DE3990204C2 - Dämpfungsscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dämpfungsscheibe nach dem Oberbegriff des beigefüg­ ten Anspruchs 1. Eine solche Dämpfungsscheibe ist aus der US 25 74 573 be­ kannt, auf die weiter unten näher eingegangen wird. Auch die DE 35 00 177 A1 betrifft eine ähnliche Dämpfungsscheibe.

Es ist bei Dämpfungsscheiben dieser Art generell erforderlich, die Torsionssteifig­ keit zu unterdrücken, gleichzeitig aber ein benötigtes Drehmoment beizubehalten und einen Torsionswinkelbereich der zweiten Stufe zu vergrößern, um Dröhnge­ räusche während des Betriebs bei niedriger Geschwindigkeit auf ein Minimum zu reduzieren.

Andererseits müssen eine extrem geringe Steifigkeit und ein extrem kleines Hyste­ resedrehmoment sichergestellt werden, um die Geräusche im Leerlauf zu minimie­ ren.

Bei einer herkömmlichen Dämpfungsscheibe ist es aber praktisch unmöglich, so­ wohl die Geräusche im Leerlauf als auch die Dröhngeräusche bei niedrigen Ge­ schwindigkeiten effektiv zu minimieren, weil nämlich der in der Dämpfungsein­ richtung verfügbare Raum zu klein ist, um Torsionsfedern der ersten und zweiten Stufe unterbringen zu können.

Die GB 21 75 370 A befaßt sich mit einer Dämpfungsscheibe, die in zwei Stufen, eine Vordämpfungsstufe und ein Hauptdämpfungsstufe, aufgeteilt ist. Die Vor­ dämpfungsstufe weist ein Teil aus Kunststoff zum Zusammenwirken mit Torsions­ federn einer ersten Stufe auf.

Die EP 0 216 451 A2 lehrt, zur Schaffung eines Hysteresedrehmoments zwischen einer ausgangsseitigen Platte und Seitenplatten Reibelemente aus Kunststoff vor­ zusehen. Auch bei dieser bekannten Dämpfungsscheibe ist stets nur eine Feder pro Öffnung vorgesehen. Demgemäß sind die Torsionswinkel der beiden letztge­ nannten bekannten Dämpfungsscheiben stark begrenzt, was spürbares Dröhnen bei niedrigen Betriebsgeschwindigkeiten zur Folge hat.

Auch die DE 33 13 850 A1 betrifft eine zweistufige Dämpfungsscheibe mit Reib­ elementen, bei der aber pro Öffnung in der ausgangsseitigen Platte ebenfalls nur eine Feder vorgesehen ist.

Die US 46 13 029 und die JP 59-147 925 U betreffen eine ein- bzw. zweistufige Dämpfungsscheibe mit einem Stoppermechanismus mit ebenfalls nur einer Feder pro Öffnung.

Die oben erwähnte DE 35 00 177 A1 offenbart eine Dämpfungsscheibe, bei der zur torsionsschwingungsgedämpften Übertragung eines Drehmoments von einem Paar eingangsseitiger Seitenplatten zu einer dazwischen angeordneten ausgangsseiti­ gen Platte wenigstens zwei Torsionsfedern in Reihe in Öffnungen in der ausgangs­ seitigen Platte angeordnet sind. Zwischen den Federn ist als ein in Umfangsrich­ tung beweglicher Körper eine Federsitzeinheit angeordnet. Dabei haben aber die Federsitzeinheiten in diesen Öffnungen keinerlei Verbindung zueinander. Bei einer Belastung auf die Federn durch Übertragung eines Drehmoments und durch Flieh­ kräfte werden die Federsitze somit radial nach außen gedrängt. Die Federsitze drücken dabei mit unterschiedlichen Lasten auf die radial inneren Seitenkanten der Öffnungen. Reibverschleiß und ein ansteigendes, von verschiedenen Faktoren un­ erwünscht abhängiges instabiles Hysteresedrehmoment sind die Folgen.

Bei einer weiteren, aus der DE 28 55 399 C2 bekannten Dämpfungsscheibe und bei der Dämpfungsscheibe nach der oben erwähnten US 25 74 573, die den Ober­ begriff des beigefügten Anspruchs 1 bildet, sind jeweils zwischen in Reihe angeordneten Torsionsfedern vorgesehene bewegliche Körper durch ringförmige Verbindungselemente untereinander verbunden, so daß sich Radialkräfte nicht nachteilig auswirken. Die beweglichen Körper sind aber einstückig mit den Verbin­ dungselementen ausgeführt und damit starr mit ihnen verbunden. Dabei können bei diesen bekannten Dämpfungsscheiben ungleiche Belastungen zwischen den in Reihe angeordneten Federn auftreten, was nachteilig in Bezug auf die gewünschte gleichmäßige und geräuscharme sowie stabile Verdrehbewegung der Dämpfungs­ scheiben sowie in Bezug auf die Verschleißfestigkeit der Dämpfungsscheiben ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Dämpfungsscheibe der im Oberbegriff des beigefügten Anspruchs 1 derart zu verbessern, daß Nachteile durch ungleiche Belastungen der Torsionsfedern vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Dämpfungsscheibe mit den Merkmalen des beige­ fügten Anspruchs 1 gelöst.

Die beweglichen Körper sind an den ringförmigen Verbindungselementen über ei­ nen Zapfen oder Bolzen schwenkbar angelenkt. Dadurch ist der bewegliche Körper in der Lage, sich abhängig von einem Ungleichgewicht zu drehen, um dieses zu korrigieren, selbst wenn ein Ungleichgewicht zwischen den in Reihe angeordneten Torsionsfedern auftreten sollte. Somit wird die Kompressionsbewegung der Tor­ sionsfedern stabil, und eine gleichmäßigere Verdrehung ist erzielbar.

Vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Durch vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ist es möglich, die Leerlaufgeräu­ sche zu minimieren und gleichzeitig eine geringe Steifigkeit und ein niedriges Hy­ steresedrehmoment sicherzustellen, indem man eine ausgangsseitige Platte zum Zeitpunkt des Leerlaufs trennt, und zwar sowohl in die Innenseite als auch die Außenseite, und die Dröhngeräusche bei niedriger Geschwindigkeit auf ein Minimum zu reduzieren und gleichzeitig einen breiten Torsionswinkelbereich beizubehalten, indem man zum Zeitpunkt des Betriebs bei niedriger Geschwindigkeit Torsionsfedern in Reihe anordnet, und zwar über bewegliche Körper.

Bei weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ist es weiterhin möglich, die Reibung zwischen den beweglichen Körpern und einer rechteckförmigen Öff­ nung soweit wie möglich zu minimieren, für den Fall, daß die Torsionsfedern über die beweglichen Körper in Reihe angeordnet werden.

Gemäß noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ist es möglich, die Herstellung der Dämpfungsscheibe zu vereinfachen, indem man die ausgangs­ seitige Platte aufteilt in einen Nabenflansch und in eine Zwischenplatte, die sich an dessen Außenseite befindet und die aus zwei Plattenteilen zusammengesetzt ist.

Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die ausgangs­ seitige Platte aufgeteilt in einen mit einer Nabe (Keilnabe) einstückigen Flansch und in Zwischenplatten, die sich an dessen äußerer Umfangsseite befinden und zwischen dem Paar eingangsseitiger Seitenplatten angeordnet sind. Die Seiten­ platten werden über Reibelemente der zweiten Stufe mit den Zwischenplatten in Kontakt gebracht. Die Zwischenplatten wiederum werden über einen kleinen Rei­ bungskoeffizienten aufweisende Reibelemente der ersten Stufe mit dem Flansch der ausgangsseitigen Nabe in Kontakt gebracht. Eine über eine geringe Federkon­ stante verfügende Torsionsfeder der ersten Stufe ist in einer rechteckförmigen Öff­ nung des Flansches und in entsprechenden ersten rechteckförmigen Öffnungen der Zwischenplatten angeordnet. Der Flansch ist über die Torsionsfeder der ersten Stufe derart mit den Zwischenplatten verbunden, daß dazwischen ein Drehmoment übertragbar ist. Über eine hohe Federkonstante verfügende Torsionsfedern der zweiten Stufe sind in zweiten rechteckförmigen Öffnungen der Zwischenplatten und in entsprechenden rechteckförmigen Öffnungen der Seitenplatten so vorgesehen, daß wenigstens zwei Federn in Reihe in einer Öffnung angeordnet sind. Ein in Umfangsrichtung beweglicher Körper befindet sich zwischen den zwei in Reihe angeordneten Torsionsfedern der zweiten Stufe, und die Zwischenplatten sind über diese Torsionsfedern derart mit den Seitenplatten verbunden, daß dazwischen ein Drehmoment übertragen werden kann.

Zum Zeitpunkt des Leerlaufs sind Nabe und Zwischenplatten relativ zueinander verdreht und drücken die einen geringen Federkoeffizienten aufweisende Tor­ sionsfeder der ersten Stufe zusammen, und es wird durch die Reibelemente der ersten Stufe ein niedriges Hysteresedrehmoment erzeugt. Dadurch läßt sich das Leerlaufgeräusch minimieren.

Zum Zeitpunkt des Betriebs bei niedriger Geschwindigkeit werden die Torsionsfe­ dern der zweiten Stufe zusammengedrückt, und gleichzeitig wird durch die Reib­ elemente der zweiten Stufe ein hohes Hysteresedrehmoment erzeugt. Die Tor­ sionsfedern der zweiten Stufe sind über bewegliche Körper in Reihe angeordnet, so daß sich also durch eine verhältnismäßig geringe Torsionssteifigkeit ein weiter Torsionswinkel sicherstellen läßt und dadurch die Dröhngeräusche während des Betriebs bei niedriger Geschwindigkeit auf ein Minimum reduziert werden können.

Bevorzugt sind rechteckförmige Öffnungen für die Aufnahme von Torsionsfedern jeweils in einem Paar eingangsseitiger Seitenplatten und in einer zwischen diesen angeordneten ausgangsseitigen Platte ausgebildet. In einer rechteckförmigen Öff­ nung sind wenigstens zwei Torsionsfedern in Reihe angeordnet. Die Seitenplatten und die ausgangsseitige Platte sind durch die Torsionsfedern so miteinander ver­ bunden, daß dazwischen ein Drehmoment übertragen werden kann. Ein in Um­ fangsrichtung beweglicher Körper befindet sich zwischen den zwei in einer recht­ eckförmigen Öffnung in Reihe angeordneten Torsionsfedern, und der vorgenannte bewegliche Körper ist aus einem leichten Werkstoff auf Kunststoffbasis hergestellt, der einen niedrigen Reibungskoeffizienten besitzt.

Die beiden in Reihe verbundenen Torsionsfedern werden zusammengedrückt, und der zwischen den Torsionsfedern befindliche bewegliche Körper wird gleichzeitig in Umfangsrichtung bewegt. Jedoch ist nach einer weiterhin bevorzugten Ausgestal­ tung der Erfindung ein Reibverschleiß selbst dann kaum möglich, wenn der beweg­ liche Körper die Seitenkante an der radial äußeren Peripherie der rechteckförmigen Öffnung berührt, weil der bewegliche Körper nämlich aus Harz hergestellt ist, das einen niedrigen Reibungskoeffizienten besitzt. Seine Zentrifugalkraft bei der Dre­ hung ist wegen seines leichten Gewichts gering, so daß also das instabile Hystere­ sedrehmoment durch die Bewegung des beweglichen Körpers nicht übermäßig ansteigt.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung zeigt ein radial äußeres Umfangsende der ausgangsseitigen Platte eine Ringform derart, daß die radialen Außenkanten der rechteckförmigen Öffnungen verschlossen werden. Der jeweilige in Umfangs­ richtung bewegliche Körper befindet sich zwischen den beiden in jeder rechteck­ förmigen Öffnung in Reihe angeordneten Torsionsfedern, und die Seitenflächen der beweglichen Körper sind mittels ringförmiger Verbindungskörper einstückig ver­ bunden.

Wenn sich die beweglichen Körper bewegen, so reiben sie im Zuge ihrer durch Zentrifugalkraft radial nach außen erfolgenden Schubbeaufschlagung deshalb nicht an den Umfangskanten der rechteckförmigen Öffnungen, weil sie durch die ring­ förmigen Verbindungskörper miteinander verbunden sind. Es kommt daher zu kei­ nem Reibverschleiß zwischen den beweglichen Körpern und den Umfangskanten der rechteckförmigen Öffnungen, und das instabile Drehmoment steigt durch die Bewegung des beweglichen Körpers nicht übermäßig an.

Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung sind Führungsplatten an beiden axialen Seitenflächen jedes beweglichen Körpers befestigt, und der ringförmige Verbindungskörper ist für die Verbindung der Führungsplatten einstückig an einem inneren Umfangsende jeder Führungsplatte ausgebildet.

Im Zuge der Bewegung der beweglichen Körper kommt es dabei zu keinem Reibverschleiß zwischen den beweglichen Körpern und den Umfangskanten der rechteckförmigen Öffnungen, und auch ein instabiles Hysteresedrehmoment steigt durch die Bewegung der beweglichen Körper nicht übermäßig an.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, bei der die aus­ gangsseitige Platte unterteilt bzw. aufgeteilt in den mit der Nabe (Keilnabe) ein­ stückigen Flansch und in die Zwischenplatten, die sich zwischen eingangsseitigen Seitenplatten befinden, ist die ausgangsseitige Nabe an den inneren Umfangssei­ ten der Zwischenplatten angeordnet. Der Nabenflansch und ringförmige Zwischen­ körper sind über die Torsionsfedern der ersten Stufe, die eine geringe Federkon­ stante besitzen, so miteinander verbunden, daß dazwischen ein Drehmoment übertragen werden kann. Die Zwischenplatten und Seitenplatten sind über die Tor­ sionsfedern der zweiten Stufe, die über eine hohe Federkonstante verfügen, derart miteinander verbunden, daß zwischen ihnen ein Drehmoment übertragbar ist. Die Zwischenplatten bestehen aus einem Paar rechter und linker dicker Zwischenplat­ tenteile, die aneinandergefügt und miteinander vernietet sind. Rechteckförmige Öffnungen für die Anordnung der Torsionsfedern der zweiten Stufe sind in äußeren Teilen der Zwischenplatten ausgebildet. Erweiterte Bereiche für die Aufnahme der Torsionsfeder der ersten Stufe sind an inneren Umfangsenden der Zwischenplatten ausgebildet. Ein aus konkav und konvex geformten Abschnitten bestehender Stop­ permechanismus für die direkte Kupplung des Drehmoments ist zwischen dem Hauptteil und dem Nabenflansch ausgebildet, und Reibelemente sind jeweils zwi­ schen den erweiterten Bereichen und den Seitenplatten und zwischen den erwei­ terten Bereichen und dem Nabenflansch vorgesehen.

Weitere Merkmale und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen im Zusam­ menhang mit den Zeichnungen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine zum Teil fragmentarische Seitenansicht einer Dämpfungs­ scheibe gemäß den Ansprüchen 1, 2 und 6 der Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht nach der Linie II-II von Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht nach der Linie III-III von Fig. 1;

Fig. 4 eine vergrößerte Seitenansicht eines beweglichen Körpers;

Fig. 5 eine Schnittansicht nach der Linie V-V von Fig. 4;

Fig. 6 ein Diagramm über die Torsionscharakteristiken;

Fig. 7 eine zum Teil fragmentarische Seitenansicht einer Dämpfungs­ scheibe in einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 8 eine Schnittansicht nach der Linie VIII-VIII von Fig. 7;

Fig. 9 eine Schnittansicht nach der Linie IX-IX von Fig. 7;

Fig. 10 eine zum Teil fragmentarische Seitenansicht einer Dämpfungs­ scheibe in noch einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 11 eine Schnittansicht nach der Linie XI-XI von Fig. 10;

Fig. 12 eine zum Teil fragmentarische Seitenansicht einer weiteren Dämp­ fungsscheibe;

Fig. 13 eine Schnittansicht nach der Linie XIII-XIII von Fig. 12;

Fig. 14 eine Schnittansicht nach der Linie XIV-XIV von Fig. 12; und

Fig. 15 eine Schnittansicht noch einer weiteren Ausführungsform einer Dämpfungsscheibe.

Ausführungsform 1

Bei der in Fig. 3 gezeigten Dämpfungsscheibe nach einer ersten zu Erläuterungs­ zwecken wiedergegebenen, vom Anspruch 1 nicht umfaßten Ausführungsform ist ein Paar eingangsseitiger Seitenplatten 1 derart angeordnet, daß in axialer Rich­ tung zwischen den Seitenplatten 1 ein vorgegebener Abstand vorhanden ist und die äußeren Umfangsenden der Seitenplatten 1 mit Hilfe von Nieten 2 aneinander befestigt sind. Eine Pufferplatte 4 ist ebenfalls mittels der Niete 2 an einem äußeren Umfangsende der Seitenplatten befestigt, und Eingangsbeläge 3 sind an beiden Seiten der Pufferplatte 4 festgelegt. Die Eingangsbeläge 3 sind zum Beispiel zwi­ schen einem Schwungrad und einer Andrückplatte gehalten, und es wird ein Drehmoment auf sie übertragen.

Ausgangsseitige Platten 6 und 11 sind zwischen den beiden Seitenplatten 1 ange­ ordnet und aufgeteilt in einen mit einer ausgangsseitigen Nabe 10 einstückigen Flansch 11 und in Zwischenplatten 6, die sich an einer äußeren Umfangsseite be­ finden. Die ringförmigen Zwischenplatten 6 sind gebildet aus einem Paar dicker Blechteile, die zusammengefügt und mit Hilfe von Nieten 7 zu einer Einheit verbun­ den werden. Erweiterte Bereiche oder Teile 6a, die sich in axialer Richtung öffnen, sind an mehreren Stellen der inneren Umfangsenden der Zwischenplatten 6 aus­ gebildet. Der Flansch 11 der ausgangsseitigen Nabe 10 ist in diesen erweiterten Bereichen 6a angeordnet, und die ausgangsseitige Nabe 10 ist zum Beispiel auf eine Ausgangswelle aufgekeilt.

Reibelemente 13 der zweiten Stufe, die über einen großen Reibungskoeffizienten verfügen, sind zwischen inneren Umfangsseiten der Zwischenplatten 6 und inneren Umfangsseiten der Seitenplatten 1 vorgesehen, während sich Reibelemente 12 der ersten Stufe, die über einen niedrigen Reibungskoeffizienten verfügen, zwischen inneren Umfangsseiten der Zwischenplatten 6 und dem Flansch 11 befinden.

Rechteckförmige Öffnungen 16 für Federn der ersten Stufe sind in dem Flansch 11 ausgebildet, und in entsprechender Weise sind Öffnungen 17 in den erweiterten Bereichen 6a der Zwischenplatten 6 vorgesehen. Über eine geringe Federkon­ stante verfügende Torsionsfedern 21 der ersten Stufe sind in Umfangsrichtung in zusammengedrücktem Zustand in die Öffnungen 16 und 17 eingesetzt. Und zwar befindet sich die Torsionsfeder 21 der ersten Stufe mit ihren beiden Enden über Federsitze 22 in Kontakt mit den Umfangskanten der rechteckförmigen Öffnung 16 des Flansches 11, wobei sich die Federsitze 22 wiederum nach beiden axialen Seiten erstrecken und mit den Umfangskanten der ersten rechteckförmigen Öff­ nungen 17 der Zwischenplatte 6 in Kontakt stehen.

Wie Fig. 2 zeigt, sind zweite rechteckförmige Öffnungen 18 in den äußeren Um­ fangsbereichen der Zwischenplatten 6 ausgebildet, während in entsprechender Weise rechteckförmige Öffnungen 19 in den Seitenplatten 1 vorgesehen und in beide Öffnungen 18 und 19 Torsionsfedern 23 der zweiten Stufe im zusammenge­ drückten Zustand in Umfangsrichtung eingesetzt sind.

In Fig. 1 sind die zweiten rechteckförmigen Öffnungen 18 in Umfangsrichtung an drei Stellen ausgebildet und weisen zueinander gleiche Abstände auf. Zwei Tor­ sionsfedern 23 der zweiten Stufe sind in Umfangsrichtung in Reihe in einer recht­ eckförmigen Öffnung 18 angeordnet, und ein beweglicher Körper 25 ist zwischen den beiden Torsionsfedern 23 in einer rechteckförmigen Öffnung 18 derart vorge­ sehen, daß er in Umfangsrichtung frei beweglich ist. Die Torsionsfeder 23 der zweiten Stufe entspricht dem sogenannten "load-and-empty"-Federtyp und weist innen eine "empty" Feder 27 auf. (Eine schwächere schmalere Feder ist koaxial in eine stärkere breitere Feder eingesetzt).

Auch die rechteckförmigen Öffnungen 16 des Flansches 11 sind in Umfangsrich­ tung an drei Stellen vorgesehen und weisen zueinander gleiche Abstände auf, und zwischen den rechteckförmigen Öffnungen des Flansches 11 sind konkave Ab­ schnitte oder Bereiche 30 ausgebildet, wohingegen konvexe Abschnitte oder Be­ reiche 32, die in die konkaven Bereiche 30 vorspringen, an den Zwischenplatten 6 vorgesehen sind, wodurch der Torsionswinkelbereich der ersten Stufe begrenzt ist durch einen Spielraum d1 in Umfangsrichtung zwischen dem konkaven Bereich 30 und konvexen Bereich 32.

Der bewegliche Körper 25 besteht aus hartem Harz mit niedrigem Reibungskoeffi­ zienten, zum Beispiel aus Polyamidharz, das vom Gewicht her leicht ist und dem eine Trapezform verliehen wird, deren Breite sich hin zur Kupplungsmitte verringert und deren radial äußere Umfangskante 25c sich mit einer radial äußeren Umfangs­ kante 18c der zweiten rechteckförmigen Öffnung 18 in Kontakt befindet. Führungs­ platten 35 sind, wie Fig. 5 zeigt, durch Bolzen 36 an beiden axialen Seitenflächen des beweglichen Körpers 25 befestigt, wobei sich sowohl die radial äußeren als auch inneren Endbereiche der Führungsplatte 35 zu beiden Seitenbereichen der Zwischenplatte 6 erstrecken und dadurch verhindern, daß der bewegliche Körper 25 in axialer Richtung herabgleitet.

Die Führungsplatte 35 zeigt in etwa die Form eines umgekehrten Dreiecks (Fig. 4), und eine Federsitzfläche, mit welcher sich die Torsionsfeder in Kontakt befindet, fluchtet mit einer Federsitzfläche M des beweglichen Körpers 25. Dehnungsberei­ che 35a, die sich nach beiden Umfangsseiten dehnen, sind an radial äußeren bzw. außenseitigen Enden der Führungsplatte ausgebildet. Als Werkstoff für die Füh­ rungsplatte 35 wird zum Beispiel Stahlblech verwendet, das weniger stark federt. Auch der Bolzen 36 ist aus Metall hergestellt.

In der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform sind die konkaven Berei­ che 30 an dem Flansch 11 der Nabe 10 und die konvexen Bereiche 32 an den Zwi­ schenplatten 6 ausgebildet und dienen als Stoppermechanismus für die direkte Drehmomentübertragung. Ebenso können auch die konvexen Bereiche an dem Flansch 11 und die konkaven Bereiche an den Zwischenplatten 6 vorgesehen wer­ den.

Die Funktion der vorstehend beschriebenen Dämpfungsscheibe ist folgender­ maßen:

Im Leerlauf sind die Zwischenplatten 6 und Seitenplatten 1 relativ zum Flansch 11 von Fig. 1 zu einer Einheit verdreht, und zwar in einer mit der Drehrichtung R identischen Richtung, derart, daß die Torsionsfeder 21 der ersten Stufe zusam­ mengedrückt wird. Aufgrund des Reibens der Reibelemente 12 der ersten Stufe, die sich zwischen den Zwischenplatten 6 und dem Flansch 11 von Fig. 2 befin­ den, entsteht zu diesem Zeitpunkt ein kleines Hysteresedrehmoment.

Beim Übergang vom Leerlaufbetrieb in den Betrieb mit niedriger Geschwindigkeit steigt das Torsionsdrehmoment an, so daß die konkaven Bereiche 30 des Flan­ sches 11 in Fig. 1 mit den konvexen Bereichen 32 der Zwischenplatten 6 in Kon­ takt gelangen und die Seitenplatten 1 beginnen, sich relativ zu diesen in Richtung R zu verdrehen und die Torsionsfedern 23 der zweiten Stufe zusammenzudrücken. In diesem Moment wird aufgrund der Reibung der zwischen den Zwischenplatten 6 und Seitenplatten 1 von Fig. 2 befindlichen Reibelemente 13 der zweiten Stufe ein relativ hohes Hysteresedrehmoment erzeugt.

Der bewegliche Körper 25 von Fig. 1 wird ebenfalls in Umfangsrichtung bewegt, wenn die Torsionsfedern 23 der zweiten Stufe zusammengedrückt werden, so daß sich die radial äußere Umfangskante 25c des beweglichen Körpers 25 an der Außenkante 18c der rechteckförmigen Öffnung 18 reibt. Da aber der bewegliche Körper 25 aus Polyamidharz mit niedrigem Reibungskoeffizienten hergestellt und vom Gewicht her relativ leicht ist, kommt es kaum zu einem Reibverschleiß, und es entsteht auch nur eine geringe Zentrifugalkraft.

Das Diagramm in Fig. 6 zeigt die Torsionscharakteristik, nach welcher das Hyste­ resedrehmoment in einem Torsionswinkelbereich der ersten Stufe von 0 bis θ1 auf einen extrem kleinen Wert begrenzt ist und ein verhältnismäßig hohes Hyste­ resedrehmoment H in einem Torsionswinkelbereich der zweiten Stufe von θ1 bis θ2 erzeugt wird.

Die beiden Torsionsfedern 23 von Fig. 1 der zweiten Stufe sind in Reihe in einer rechteckförmigen Öffnung 18 derart angeordnet, daß der Torsionswinkelbereich der zweiten Stufe, von θ1 bis θ2 vergrößert und dadurch das Brummgeräusch im Betrieb mit niedriger Geschwindigkeit minimiert werden kann.

Dabei befindet sich die Torsionsfeder 23 der zweiten Stufe im vollständig zusam­ mengedrückten Zustand bei dem maximalen Torsionswinkel θ2.

Ausführungsform 2

In den Fig. 7 bis 9 ist eine zweite, lediglich Erläuterungszwecken dienende Ausführungsform einer Dämpfungsscheibe gezeigt. In Fig. 7 sind drei bewegliche Körper 25 an ihren beiden axialen Seitenflächen durch ringförmige Verbindungs­ körper 37 zu einer Einheit verbunden. Wie Fig. 8 zeigt, ist ein Paar Verbindungs­ körper 37 an beiden axialen Außenseiten der Seitenplatten 1 angeordnet, wobei deren den beweglichen Körpern 25 entsprechende Bereiche in Richtung auf die axial zentrale Seite versenkt sind, damit sie mit Hilfe des Niets 36 an der Seitenflä­ che der Führungsplatte 35 befestigt werden können. Die ringförmigen Verbin­ dungskörper 37 sind beispielsweise aus Stahlblech hergestellt.

Ansonsten ist diese Ausführungsform konstruktionsgleich mit der in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Ausführungsform, so daß auch gleiche Teile mit gleichen Bezugs­ ziffern versehen sind.

Wenn der bewegliche Körper 25 von Fig. 7 gemäß der oben beschriebenen Kon­ struktion durch die Kompression der Torsionsfedern 23 der zweiten Stufe in Um­ fangsrichtung bewegt wird, werden die drei beweglichen Körper 25 durch die ring­ förmigen Verbindungskörper 37 zu einer Einheit zusammengeschlossen, derart, daß die Körper 25 keinesfalls in einer Richtung radial nach außen vorspringen kön­ nen. Folglich kommt es auch zu keinem Anstieg des unnötigen und instabilen Hy­ steresedrehmoments wegen der Reibung der radialen Außenkante 25a des be­ weglichen Körpers 25 an der Umfangskante 18a der rechteckförmigen Öffnung 18.

Da die Verbindungskörper 37 darüber hinaus an beiden Seiten der beweglichen Körper 25 angeordnet sind, dienen sie auch als Schutzabdeckungen für die Tor­ sionsfedern 23 der zweiten Stufe.

Ausführungsform 3

In den Fig. 10 und 11 ist eine dritte, lediglich Erläuterungszwecken dienende und nicht vom Anspruch 1 umfaßte Ausführungsform einer Dämpfungsscheibe ge­ zeigt. In Fig. 10 sind drei bewegliche Körper 25 jeweils durch die Führungsplatten 35 getragen, und die inneren Umfangsenden der jeweiligen Führungsplatten 35 sind durch ringförmige Verbindungskörper 47 zu einer Einheit verbunden. Beide Verbindungskörper 47 befinden sich zwischen dem erweiterten Bereich 6a der Zwi­ schenplatte 6 und der Seitenplatten 1, berühren aber die Platten 1 und 6 nicht. Im übrigen ist diese Konstruktion identisch mit jener der vorhergehenden Ausfüh­ rungsform gemäß den Fig. 1 bis 5, und gleiche Teile sind mit gleichen Bezugs­ ziffern gekennzeichnet.

Wenn bei dieser Konstruktion der bewegliche Körper 25 von Fig. 7 durch die Kompression der Torsionsfedern 23 der zweiten Stufe in Umfangsrichtung bewegt wird, so werden die drei beweglichen Körper 25 durch die ringförmigen Verbin­ dungskörper 47 zu einer Einheit zusammengeschlossen, derart, daß für die be­ weglichen Körper 25 keine Möglichkeit besteht, radial nach außen vorzuspringen. Deshalb kommt es zu keinem Anstieg des unnötigen und instabilen Hysterese­ drehmoments wegen der Reibung der radialen Außenkante 25a des beweglichen Körpers 25 an der Umfangskante 18a der rechteckförmigen Öffnung 18. Da die Verbindungskörper 47 einstückig mit 21 den Führungsplatten 35 ausgebildet sind, läßt sich die Anzahl an benötigten Bauteilen ebenso reduzieren wie deren Gewicht.

Ausführungsform 4

Die in den Fig. 12 bis 14 gezeigte vierte Ausführungsform stellt ein Beispiel einer Dämpfungsscheibe gemäß Anspruch 1 dar. Die bereits genannten drei be­ weglichen Körper 25 und die Halte- bzw. Stützplatten 35 sind über Bolzen bzw. Zapfen 38 an die ringförmigen Verbindungskörper 37 angelenkt. Und zwar sind die ringförmigen Verbindungskörper 37 radial weiter innen als die beweglichen Körper 25 angeordnet und besitzen damit einstückig ausgebildete, an drei Stellen vor­ springende Teile 37a. Zapfen- bzw. Bolzenöffnungen 39 sind an den radial innen­ seitigen Enden der beweglichen Körper 25 und der Halteplatten 35 vorgesehen, wie das in der unteren Hälfte von Fig. 12 oder 13 dargestellt ist. Der Zapfen bzw. Bolzen 38 ist so in die Zapfen- bzw. Bolzenöffnung 39 des beweglichen Körpers 25 etc. eingesetzt, daß dazwischen in radialer Richtung ein Spielraum vorhanden ist, und beide Zapfen- bzw. Bolzenenden sind an den vorspringenden Teilen 37a der ringförmigen Verbindungskörper 37 befestigt, die zum Beispiel aus Stahlblech her­ gestellt sind.

Wenn bei dieser Konstruktion der bewegliche Körper 25 so von Fig. 12 durch die Kompression der Torsionsfedern 23 der zweiten Stufe in Umfangsrichtung bewegt wird, werden die drei beweglichen Körper 25 durch die ringförmigen Verbindungs­ körper 37 zu einer Einheit verbunden, und zwar derart, daß für die beweglichen Körper 25 keine Möglichkeit vorhanden ist, radial nach außen vorzuspringen. Folg­ lich kommt es zu keinem Anstieg des unnötigen und instabilen Hysteresedrehmo­ ments wegen der Reibung der radialen Außenkante des beweglichen Körpers 25 an der Umfangskante 18a der rechteckförmigen Öffnung 18.

Selbst bei einem Ungleichgewicht zwischen den Federbelastungen der Torsionsfe­ dern 23 der zweiten Stufe dreht sich der bewegliche Körper 25 um den Bolzen 38, und zwar in Abhängigkeit von dem Ungleichgewicht, und korrigiert dieses. Folglich wird die Kompressionsbewegung jeder Torsionsfeder 23 stabil und fördert damit eine gleichmäßige Verdrehbewegung.

Da sich das genannte Ungleichgewicht beseitigen bzw. kompensieren läßt, wird für eine Dauerhaftigkeit der Platten auch dann gesorgt, wenn die Umfangsbreite des inneren Umfangsendbereiches (gehalster Teil) 35b der Halteplatte 35 etc. schmäler wird. Dadurch kann der halsförmig ausgebildete Abschnitt 6b der Zwischenplatte 6 genügend verbreitert werden, ohne daß dadurch der Torsionswinkelbereich einge­ schränkt würde, so daß sich schließlich auch die Zwischenplatte 6 durch Dauerhaf­ tigkeit auszeichnet.

Ausführungsform 5

Fig. 15 zeigt zur weiteren Erläuterung eine Dämpfungsscheibe nach einer fünften Ausführungsform, die einen Zwischenflansch 41 mit etwa der gleichen Breite wie jener der Nabe 10 und des Flansches 11 und ein Paar dünner Zwischenplatten 42 aufweist, die an beiden Enden des Flansches 41 festgelegt sind.

Wirkungsweise der Dämpfungsscheibe

Die ausgangsseitige Platte ist unterteilt bzw. aufgeteilt in den Flansch 11 und in die Zwischenplatten 6, derart, daß aufgrund der geringen Steifigkeit und der schwa­ chen Hysteresedrehmoment-Charakteristik im Leerlauf die Leerlaufgeräusche mi­ nimiert werden können. Außerdem sind zwei Torsionsfedern 23 der zweiten Stufe in Reihe in einer rechteckförmigen Öffnung angeordnet, so daß sich der große Tor­ sionswinkel zum Zeitpunkt des Betriebs mit niedriger Geschwindigkeit erreichen läßt, und zwar ebenso wie ein ausreichendes Drehmoment bei verhältnismäßig geringer Steifigkeit. Auch die Brummgeräusche im Betrieb mit niedriger Geschwin­ digkeit werden verringert.

Der bewegliche Körper 25 zwischen den beiden Torsionsfedern 23 ist aus leicht­ gewichtigem Werkstoff auf Kunststoffgrundlage hergestellt und hat einen geringen Reibungskoeffizienten, so daß Reibverschleiß auch dann kaum entsteht, wenn der bewegliche Körper 25 im Zuge der Kompression der Torsionsfeder die Kante der rechteckförmigen Öffnung 18 berührt und diese entlanggleitet. Durch das leichte Gewicht des Körpers 25 entsteht auch eine entsprechend geringe Zentrifugalkraft. Folglich besteht keine Möglichkeit eines Anstiegs des instabilen Hysterese­ drehmoments, das durch die Bewegung des Körpers 25 verursacht wird, so daß sich der bereits genannte geräuschreduzierende Effekt in zufriedenstellendem Maße beibehalten läßt.

Weiter sind die zwischen den Torsionsfedern 23 angeordneten beweglichen Körper 25 durch ringförmige Verbindungskörper 37 (47) zu einer Einheit verbunden, derart, daß sie nicht radial nach außen vorspringen können, wie das sonst aufgrund der Zentrifugalkraft der Fall wäre. Infolgedessen kommt es im Zuge der Kompression der Torsionsfedern auch zu keiner Reibung des beweglichen Körpers 25 an der Kante der rechteckförmigen Öffnung 18 und zu keinem Anstieg des instabilen Hy­ steresedrehmoments, das durch die Bewegung des Körpers 25 verursacht wird, mit dem Ergebnis, daß der bereits genannte Effekt der Verringerung ungewöhnli­ cher Geräusche in zufriedenstellendem Maße beibehalten werden kann.

Weiter ist das radial äußere Umfangsende der ausgangsseitigen Platte (Zwischenplatten 6) ringförmig ausgebildet, derart, daß die radial äußeren Um­ fangskanten der rechteckförmigen Öffnung 18 geschlossen werden, so daß die Platten weiterhin über hohe Festigkeit und große Dauerhaftigkeit verfügen, obwohl die beiden Torsionsfedern in einer rechteckförmigen Öffnung 18 angeordnet sind.

Die Seitenflächen der beweglichen Körper 25 sind durch die Verbindungskörper 37 verbunden, wie das in Anspruch 3 offenbart ist, so daß die Verbindungskörper 37 für die Torsionsfedern 23 gleichzeitig als Schutzabdeckung gegenüber der Außen­ seite dienen.

Für den Fall, daß die Führungsplatte 35 einstückig mit dem Verbindungskörper 47 ausgebildet und letzterer an der inneren Umfangsseite des beweglichen Körpers 25 angeordnet ist, lassen sich Anzahl der Bauteile und das Gesamtgewicht verringern.

Schließlich sind die beweglichen Körper 25 über die Zapfen bzw. Bolzen 38 an die ringförmigen Verbindungskörper 37 angelenkt. Der bewegliche Körper ist also so ausgelegt, daß er sich auch im Falle eines Ungleichgewichts zwischen den Tor­ sionsfedern 23 in Abhängigkeit von diesem Ungleichgewicht dreht bzw. schwen­ kend bewegt, derart, daß die Kompressionsbewegung der Feder 23 stabil und der Torsionsvorgang gleichmäßiger wird. Da diese Dreh- bzw. Schwenkbewegung des Körpers 25 um den Zapfen bzw. Bolzen 38 das Ungleichgewicht zwischen den Fe­ derlasten ausgleichen bzw. beseitigen kann, läßt sich die Breite des Verbindungsbereiches zwischen dem ringförmigen Verbindungskörper 37 und dem beweglichen Körper 25 bei gleichzeitiger Beibehaltung der Dauerhaftigkeit des Verbindungsbereiches geringer bemessen, und der Raum für die Aufnahme der Torsionsfedern 23 kann vergrößert und ein ausreichend großer Torsionswinkelbe­ reich beibehalten werden.

Für den Fall, daß die zwischen der ausgangsseitigen Nabe 10 und den eingangs­ seitigen Seitenplatten 1 angeordneten Zwischenplatten 6 so gebaut sind, daß ein Paar rechter und ein Paar linker dicker Zwischenplattenteile mit Hilfe von Nieten 7 aneinander befestigt sind, daß erweiterte Bereiche 6a für die Anordnung der Tor­ sionsfedern der ersten Stufe an den inneren Umfangsenden der Platten ausgebil­ det sind und daß der zwischen der Nabe 10 und dem Flansch 11 aus den konkav und konvex ausgebildeten Bereichen gebildete Stoppermechanismus für die di­ rekte Kupplung des Drehmoments vorgesehen ist, dann kann jedes dieser Bauteile mit weniger Kosten hergestellt werden.

Die Anordnung des Paares dicker Zwischenplatten 6, die Ausbildung der erweiterten Bereiche 6a an deren inneren Umfangsenden sowie die Anordnung der Reibelemente 13 und 12 zwischen den erweiterten Bereichen 6a und den Seitenplatten 1 und zwischen den erweiterten Bereichen 6a und dem Nabenflansch 11 sorgt für ein stabiles Hysteresedrehmoment.

Die erfindungsgemäße Dämpfungsscheibe sorgt für einen breiten Torsionswinkelbereich und ein stabiles Hysteresedrehmoment und ist somit als Dämpfungsscheibe in Kraftfahrzeugen bestens geeignet.

Claims (9)

1. Dämpfungsscheibe mit mehreren Öffnungen (19, 18), welche für die Anordnung von Torsionsfedern (23) jeweils in einem Paar eingangsseitiger Seitenplatten (1) und in ei­ ner sich zwischen den Seitenplatten (1) befindlichen ausgangsseitigen Platte ausgebil­ det sind, wobei sich jeweils wenigstens zwei Torsionsfedern (23) in Reihe in einer Öff­ nung (18) der ausgangsseitigen Platte (6) befinden und die Seitenplatten (1) und die ausgangsseitige Platte (6) über diese Torsionsfedern (23) so miteinander verbunden sind, daß dazwischen ein Drehmoment übertragen werden kann, wobei jeweils ein in Umfangsrichtung beweglicher Körper (25) zwischen den beiden in Reihe angeordneten Torsionsfedern (23) vorgesehen ist und wobei die beweglichen Körper (25) durch ringförmige Verbindungselemente (37) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder bewegliche Körper (25) mittels eines Zapfens oder Bolzens (38) schwenkbar an die ringförmigen Verbindungselemente (37) angelenkt ist.

2. Dämpfungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgangssei­ tige Platte zur Schaffung einer ersten und einer zweiten Stufe von Torsionswinkelbe­ reichen (0-θ₁; θ₁-θ₂) aufgeteilt ist in einen mit einer ausgangsseitigen Nabe (10), vor­ zugsweise einer Keilnabe, einstückigen Flansch (11) und in Zwischenplatten (6), die sich an dessen äußerer Umfangsseite befinden und zwischen den Seitenplatten (1) angeordnet sind, wobei die Seitenplatten (1) über ein Reibelement (13) der zweiten Stufe mit den Zwischenplatten (6) in Kontakt bringbar sind, die wiederum über einen kleinen Reibkoeffizienten aufweisende Reibelemente (12) der ersten Stufe mit dem Flansch (11) der ausgangsseitigen Nabe (10) in Kontakt bringbar sind, daß eine über eine kleine Federkonstante verfügende Torsionsfeder (21) der ersten Stufe in einer Öffnung (16) des Flansches (11) und in entsprechenden weiteren Öffnungen (17) der Zwischenplatten (6) angeordnet ist, wobei der Flansch (11) über diese Torsionsfeder (21) der ersten Stufe mit den Zwischenplatten (6) derart verbunden ist, daß dazwi­ schen ein Drehmoment übertragbar ist, und daß die in Reihe angeordneten Torsions­ federn (23) Torsionsfedern der zweiten Stufe mit einer großen Federkonstanten sind.

3. Dämpfungsscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischen­ platten (6) aus einem Paar rechter und linker dicker ringförmiger Plattenteile hergestellt sind, die zusammengesetzt und miteinander vernietet sind, wobei die Öffnungen für die in Reihe angeordneten Torsionsfedern (23) der zweiten Stufe an äußeren Um­ fangsteilen der Zwischenplatten (6) ausgebildet sind, daß an inneren Umfangsenden der Zwischenplatten (6) axial erweiterte Teile (6a) für die Aufnahme der Torsionsfedern (21) der ersten Stufe ausgebildet sind, daß ein aus konkav und konvex geformten Ab­ schnitten (30, 32) gebildeter Stoppermechanismus für die direkte Kupplung des Drehmoments zwischen den Zwischenplatten (6) und dem Flansch (11) gebildet ist und daß Reibelemente jeweils zwischen den erweiterten Teilen (6a) und den Seiten­ platten (1) und zwischen den erweiterten Teilen (6a) und dem Flansch (11) angeordnet sind.

4. Dämpfungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Körper (25) aus einem Werkstoff auf Kunststoffgrundlage hergestellt sind, der einen geringen Reibungskoeffizienten besitzt.

5. Dämpfungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein radial äußeres Umfangsende der ausgangsseitigen Platte (6) eine derartige Ring­ form aufweist, daß diese die radialen Außenkanten der Öffnungen (18) für die in Reihe angeordneten Torsionsfedern (23) verschließt.

6. Dämpfungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Führungsplatten (35) an beiden axialen Seitenflächen jedes beweglichen Körpers (25) befestigt sind.

7. Dämpfungsscheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungs­ platten aus einem weniger stark federnden Werkstoff, vorzugsweise aus Stahlblech, gefertigt sind und Endbereiche aufweisen, die sich zu beiden Seitenbereichen der ausgangsseitigen Platte (6) erstrecken.

8. Dämpfungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder bewegliche Körper (25) eine Trapezform aufweist, deren Breite sich zur Mitte der Dämpfungsscheibe hin verringert.

9. Dämpfungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Verbindungselemente sich radial weiter innen als die beweglichen Körper befindliche Verbindungskörper (37) sind.