genannten Federn (12) auf drei begrenzt ist.
Dämpfungsschwungrad nach Anspruch 4, insbesondere in Kombination mit einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass für den Eingriff zwischen den Vorsprüngen (41) und den Anschlägen (42) Puffer (50) aus einem elastischen Material vorgesehen sind, die an den Vorsprüngen (41) und/oder an den Anschlägen (42) angebracht sind.
Dämpfungsschwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich auch dasjenige (11B) der ringförmigen Bauteile (11A, 11B), welches zum Sekundärteil (10B) gehört, im Verhältnis dazu frei drehbar angebracht ist, wobei gleichzeitig am Primärteil (10A) und am Sekundärteil (10B) ein Totpunktspiel vorgesehen ist.