DE69521787T2

DE69521787T2 - Vordämpfungsanlage für rotationsschwingungen

Info

Publication number: DE69521787T2
Application number: DE69521787T
Authority: DE
Inventors: Nicolas Phelps; Gino Villata
Original assignee: Valeo SE
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1994-09-29
Filing date: 1995-09-29
Publication date: 2001-11-29
Anticipated expiration: 2015-09-30
Also published as: JPH09506159A; EP0730712B1; FR2725256B1; EP0730712A1; DE69521787D1; FR2725256A1; KR960706034A; WO1996010138A1; US6059662A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Torsionsvordämpfungsvorrichtung, die wenigstens zwei koaxiale Teile umfaßt, die im Verhältnis zueinander drehbar innerhalb der Grenzen einer bestimmten Winkelauslenkung gelagert und mit elastischen Vordämpfungs- und Zentriermitteln verbunden sind.
Die vorliegende Erfindung betrifft im einzelnen eine Verbesserung einer Vordämpfungsuntergruppe, die zur Dämpfung der Auswirkungen des Anstoßens einer Nabe und einer Nabenscheibe in der Endstellung ihrer Winkelauslenkung bestimmt ist.
In einer bekannten Torsionsdämpfungsvorrichtung trägt einer der drehbaren Teile eine Reibungskupplungsscheibe, die zur drehfesten Verbindung mit einer ersten Welle, in der Praxis mit einer treibenden Welle, im Falle einer kraftfahrzeugtechnischen Anwendung mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors, bestimmt ist, während ein anderer der besagten drehbaren Teile eine Nabe umfaßt, durch die er zur drehfesten Verbindung mit einer zweiten Welle, in der Praxis mit einer getriebenen Welle, im Falle einer kraftfahrzeugtechnischen Anwendung mit der Eingangswelle eines Getriebes, bestimmt ist.
In einer solchen Baugruppe ist es beispielsweise aus der FR-A-2 496 210 gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, eine Torsionsvordämpfungsuntergruppe hinzuzufügen, bei der die Begrenzung der Winkelauslenkung zwischen den beiden koaxialen Teilen durch mit Spiel wirksame Eingriffsmittel erfolgt, die mit kleinen, aus Elastomer ausgeführten Sockeln versehen sind, die auf der mit Spiel wirksamen Eingriffszahnung eines der koaxialen Teile angebracht sind, an denen die mit Spiel wirksamen Eingriffsmittel des anderen koaxialen Teils anstoßen, um das Geräusch der Stöße in der Endstellung der mit Spiel wirksamen Eingriffsmittel zu verringern.
Diese Lösung ist jedoch mit Nachteilen verbunden. So bewirken die Sockel aufgrund ihrer geringen Größe nur eine punktuelle Dämpfung, woraus sich ein Restgeräusch ergibt, das sich nicht beseitigen läßt. Darüber hinaus ist die Lebensdauer dieser Elastomerelemente begrenzt, wobei diese Elemente die Zahnung, an der sie angebracht sind, verschwächen.
Um diese Nachteile zu beseitigen, kann in Erwägung gezogen werden, eine Anordnung mit einem Einsatz aus einem die Stöße absorbierenden Werkstoff zu verwenden, wie dies in der DE-A-33 22 412 gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben wird.
In dieser Druckschrift ist eine Vordämpfungsuntergruppe vorgesehen, die fest mit einer der Führungsscheiben verbunden ist, die die Torsionsdämpfungsvorrichtung aufweist. Der Einsatz besitzt eine große axiale Länge und ist axial mittels eines Nabenkörpers gesichert, den die Nabenscheibe umfaßt, wobei die mit Spiel wirksamen Eingriffsmittel zwischen der Nabe und dem Nabenkörper zum Einsatz kommen.
Daraus folgt, daß der Einsatz axial eine große Länge aufweist, was sich vor allem aus Kostengründen sowie aus Gründen im Zusammenhang mit der Anbringung des Einsatzes als nachteilig erweist.
Um diese Nachteile zu beseitigen schlägt die vorliegende Erfindung eine neue Torsionsvordämpfervorrichtung nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 vor.
Das gesamte Drehmoment wird über den Kranzeinsatz übertragen. Dieser Einsatz läßt sich kostengünstig herstellen und problemlos anbringen.
Außerdem werden die mit Spiel wirksamen Eingriffsmittel (die vorstehende Zahnung und die Aufnahmezahnung) im Gegensatz zu denjenigen der FR-A-2 496 210 nicht verschwächt.
Andere Vorteile der Erfindung ergeben sich im übrigen aus der nachstehenden Beschreibung, die als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen angeführt wird. Darin zeigen im einzelnen:
- Fig. 1: eine Schnittansicht einer Reibungskupplungsscheibe mit einem erfindungsgemäßen Vordämpfer;
- Fig. 2: eins vergrößerte Detailansicht des eingerahmten Ausschnitts II von Fig. 1;
- Fig. 3: eine Schnittansicht zu Fig. 2 entlang der Linie III-III;
- Fig. 4: eine ähnliche Ansicht wie Fig. 3 nach einer anderen Ausführungsart der Erfindung.
Diese Figuren veranschaulichen als Beispiel die Anwendung der Erfindung bei einer Torsionsdämpfervorrichtung, die zur Bildung einer Reibungskupplungsscheibe für eine Kraftfahrzeugkupplung bestimmt ist und, nacheinander paarweise drehbar zueinander angebracht, drei koaxiale Teile umfaßt, und zwar einen Teil A, der im wesentlichen aus einer Nabe 10 besteht, einen Teil B, der im wesentlichen aus einer Nabenscheibe 11 besteht, die die Nabe 10 umgibt, und einen Teil C, der im wesentlichen aus zwei Führungsscheiben 12 besteht, die beiderseits der Nabenscheibe 11 angeordnet sind und die Nabe 10 umgeben, wobei sie durch Distanzbolzen 9 miteinander verbunden sind und daher in der gleichen Drehbewegung angetrieben werden.
Der koaxiale Teil C trägt eine Kupplungsscheibe 13, deren Reibbeläge bekannterweise dazu bestimmt sind, zwischen zwei Platten eingespannt zu werden, die drehfest mit einer treibenden Welle verbunden sind, und zwar mit der Ausgangswelle oder der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors im Falle einer kraftfahrzeugtechnischen Anwendung.
Die Nabe 10 weist ihrerseits Innennuten 14 auf, die dazu bestimmt sind, sie drehfest mit einer getriebenen Welle zu verbinden, und zwar mit der Eingangswelle des zugehörigen Getriebes im Falle einer solchen kraftfahrzeugtechnischen Anwendung.
Die koaxialen Teile B und C sind im Verhältnis zueinander drehbar entgegen elastischen Mitteln gelagert, die umfangsmäßig zwischen ihnen eingefügt sind und die in der dargestellten Ausführungsform aus Federn 15 und 15a in der Ausführung als Schraubenfedern bestehen, die bekannterweise in Fenstern eingesetzt sind, die gegenüberliegend in die Führungsscheiben 12 und in die Nabenscheibe 11 eingearbeitet sind. Die so durch die koaxialen Teile B, C und die Federn 15, 15a gebildete Baugruppe bildet die Hauptdämpfungsvorrichtung der Reibungskupplungsscheibe. Ihre an sich hinreichend bekannte Funktionsweise soll an dieser Stelle nicht eingehender beschrieben werden und gehört nicht zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Die koaxialen Teile A und B sind ebenfalls im Verhältnis zueinander drehbar entgegen elastischen Vordämpfungs- und Zentriermitteln innerhalb der Grenzen einer Winkelauslenkung gelagert, die durch mit Spiel wirksame Eingriffsmittel 16 bestimmt ist, die zwischen der Nabenscheibe 11 und der Nabe 10 definiert sind.
In der Praxis weist die Nabe 10 an ihrem äußeren Umfang auf einem Längsabschnitt 17 ihrer Außenfläche radiale Vorsprünge 18 auf, die eine vorstehende Zahnung bilden. Die Nabenscheibe 11 weist ihrerseits an ihrem inneren Umfang gegenüber dem Abschnitt 17 der Nabe 10 Aussparungen 19 auf, deren Winkelöffnung größer als diejenige der Zähne 18 ist, so daß sie eine Aufnahmezahnung bilden. In jede Aussparung 19 ist ein Zahn 18 eingesetzt, so daß die zwischen den koaxialen Teilen A und B mögliche Winkelauslenkung durch das Anschlagen der Zähne 18 der Nabe 10 an den entsprechenden Flanken der Aussparungen 19 der Nabenscheibe L1 begrenzt wird. Die Zähne 18 und 19 bilden daher die vorgenannten mit Spiel wirksamen Eingriffsmittel 16 und sind hier insgesamt trapezförmig ausgebildet.
Die Vorrichtung wird durch eine Vordämpfungsuntergruppe ergänzt, die insbesondere eine Vordämpfungskassette bekannter Art umfaßt, die zwischen der Nabe 10 und der Nabenscheibe 11 innerhalb der Grenzen ihrer durch die mit Spiel wirksamen Eingriffsmitte 1 16 bestimmten Winkelauslenkung angeordnet ist. Diese Kassette befindet sich in einer Ebene, die zur Ebene der Nabenscheibe 11 entlang der axialen Richtung versetzt ist. Sie ist axial zwischen der Nabenscheibe 11 und einer der Führungsscheiben 12 eingebaut. Sie besteht aus einer Sekundärnabenscheibe 40, die hier durch Auffalzen fest mit der Nabe 10 verbunden ist, die zwischen Flanschen 26 angebracht ist, die ihrerseits durch Finger 41 drehfest mit der Nabenscheibe 11 verbunden sind. Die Finger 41 sind in Fenster der Nabenscheibe 11 eingesetzt, so daß die Flansche 26 zusammen mit der Nabenscheibe 11 drehend mitgenommen werden. Zwischen den Flanschen 26 einerseits und der Sekundärnabenscheibe 40 andererseits sind nach einer klassischen Anordnung umfangsmäßig wirksame Federn 27 eingefügt, wobei die besagten Flansche 26 und die besagte Nabenscheibe 40 gegenüberliegend Fenster für die Aufnahme der Federn 27 aufweisen.
Die Federn 27 werden daher durch eine relative Drehung der Nabenscheibe 11 und der Nabe 10 elastisch beansprucht und wirken folglich einer solchen Drehung entgegen, die dazu tendiert, die Nabenscheibe und die Nabe in eine Zwischenposition ihrer Winkelauslenkung zurückzubringen (siehe Fig. 3). Zwischen der Vordämpfungskassete und der Nabenscheibe 11 kann eine Reibscheibe 22A eingefügt sein. Die Funktionsweise einer solchen Vordämpfungskassette ist bekannt.
Zur Information sei daran erinnert, daß die Federn 27 weniger steif als die Federn 15, 15a sind. In einer ersten Phase werden die Federn 27 zusammengedrückt, wobei die Führungsscheiben 12 und die Nabenscheibe 11 über die steiferen Federn 15, 15a eine Baueinheit bilden. Diese Bewegung setzt sich fort bis zur Aufhebung des Spiels der mit Spiel wirksamen Eingriffsmittel 16. Danach bleiben die Federn 27 gespannt, und es kommt zu einer relativen Bewegung zwischen der Nabenscheibe 11 und den Führungsscheiben 12 unter Mitwirkung der Federn 15, 15a.
Es ist darauf hinzuweisen, daß die Finger 41 von einem der Flansche 26 ausgehen und jeweils durch eine Aussparung hindurchgehen, die am äußeren Umfang des anderen Flansches 26 eingearbeitet ist.
Jeder Finger 41 weist an seinem Ende eine kugelförmige Verformung für die durch Aufklippsen erfolgende Anbringung des Flansches 26 mit Fingern 41 an dem anderen Flansch 26 nach der Anbringung der Sekundärnabenscheibe 40 und der Federn 11 auf, wobei beide Flansche aus Metall ausgeführt sind.
Nach einem wichtigen Merkmal umfaßt die Vordämpfungsuntergruppe außerdem einen kranzförmigen Einsatz aus einem die Stöße absorbierenden Werkstoff, der zwischen den Umfängen der vorstehenden Zahnung der Nabe 10 und der Aufnahmezahnung der Nabenscheibe 11 angeordnet ist.
Nach einer in Fig. 3 dargestellten ersten Ausführungsart besteht der Einsatz aus einem die Stöße absorbierenden oder geräuschdämpfenden Werkstoff, beispielsweise aus Kunststoff, Blei, Gußeisen oder Aluminium, der stärker dämpft als Stahl. Er kann sich dann an die vorstehende Zahnung oder, nach einer bevorzugten Ausführungsart, an die Aufnahmezahnung anpassen. Wenn der Einsatz 20 an der Zahnung der Nabenscheibe 11 angeordnet ist, wird er durch die Fliehkraft daran angedrückt und gehalten.
An den Kontaktflanken des Einsatzes 20 mit den Zahnungen können Überdicken vorgesehen sein, um die Dämpfungsfähigkeit des Einsatzes zu erhöhen.
Nach einer in Fig. 4 dargestellten zweiten Ausführungsart erhält der Einsatz 20 seine Dämpfungseigenschaft im wesentlichen durch seine Formgebung. Zwischen dem Einsatz 20 und den Kontaktflanken der vorstehenden und Aufnahmezahnungen sind Zwischenräume 21 vorgesehen, so daß der besagte Einsatz keine der zwei Zahnungen vollständig abdeckt.
Vor dem Erreichen der Endstellung drücken die Zähne 18 den Einsatz 20 zu den Flanken der Aussparungen 19 hin zusammen, wodurch die Zwischenräume 21 verkleinert werden. Das in der Endstellung auftretende Anstoßen der Zähne 18 an den Flanken der Aussparungen 19 wird dadurch gedämpft.
In allen Fällen wird die Anbringung des Einsatzes vereinfacht, wenn dieser geteilt ist.
Um eine Verschiebung des Einsatzes 20 entlang der Achse zu verhindern, um die herum die Nabe 10 und die Nabenscheibe 11 angeordnet sind, sind nach einem Merkmal der Erfindung zur Nabenscheibe 11 koaxiale Reibscheiben 22A und 22B vorteilhafterweise beiderseits des Einsatzes 20 angeordnet. Der Einsatz wird dann axial zwischen diesen beiden Reibscheiben gehalten.
Nach einer besonderen Ausführungsart kann der Einsatz 20 fest mit einer der Reibscheiben verbunden sein, wobei er an dieser Reibscheibe verklebt oder aufgeformt sein kann.
Der Einsatz kann natürlich die vorstehende Zahnung abdecken. Er kann auf der Nabe 10 oder der Nabenscheibe verklebt oder aufgeformt sein.
Der Einsatz kann eine veränderliche Dicke besitzen und beispielsweise an seinen stoßdämpfenden Wirkbereichen eine größere Dicke und an seinen nicht wirkenden Bereichen eine geringere Dicke aufweisen.
Die Reibscheiben 22A und 22B können an ihrem inneren Umfang eine Aufnahmezahnung aufweisen, um an der vorstehenden Zahnung der Nabe 10 mit einem Spiel einzugreifen, das kleiner als das zwischen der vorstehenden Zahnung der Nabe 10 und der Aufnahmezahnung der Nabenscheibe 11 vorgesehene Spiel ist.
Dies trägt dazu bei, in der Endstellung die Bewegung zwischen den Teilen B und A abzubremsen, wobei die besagten Reibscheiben 22A, 22B der Wirkung einer gewölbten Federscheibe ausgesetzt sind, die an der nicht mit der Kupplungsscheibe 13 verbundenen Führungsscheibe 12 zur Anlage kommt, um auf eine Verteilerscheibe einzuwirken, die durch Stifte drehfest mit der besagten Führungsscheibe 12 verbunden ist (Fig. 1), und um die Reibscheiben 22A und 22B in Kontakt mit der Nabenscheibe 11 und der Vordämpfungskassette zwischen der Nabenscheibe 11 und der anderen Führungsscheibe 12 einzuspannen.
Es ist natürlich auch möglich, daß nur eine der Reibscheiben 22A, 22B mit Spiel an der Nabe 10 eingreift, während die andere Reibscheibe beispielsweise fest mit der Verteilerscheibe verbunden ist. Die Reibscheiben 22A, 22B können mit unterschiedlichen Spielen oder auch spielfrei an der Nabe 10 eingreifen. Alle Kombinationen sind möglich.

Claims

1. Torsionsvordämpfervorrichtung, umfassend zwei koaxiale Teile (A, B), die relativ zueinander innerhalb der Grenzen einer durch spielbehaftete Eingriffsmittel (16) bestimmten Winkelauslenkung entgegen elastischen Mitteln (27) drehbar gelagert sind, die als Vordämpfungs- und Zentriermittel bezeichnet werden, wobei die mit Spiel wirksamen Eingriffsmittel eine vorstehende Zahnung (18), die eine im wesentlichen einen ersten (A) der besagten koaxialen Teile (A, B) bildende Nabe (10) an ihrem äußeren Umfang aufweist, und eine Aufnahmezahnung (19) umfassen, die eine im wesentlichen einen zweiten (B) der besagten koaxialen Teile bildende Nabenscheibe (11) an ihrem inneren Umfang aufweist, wobei die besagte Vorrichtung einen dritten Teil (C) umfaßt, der im wesentlichen durch zwei Führungsscheiben (12) gebildet wird, die beiderseits der Nabenscheibe (11) angeordnet sind und die die Nabe (12) umgeben, und wobei einerseits ein Kranzeinsatz (20) aus einem die Stöße absorbierenden Werkstoff zwischen den Umfängen der besagten vorstehenden Zahnung (18) und Aufnahmezahnung (19) angeordnet ist, während andererseits eine Vordämpfungsuntergruppe eine Vordämpfungskassette umfaßt, die die elastischen Vordämpfungsmittel (27) enthält, wobei die besagte Kassette zwischen der Nabe (10) und der Nabenscheibe (11) angeordnet ist und sich in einer zur Ebene der Nabenscheibe (11) versetzten Ebene befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Vordämpfungskassette axial zwischen der Nabenscheibe (11) und einer der Führungsscheiben (12) des dritten Teils (G) angebracht ist und daß Reibscheiben (22A, 22B) den Einsatz axial sichern, wobei sie beiderseits des besagten Einsatzes und koaxial zur Nabenscheibe (11) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Kassette eine Sekundärnabenscheibe (40) umfaßt, die zwischen zwei durch die Nabenscheibe (11) drehend angetriebenen Flanschen (26) angebracht ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (20) die Aufnahmezahnung (19) abdeckt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz die vorstehende Zahnung abdeckt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (20) geteilt ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Einsatz eine veränderliche Dicke zwischen den mit den Zahnungen in Kontakt tretenden Bereichen und den inaktiven Bereichen aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Überdicken, die an den Kontaktflanken des Einsatzes (20) mit den Zahnungen (18, 19) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Einsatz an die Form der Zahnung, die er trägt, anpaßt.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Zwischenräume (21) zwischen dem Einsatz und einer der Zahnungen, die er trägt, angeordnet sind, die sich mit zunehmendem Zusammendrücken des Einsatzes verkleinern.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff des Einsatzes (20) aus Kunststoff, Blei, Gußeisen oder Aluminium ausgewählt ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (20) fest mit einer der benachbarten Reibscheiben (22A, 22B) verbunden ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (20) an der Nabe oder an der Nabenscheibe verklebt oder aufgeformt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (20) an einer der besagten Reibscheiben entweder verklebt oder aufgeformt ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Reibscheiben (22A, 22B) an ihrem inneren Umfang eine Aufnahmezahnung aufweist, um an der vorstehenden Zahnung (18) der Nabe (10) mit einem Spiel einzugreifen, das kleiner als das zwischen der vorstehenden Zahnung (18) der Nabe (10) und der Aufnahmezahnung (19) der Nabenscheibe (11) vorgesehene Spiel ist.