DE19622691A1 - Torsionsschwingungsdämpfer - Google Patents
TorsionsschwingungsdämpferInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer, der
insbesondere für Kupplungen in Kraftfahrzeugen geeignet ist,
beispielsweise für eine Kupplung im Kraftweg zwischen einem
Verbrennungsmotor und einem Handschaltgetriebe oder für eine
Überbrückungskupplung in dem Drehmomentwandler eines automa
tischen Getriebes u. dgl. Insbesondere handelt es sich um
einen Torsionsschwingungsdämpfer mit langem Weg, um die
Übertragung von Torsionsschwingungen des Motors durch die
Kupplung zu verhindern und die Torsionsschwingungen effektiv
zu dämpfen.
Wie allgemein bekannt, weist ein Torsionsschwingungsdämpfer
für eine Kupplung meist mehrere Federn, beispielsweise
Schraubendruckfedern auf. Bei einer Kupplung für ein Hand
schaltgetriebe liegen die Schraubenfedern zwischen einem
Drehmoment-Eingangsteil, wie etwa einer Antriebsscheibe, die
mit Dämpfungsfedern in der Reibungskupplung vernietet ist,
und einem Drehmoment-Ausgangsteil, wie etwa einem Aufnahme
flansch, der an der Keilnabe einer Reibscheibe befestigt
ist. Bei einer Überbrückungskupplung eines automatischen Ge
triebes mit einem sperrbaren Drehmomentwandler liegen
Schraubenfedern zwischen einem Drehmoment-Eingangsteil wie
etwa einer Antriebsscheibe, die üblicherweise mit einem im
wesentlichen ringförmigen Kupplungskolben vernietet ist, und
einem Drehmoment-Ausgangsteil, wie etwa dem Nabenarmen einer
Kupplungsnabe, die mit einer Turbinennabe durch eine Keil
verbindung, durch gegenseitigen Eingriff, Nieten o. dgl. ver
bunden sind. Mit Hilfe derartiger Anordnungen wird die Nabe
über die Schraubenfedern angetrieben, und Torsionsschwingun
gen werden wirkungsvoll unterdrückt.
Um die Unterdrückung der Torsionsschwingungen zu verbessern
und um unerwünschte Torsionsschwingungen zwischen dem Dreh
moment-Eingangsteil und dem Drehmoment-Ausgangsteil zu ver
ringern ist es wünschenswert, eine größere Amplitude, d. h.
einen längeren Federweg der Federn in dem Torsionsschwin
gungsdämpfer zu ermöglichen. Hierzu werden mehrere Schrau
benfedern hintereinander zwischen dem Drehmoment-Eingangs
teil und dem Drehmoment-Ausgangsteil angeordnet. Ein derar
tiger Torsionsschwingungsdämpfer ist in der vorläufigen
Japanischen Patentveröffentlichung 59-222624 beschrieben.
Bei diesem aus der vorläufigen Japanischen Patentveröffent
lichung 59-222624 bekannten Schwingungsdämpfer werden durch
das Drehmoment-Eingangsteil und das Drehmoment-Ausgangsteil
mehrere Hohlräume gebildet, die jeweils Schraubenfedersätze
aufnehmen, von denen jeder Satz aus zwei oder mehr hinter
einander angeordneten Schraubendruckfedern besteht. Zwei an
einander angrenzende Federsätze sind voneinander durch einen
losen Federtrenner bzw. Ausgleicher getrennt, der gegenüber
dem Drehmoment-Eingangsteil und dem Drehmoment-Ausgangsteil
in Umfangsrichtung beweglich ist. Der lose Federtrenner be
sitzt mehrere im wesentlichen sektorförmige Trennarme, von
denen jeder die gegenüberliegenden Enden zweier angrenzender
Federn in jedem Federsatz voneinander trennt, und ein Ver
bindungsteil, das einteilig mit den sektorförmigen Trenn
armen ausgebildet ist, so daß die sektorförmigen Trennarme
in Umfangsrichtung mit gleichen Abständen zueinander ange
ordnet sind. Wenn das Drehmoment-Eingangsteil gegenüber dem
Drehmoment-Ausgangsteil verdreht wird, wirken die Federsätze
einerseits als Druckfedern, da die Federsätze parallel zu
einander wirken, und andererseits wirken die Federn in jedem
Federsatz infolge der synchronen Drehung jedes Trennarmes
mit dem Verbindungsteil seriell als Druckfeder. Das Verbin
dungsteil des losen Federtrenners ist im wesentlichen als
ringförmige flache Scheibe ausgebildet, wobei die jeweiligen
sektorförmigen Trennarme derart einteilig mit dem ringförmi
gen Verbindungsteil ausgebildet sind, daß sie gegenüber der
Mittelachse der Kupplung radial und nach innen vorragen.
Da bei diesem bekannten Schwingungsdämpfer das ringförmige
Verbindungsteil des losen Federtrenners eine im wesentlichen
ringförmige flache Scheibe ist, wird der äußere Umfangsbe
reich der Kupplung in der Nähe des Außenumfangs der Feder
sätze weitgehend von dem ringförmigen Verbindungsteil ein
genommen. Infolgedessen muß jeder Federsatz etwa in der
Mitte zwischen dem äußersten Umfangsteil des Dämpfers und
der Mittelachse und damit im Abstand von Außenumfang des
Dämpfers liegen. Dies führt zu einem begrenzten Federweg und
damit zu einer unzureichenden Schwingungsdämpfung.
Um diesen Nachteil zu beheben und einen Schwingungsdämpfer
mit langem Federweg zu erhalten, ist in der vorläufigen
Japanischen Patentveröffentlichung 62-228751 (entsprechend
dem US-Patent 4.702.721 vom 27. Oktober 1987, Paul E.
Lamarche, Borg-Warner Automotive, Inc.) ein Dämpfer mit
mehreren Schraubenfedern in der Nähe des äußeren Umfangs
vorgesehen. Bei dem US-Patent 4.702.721 besteht das Drehmo
ment-Eingangsteil aus einem gekrümmten Teil mit einem Paar
paralleler Arme, die durch eine Basis in Form eines umge
kehrten U verbunden sind, um einen Kanal zur Aufnahme eines
Nabenarmes einer Kupplungs-Nabenscheibe zu bilden, und es
ist mit dem Kolben der Überbrückungskupplung fest verbunden.
Die gekrümmten Drehmoment-Eingangsteile haben in Umfangs
richtung gleiche Abstände und sind durch Nieten o. dgl. an
der Kupplungskolben-Platte befestigt. Um die Schrauben- bzw.
Dämpferfedern in einem Federsatz zuverlässig voneinander zu
trennen, ist jeder Federtrenner mit einem radial nach außen
vorstehenden keilförmigen Arm versehen, der zwischen den
gegenüberliegenden Enden zweier angrenzender Dämpferfedern
liegt. Jeder Federtrenner weist ferner ein Paar in Umfangs
richtung verlaufender, entgegengesetzt gerichteter dornför
miger Teile auf, um teilweise die äußeren Umfangsteile
gegenüberliegender Enden der Dämpferfedern aufzunehmen,
während jedes Drehmoment-Eingangsteil mit einem Paar in Um
fangsrichtung verlaufender Arme versehen ist, um teilweise
den Außenumfang der Enden zweier angrenzender Dämpferfedern
aufzunehmen, die durch die U-förmige Basis voneinander
getrennt sind.
Bei Geradeausfahrt mit höherer Fahrzeuggeschwindigkeit ist
die Überbrückungskupplung über einem bestimmten Niveau im
höchsten Gang vollständig in Eingriff, und die Kupplungskol
ben-Platte wird unmittelbar durch das Wandlergehäuse ange
trieben. Die als Dämpferfeder wirkende Druckfeder kann dabei
durch die Zentrifugalkraft radial auswärts verformt werden,
da die Feder nur teilweise an ihren beiden Enden in der
Richtung radial nach außen gehalten wird. Wenn eine starke
Torsionsschwingung aus Schwankungen im Ausgangsdrehmoment
des Motors auftritt, besteht die Möglichkeit, daß die radial
auswärts gerichtete Verformung jeder Druckfeder bei der Ver
drehung zwischen dem Drehmoment-Eingangsteil und dem Drehmo
ment-Ausgangsteil übermäßig anwächst. Damit wird eine aus
reichende Kompressionsverformung, d. h. eine normale Verfor
mung in der neutralen Achse im Ausgangszustand des Druck
federn-Satzes verhindert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Torsions
schwingungsdämpfer mit langem Weg zu schaffen, bei dem die
vorstehend genannten Nachteile des Standes der Technik nicht
auftreten. Insbesondere soll ein Torsionsschwingungsdämpfer
mit langem Weg für eine Kupplung geschaffen werden, wobei
Schraubenfedern bzw. Dämpferfedern zwischen ein Drehmoment-
Eingangsteil und ein Drehmoment-Ausgangsteil möglichst dicht
am Außenumfang eingefügt sind, um eine ausreichende Kompres
sion jeder Schraubenfeder in ihrer Axialrichtung zu ermög
lichen und damit die Torsionsschwingungsdämpfung zu ver
bessern.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 2
gelöst; die weiteren Ansprüche haben vorteilhafte Ausgestal
tungen zum Gegenstand.
Der erfindungsgemäße Torsionsschwingungsdämpfer zum Übertra
gen eines Drehmoments zwischen einem Antriebsteil und einem
angetriebenen Teil und zum Unterdrücken von Torsionsschwin
gungen weist folgende Bauteile auf: mehrere in Umfangsrich
tung verlaufende Federaufnahmeteile in einem Drehmoment-Ein
gangsteil und einem Drehmoment-Ausgangsteil, und mehrere in
den Federaufnahmeteilen untergebrachte Dämpfungsfedersätze,
die das Drehmoment-Eingangsteil und das Drehmoment-Ausgangs
teil in Drehrichtung elastisch miteinander verbinden. Jeder
Dämpfungsfedersatz besteht dabei aus mehreren hintereinander
angeordneten Druckfedern und einem schwimmenden bzw. losen
Federtrenner, der gegenüber dem Drehmoment-Eingangsteil und
dem Drehmoment-Ausgangsteil verdrehbar ist und mehrere
zwischen aneinander grenzenden Dämpferfedern in einem Dämp
fungsfedersatz liegende Arme aufweist sowie ein Verbindungs
teil, um die Arme über das Verbindungsteil einteilig mit
einander zu verbinden, wobei das Verbindungsteil eine zylin
drische Form hat und bogenförmig sowie drehbar in einer im
wesentlichen zylindrischen Öffnung liegt, die axial in
Umfangsrichtung an einem äußeren zylindrischen Flanschteil
des Torsionsschwingungsdämpfers verläuft, und wobei die Arme
von dem zylindrischen Verbindungsteil radial nach innen
verlaufen.
Weiterhin weist ein Torsionsschwingungsdämpfer für eine
Kupplung zum Übertragen eines Drehmoments zwischen einem
Antriebsteil und einem angetriebenen Teil zur Aufnahme von
Torsionsschwingungen folgende Bauteile auf: mehrere in Um
fangsrichtung verlaufende Federaufnahmeteile in einem Dreh
moment-Eingangsteil und einem Drehmoment-Ausgangsteil, und
mehrere in den Federaufnahmeteilen untergebrachte Dämpfungs
federsätze, die das Drehmoment-Eingangsteil und das Drehmo
ment-Ausgangsteil in Drehrichtung elastisch miteinander ver
binden. Jeder Dämpfungsfedersatz besteht dabei aus mehreren
hintereinander angeordneten Druckfedern und einem schwimmen
den bzw. losen Federtrenner, der gegenüber dem Drehmoment-
Eingangsteil und dem Drehmoment-Ausgangsteil verdrehbar ist
und mehrere zwischen aneinander grenzenden Dämpferfedern in
einem Dämpfungsfedersatz liegende Arme aufweist sowie ein
Verbindungsteil, um die Arme über das Verbindungsteil ein
teilig miteinander zu verbinden. Das Drehmoment-Eingangsteil
weist eine Kupplungskolben-Platte zum Eingriff mit dem An
triebsteil auf sowie mehrere in Umfangsrichtung gleichmäßig
beabstandete Federhaltescheiben, deren Anzahl den Dämpfungs
federsätzen entspricht und die an der Kupplungskolben-Platte
befestigt sowie mit den Dämpfungsfedersätzen axial ausge
richtet sind. Das Verbindungsteil hat eine zylindrische Form
und liegt bogenförmig sowie drehbar in einer im wesentlichen
zylindrischen Öffnung, die axial in Umfangsrichtung zwischen
einer äußeren Umfangsfläche der Federhaltescheiben und einer
inneren Umfangswand eines zylindrischen äußeren Flanschteils
der Kolbenplatte gebildet ist. Die Arme verlaufen von dem
zylindrischen Verbindungsteil radial nach innen. Jedes der
Federaufnahmeteile in dem Drehmoment-Eingangsteil enthält
einen hohlen Federaufnehmeteil mit einem in Umfangsrichtung
verlaufenden Längsschlitz und einem Paar im wesentlichen
U-förmiger Federhalter an den beiden Enden des in Umfangs
richtung verlaufenden Schlitzes. Das zylindrische Verbin
dungsteil wird in dem im wesentlichen U-förmigen Federhalter
verschiebbar geführt. Jedes der Federaufnahmeteile in dem
Drehmoment-Ausgangsteil enthält ein die Feder aufnehmendes
Anschlagteil mit einem Arm, der axial von einer ringförmigen
Basis des Drehmoment-Ausgangsteils abgebogen und an dem an
getriebenen Teil befestigt ist, so daß der axial gebogene
Arm passend in einer Öffnung eines angrenzenden U-förmigen
Federhalters aufgenommen wird. Jeder Arm verläuft konisch
bzw. keilförmig von dem zylindrischen Verbindungsteil radial
nach innen und liegt zwischen zwei gegenüberliegenden Enden
der Dämpferfedern in dem hohlen Federaufnahmeteil, um einen
Druck eines der beiden gegenüberliegenden Federenden auf das
andere über den konischen Arm in der Neutralachse der Dämp
ferfedern zu erlauben.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei
spiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben.
Dabei zeigt:
Fig. 1 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Torsions
schwingungsdämpfers in der Linie A-A der Fig. 2,
Fig. 2 eine teilweise weggeschnittene Rückansicht in Rich
tung des Pfeiles B in Fig. 1,
Fig. 3 eine Teil-Rückansicht eines Quadranten des Torsions
schwingungsdämpfers in Richtung des Pfeiles B der
Fig. 1, (die Drehmoment-Übertragungsscheibe und das
Federhalteteil sind zur deutlicheren Darstellung der
Schraubenfedern im einzelnen weggelassen).
In der Zeichnung, insbesondere Fig. 1, ist der erfindungsge
mäße Torsionsschwingungsdämpfer als Beispiel an einer Über
brückungskupplung 1 für einen sogenannten Sperr-Drehmoment
wandler gezeigt. Der in Fig. 1 dargestellte Sperr-Drehmo
mentwandler besitzt einen Wandlerdeckel 2 in drehfester Ver
bindung mit einer (nicht dargestellten) Kurbelwelle eines
Motors zur Aufnahme des von dem Motor abgegebenen Drehmo
ments, ferner ein mit dem Wandlerdeckel 2 einstückig verbun
denes Flügelrad 3 bzw. eine Pumpe, eine Turbine bzw. einen
Turbinenläufer 4, der in dem Drehmomentwandler dem Pumpen
flügelrad 2 gegenüberliegend angeordnet ist, sowie einen
zwischen dem Pumpenflügelrad und dem Turbinenläufer angeord
neten Stator 5 zur Bildung eines Drehmomentwandlers. Der
Turbinenläufer 4 ist mittels Nieten o. dgl. an einem Flansch
teil 6 einer Turbinennabe 7 befestigt, die ihrerseits an
ihrem Innenumfang einen Keilbereich aufweist, um eine Keil
verbindung zu einer (nicht dargestellten) Eingangswelle
eines automatischen Getriebes zu schaffen.
Zwischen der Innenwand des Wandlerdeckels 2 und der Außen
wand des Turbinenläufers 4 befindet sich eine Überbrückungs
kupplung 1, um eine direkte Verbindung zwischen dem Wandler
deckel und der Turbine zu schaffen. Die Überbrückungskupp
lung 1 weist eine Kolbenplatte 9 auf, die derart auf der
Turbinennabe 7 befestigt ist, daß der innere zylindrische
Flanschteil der Kolbenplatte 9 auf der Nabe 7 axial ver
schiebbar festliegt und in üblicher Weise wie etwa mittels
eines O-Ringes fluiddicht abgedichtet ist. Die Überbrüc
kungskupplung 1 besitzt ferner eine Drehmoment-Übertragungs
platte 10, die derart zwischen die Kolbenplatte 9 und den
Turbinenläufer 4 eingefügt ist, daß sie der in Fig. 1 rech
ten Wandseite der Kolbenplatte 9 zugewandt ist. Die Drehmo
ment-Übertragungsplatte 10 ist an ihrem Innenumfang zusammen
mit dem Turbinenläufer 4 an dem Flanschteil 6 der Turbinen
nabe 6 mittels Nieten befestigt.
Weiterhin sind mehrere Druckfedern vorgesehen, die vielfach
auch als Schraubenfedern oder Dämpferfedern bezeichnet
werden, um die Kolbenplatte 9 und die Drehmoment-Übertra
gungsplatte 10 nachgiebig oder elastisch miteinander zu ver
binden. Die Kolbenplatte 9 hat eine generell ringförmige Ge
stalt und ist einstückig mit einem im wesentlichen zylindri
schen äußeren Flanschteil 12 (dem zylindrischen äußeren
Flanschrand) ausgebildet, der sich vom äußeren Teil der Kol
benplatte axial rückwärts zum Außenumfang des Turbinenläu
fers 4 erstreckt. Ein kreisförmiger Reibring 13 ist an der
in Fig. 1 linken Wand der Kolbenplatte 9 befestigt, so daß
die Kupplungsfläche des Reibringes 13 der Innenwand 2a des
Wandlerdeckels 2 gegenüberliegt. Die Kolbenplatte 9 ist an
ihrer rechten Wandfläche mittels Nieten o. dgl. einteilig mit
Viertel-Federhalteplatten 14 verbunden, die in Umfangsrich
tung in gleichen Abständen angeordnet sind. Wenn auch nicht
im einzelnen dargestellt, ist die Kolbenplatte 9 in üblicher
Weise in Abhängigkeit von der auf die rechte und die linke
Wandseite einwirkenden hydraulischen Druckdifferenz axial
verschiebbar.
Im eingebauten Zustand der Überbrückungskupplung in einem
Fahrzeug mit automatischem Getriebe wird die Kolbenplatte 9
bei niedriger Geschwindigkeit in der gelösten Stellung gemäß
Fig. 1 gehalten. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt
und ein bestimmtes Maß im höchsten Gang überschreitet, be
wegt sich die Kolbenplatte 9 infolge des Anstiegs des auf
die rechte Wandseite der Kolbenplatte 9 wirkenden hydrau
lischen Druckes vorwärts, d. h. in Fig. 1 nach links in die
Eingriffsstellung. In der Eingriffsstellung ist die Kolben
platte 9 über die Kupplungsfläche des kreisförmigen Reibrin
ges 13 fest mit dem Wandlerdeckel 2 gekuppelt. Spezifische
Einzelheiten der Arbeitsweise eines Sperr-Drehmomentwandlers
sind beispielsweise in dem US-Patent 4.305.487 vom 15. De
zember 1981 (Yoshio Sunohara) beschrieben, auf dessen Inhalt
Bezug genommen wird. Wie ersichtlich, bilden in der darge
stellten Ausführungsform die Kolbenplatte 9, der kreisförmi
ge Reibring 13 und die Federhalteplatten 14 gemeinsam ein
Drehmoment-Eingangsteil, während die Drehmoment-Übertra
gungsplatte 10 ein Drehmoment-Ausgangsteil bildet.
Gemäß Fig. 2 ist jede der Viertel-Federhalteplatten 14 als
ein Quadrant ausgebildet, der durch Aufteilen einer ur
sprünglich ringförmigen Scheibe in vier Teile erhalten wird.
Jede Federhalteplatte 14 weist an ihrem äußeren Umfangsrand
einen hohlen Federaufnahmeteil 15 auf. Die Anzahl der hohlen
Federaufnahmeteile 15 entspricht der der Federsätze. Im ein
zelnen bestehen die hohlen Federaufnahmeteile 15 aus einer
in Umfangsrichtung verlaufenden bogenförmigen Öffnung bzw.
einem Schlitz 16, einem Paar von Federträgern 17, 17 an den
beiden Enden der in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitze
16, einer in Umfangsrichtung verlaufenden inneren Federrück
halteplatte 18, die vom inneren Umfangsrand des Schlitzes 16
ausgeht und als Teil eines Federgehäuses für den Innenab
schnitt eines Druckfedersatzes 11, 11 wirkt mit einer ge
krümmten Wandfläche mit einer etwas größeren Krümmung als
die Schraubendruckfeder 11, und aus einer in Umfangsrichtung
verlaufenden äußeren Federrückhalteplatte 19, die vom äuße
ren Umfangsrand des Schlitzes 16 ausgeht und als Teil eines
Federgehäuses für den Außenabschnitt eines Druckfedersatzes
11, 11 wirkt mit einer gekrümmten Wandfläche mit einer etwas
größeren Krümmung als die Schraubendruckfeder 11.
In der gezeigten Ausführungsform sind vier Sätze von Schrau
bendruckfedern 11, 11 in den hohlen Federaufnahmeteilen 15,
so daß die beiden Enden der Druckfedern 11 und 11 in jedem
Federsatz in Anschlag an den beiden Federträgern 17, 17 an
liegen und in Umfangsrichtung durch ein Paar von Federrück
haltern 30 (s. Fig. 3) in einem weiten Umfangsabstand von
einander gehalten werden. Die innere Federrückhalteplatte 18
verhindert zusammen mit der rechten Wand der Kolbenplatte 9
eine radial einwärts gerichtete Verlagerung der Druckfeder
11 und zusammen mit der äußeren Federrückhalteplatte 19 eine
rückwärtige Verlagerung der Druckfeder 11 zu der Drehmoment
wandler-Turbine 4 hin. Andererseits kann eine radial nach
außen gerichtete Verlagerung der Druckfeder 11 durch die
äußere Federrückhalteplatte 19 und ein Verbindungsteil 24
eines losen Federtrenners oder Ausgleichers 23 verhindert
werden, wie noch im einzelnen beschrieben wird.
Unter neuerlicher Bezugnahme auf Fig. 1 ist bei den an der
Kolbenplatte 9 befestigten Federhalteplatten 14 jede Feder
halterung 17 im wesentlichen U-förmig in der Weise ausge
bildet, daß die offene Seite zum Außenumfang des Turbinen
läufers 4 hin weist.
Die Drehmoment-Übertragungsplatte 10 besteht aus einem ring
förmigen Grundkörper 20, der mit Nieten am Flanschteil 6 der
Turbinennabe befestigt ist, und aus vier Federanschlagteilen
21, die in Umfangsrichtung in gleichen Abständen angeordnet
und einstückig mit dem Außenumfang des Grundkörpers 20 aus
gebildet sind. Die vier Federanschlagteile 21 werden von
vier axial abgebogenen Armen 22 gebildet, die jeweils vom
Außenumfang des ringförmigen Grundkörpers 20 in der Weise
abgebogen sind, daß sie passend in den Öffnungen in dem
offenen Teil der beiden zugehörigen U-förmigen Federhalte
rungen 17 aufgenommen werden. Wie aus Fig. 2 deutlich er
sichtlich, ist der gebogene Arm 22 axial und radial mit den
Druckfedern 11 ausgerichtet, so daß die beiden Enden des
gebogenen Arms 22 zur Anlage an den beiden Federrückhaltern
30 kommen können, die an den beiden Enden der den angren
zenden Federhalterungen 17 zugeordneten Druckfedern befe
stigt sind. Zur wirksamen Aufnahme unerwünschter Torsions
schwingungen sind gemäß Fig. 1 die Druckfedern 11, die
Federhalterungen 17 der Federhalteplatten 14 und die gebo
genen Arme 22 der Federanschlagteile 21 axial miteinander
ausgerichtet.
Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, sind die beiden in dem
hohlen Federaufnahmeteil 15 liegenden Druckfedern 11 vonein
ander durch den schwimmenden bzw. losen Federtrenner bzw.
Ausgleicher 23 getrennt, der so angeordnet ist, daß er
gegenüber dem Drehmoment-Eingangsteil und dem
Drehmoment-Ausgangsteil im Bogen verdrehbar bzw. beweglich ist. Der
Federtrenner 23 weist vier keilförmige bzw. konische radiale
Arme 25 und ein Verbindungsteil 24 auf. Jeder keilförmige
Arm 25 liegt zwischen den beiden gegenüberliegenden Enden
der Druckfedern in einem Federsatz, so daß die beiden Druck
federn 11 über den keilförmigen Arm 25 seriell zusammenwir
ken. Der Federtrenner 23 dient dazu, die Kräfte auszuglei
chen, die sich aus Drehmomentschwankungen des Motors ergeben
und in die Druckfedern 11 eingeleitet werden. Wie am besten
aus Fig. 1 und 3 ersichtlich, hat das Verbindungsteil 24
eine zylindrische Form und liegt verdrehbar in einer im
wesentlichen schmalen zylindrischen Öffnung d, die zwischen
der Außenfläche der Federhalteplatten 14 und der inneren
zylindrischen Fläche des äußeren zylindrischen Flanschteils
12 an der Kolbenplatte 9 gebildet ist.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß das zylindrische Verbin
dungsteil 24 auf den im wesentlichen U-förmigen Federhalte
rungen 17 geführt ist. Die keilförmigen Arme 25 (vier in der
dargestellten Ausführungsform) sind einstückig mit dem zy
lindrischen Verbindungsteil 24 ausgebildet und in gleichen
gegenseitigen Umfangsabständen angeordnet, so daß jeder
keilförmige Arm 25 von dem Verbindungsteil 24 radial nach
innen weist und daß sich jeder keilförmige Arm 25 über seine
Länge verjüngt, mit der größten Breite am Ansatzteil und der
kleinsten Breite am freien Ende. Dabei liegt jeder keilför
mige Arm 25 zwischen den beiden gegenüberliegenden Feder
enden in dem hohlen Federaufnahmeteil 15 und stellt dabei
eine zuverlässige Kraftübertragung von einem der gegenüber
liegenden Federenden der aneinandergrenzenden Druckfedern 11
auf das andere Federende über den verjüngten Arm 25 in deren
neutraler Achse sicher, d. h. in der Umfangsrichtung.
Diese zuverlässige Kraftübertragung ermöglicht es den beiden
Druckfedern 11 eines Federsatzes, seriell zusammenzuwirken
und führt damit zu einer weitgehenden Druckdeformation der
Druckfedern bei einer gegenseitigen Verdrehung des Drehmo
ment-Eingangsteils und des Drehmoment-Ausgangsteils, wobei
gleichzeitig eine unerwünschte Deformation jeder Druckfeder
in radialer Richtung nach außen rechtwinklig zur neutralen
Achse der Druckfeder vermieden wird. Da ferner jeder keil
förmige Arm 25 von dem zylindrischen Verbindungsteil 24
radial nach innen weist, kann die kleinste Breite am
Spitzenende des keilförmigen Arms 25 soweit wie möglich
verringert werden. Dies führt zu einer Vergrößerung der
Gesamtlänge der Dämpferfeder 11.
Wenn sich bei dem vorstehend erläuterten Aufbau das Drehmo
ment-Eingangsteil gegenüber dem Drehmoment-Ausgangsteil ver
dreht, wirken die vier Federsätze gleichzeitig und parallel
zueinander, und desgleichen wirken die Druckfedern in jedem
Federsatz infolge der synchronen Drehung jedes keilförmigen
Federtrennerarms 25 mit dem zylindrischen Verbindungsteil 24
seriell miteinander. Die Außenflächen der Federhalterungen
17 an den Federhalteplatten 14 sind der Innenfläche des
äußeren zylindrischen Flanschteils 12 an der Kolbenplatte 9
zugeordnet, um eine Bewegung des zylindrischen Verbindungs
teils 24 radial nach außen und nach innen zu begrenzen. Die
dem Turbinenläufer 4 zugewandte rechte Wandfläche der Kol
benplatte 9 und die in Umfangsrichtung verlaufende äußere
Federhalterung 19 wirken zusammen, um die axiale Bewegung
des Verbindungsteiles 24 zu begrenzen.
Die mit einem Torsionsschwingungsdämpfer der vorstehend
erläuterten erfindungsgemäßen Art ausgerüstete Überbrüc
kungskupplung 1 arbeitet wie folgt.
Wenn die Überbrückungskupplung 1 bei einer Fahrzeuggeschwin
digkeit, die höher ist als eine vorgegebene Geschwindigkeit
im höchsten Gang, in die Eingriffs- bzw. Sperrstellung ge
bracht wird, befindet sich der kreisförmige Reibungsring 13
der Kolbenplatte 9 in vollständigem Reibungskontakt mit der
Innenwand 2a des Wandlerdeckels 2, was dazu führt, daß der
Wandlerdeckel 2 mechanisch mit dem Turbinenläufer 4 gekup
pelt wird und somit die Motorkurbelwelle über die Überbrüc
kungskupplung 1 mit der (nicht dargestellten) Eingangswelle
verbunden ist. Das von dem Wandlerdeckel 2 auf die Kolben
platte 9 der Überbrückungskupplung übertragene Drehmoment
wird ferner durch die Druckfedern 11 auf die Drehmoment-
Übertragungsplatte 10 und dementsprechend auf die Turbinen
nabe 7 übertragen. Im Fall von Drehmomentschwankungen, d. h.
unerwünschten Torsionsschwingungen, tritt eine relative Ver
drehung des Drehmoment-Ausgangsteils gegenüber dem Drehmo
ment-Eingangsteil auf. Infolge dieser relativen Verdrehung
wirken die Druckfedern 11 in jedem Federsatz seriell mitein
ander über den keilförmigen Federtrennerarm 25, der zwischen
den beiden von dem hohlen Federaufnahmeteil 15 aufgenommenen
Druckfedern liegt. Die Verbindung der Druckfedern in jedem
Federsatz hintereinander stellt eine ausreichende Federlänge
sicher, die sich aus der Summe der gesamten Federlängen der
Druckfedern in jedem Federsatz ergibt. Im Ergebnis können
unerwünschte Torsionsschwingungs-Komponenten in dem über
tragenen Drehmoment wirksam absorbiert werden.
Da in der geschilderten Weise die keilförmigen Arme 25 des
losen Federtrenners mittels des Verbindungsteils 24 mitein
ander verbunden sind, welches zylindrisch ausgebildet und
koaxial zur Achse der Kupplung angeordnet ist, und welches
in einer schmalen zylindrischen Öffnung an einem in Umfangs
richtung äußeren Flanschteil der Kupplung liegt, wird der
äußere Umfangsabschnitt der Kupplung nicht von dem zylindri
schen Verbindungsteil eingenommen. Jeder Federsatz kann des
halb so dicht wie möglich am äußersten Umfangsabschnitt der
Kupplung vorgesehen werden, und dementsprechend kann eine
Druckfeder mit ausreichender Länge und ausreichendem Durch
messer eingesetzt werden. Infolgedessen können der Wirkungs
grad der Torsionsschwingungsdämpfung und die Haltbarkeit der
in dem Torsionsschwingungsdämpfer eingesetzten Druckfedern
deutlich verbessert werden.
Da in der dargestellten Ausführungsform das zylindrische
Verbindungsteil 24 in einer begrenzten zylindrischen Öffnung
d liegt, die in Radialrichtung schmal und in Axialrichtung
weit ist, kann es einfacher und kompakter in der Überbrüc
kungskupplung-Anordnung untergebracht werden, als es bei be
kannten Anordnungen der Fall ist. Das besagt, daß das zylin
drische Verbindungsteil 24 lose in die zylindrischen Öffnung
d zwischen der äußeren Umfangsfläche der Federhalteplatten
14 und der inneren Umfangswand des zylindrischen äußeren
Flanschteils 12 der Kolbenplatte 9 eingesetzt ist und diese
Anordnung vermeidet, daß das Verbindungsteil 24 unnötig den
Raum radial außerhalb der Druckfedern 11 in der Überbrüc
kungskupplung einnimmt, und es ermöglicht, die axiale Länge
bzw. Breite des Verbindungsteiles 24 zu vergrößern. Die ver
größerte axiale Länge des Verbindungsteiles 24 erlaubt es,
die mechanische Festigkeit und/oder Steifigkeit des Verbin
dungsteiles 24 zu erhöhen, ohne den Platz radial außerhalb
der Druckfedern 11 mehr als unbedingt nötig zu beanspruchen.
Unabhängig davon, daß der erfindungsgemäße Torsionsschwin
gungsdämpfer vorstehend anhand einer Überbrückungskupplung 1
für ein automatisches Getriebe mit einem sogenannten
Sperr-Drehmomentwandler beschrieben worden ist, kann der Torsions
schwingungsdämpfer auch an einer Scheibenkupplung eines
Handschaltgetriebes verwirklicht werden. Obgleich in der
erläuterten Ausführungsform einzelne Schraubenfedern gezeigt
sind, kann jede Feder ein geschachtelter Satz zweier oder
mehrerer konzentrischer Federn sein, und es können auch in
Abhängigkeit von der gewünschten Dämpfungswirkung die Druck
federn in einem Federsatz unterschiedliche Federcharakteri
stiken aufweisen. Anstelle eines Federsatzes aus zwei Druck
federn kann ein Federsatz z. B. auch aus drei Druckfedern be
stehen. In diesem Fall muß zum Trennen der drei Druckfedern
in jedem Federsatz die Anzahl der keilförmigen Arme des
losen Federtrenners zwei betragen. Wenn auch bei der be
schriebenen Ausführungsform der Federtrenner aus mehreren
keilförmigen Armen und einem zylindrischen Verbindungsteil
besteht, das einstückig mit den keilförmigen Armen ausgebil
det ist, so können die keilförmigen Arme auch mit dem Ver
bindungsteil durch Punktschweißen o. dgl. einteilig verbunden
sein.
Die Erfindung läßt sich wie folgt zusammenfassen: Ein Tor
sionsschwingungsdämpfer für eine Kupplung zum Übertragen
eines Drehmoments zwischen einem Antriebsteil und einem an
getriebenen Teil und zum Aufnehmen von Torsionsschwingungen
enthält mehrere in Umfangsrichtung verlaufende Federaufnah
meteile 15, 21 in einem Drehmoment-Eingangsteil 9, 13, 14
und einem Drehmoment-Ausgangsteil 10, mehrere Sätze von
Dämpfungsfedern, die in die Federaufnahmeteile 15, 21 einge
setzt sind, und einen losen Federtrenner 23, der gegenüber
dem Drehmoment-Eingangsteil und dem Drehmoment-Ausgangsteil
drehbar ist und mehrere zwischen aneinander grenzende Dämp
ferfedern 11 eines Dämpferfedersatzes eingefügte Arme 25 auf
weist, sowie ein mit den Armen einteilig ausgebildetes Ver
bindungsteil 24. Das Verbindungsteil 24 besitzt eine zylin
drische Form und ist bogenförmig drehbar in einer im wesent
lichen zylindrischen Öffnung d, die sich axial und in Um
fangsrichtung um einen zylindrischen äußeren Flanschteil der
Anordnung erstreckt. Die keilförmigen Arme 25 ragen von dem
zylindrischen Verbindungsteil 24 radial nach innen vor.
Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abwandlungen
möglich.
Claims (5)
1. Torsionsschwingungsdämpfer zum Übertragen eines Drehmo
ments zwischen einem Antriebsteil und einem angetriebenen
Teil und zum Aufnehmen von Torsionsschwingungen, gekenn
zeichnet durch:
mehrere in Umfangsrichtung verlaufende Federaufnahmeteile (15, 21) in einem Drehmoment-Eingangsteil (9, 13, 14) und einem Drehmoment-Ausgangsteil (10),
mehrere Sätze von Dämpfungsfedern, die derart in die Feder aufnahmeteile (15, 21) eingesetzt sind, daß das Drehmoment- Eingangsteil und das Drehmoment-Ausgangsteil in ihrer Dreh richtung über die Dämpfungsfedersätze elastisch miteinander gekuppelt sind, wobei jeder Dämpfungsfedersatz aus mehreren hintereinander angeordneten Druckfedern (11) besteht,
einen losen Federtrenner (23), der gegenüber dem Drehmo ment-Eingangsteil und dem Drehmoment-Ausgangsteil drehbar ist und mehrere zwischen aneinander grenzende Dämpferfedern (11) eines Dämpferfedersatzes eingefügte Arme (25) aufweist, sowie ein Verbindungsteil (24), um die Arme (25) einteilig über das Verbindungsteil miteinander zu verbinden,
wobei das Verbindungsteil (24) eine zylindrische Form auf weist und bogenförmig drehbar in einer im wesentlichen zy lindrischen Öffnung (d) liegt, die sich in Umfangsrichtung und axial um einen zylindrischen äußeren Flanschteil des Torsionsschwingungsdämpfers erstreckt, und
wobei die Arme (25) von dem zylindrischen Verbindungsteil (24) radial nach innen vorragen.
mehrere in Umfangsrichtung verlaufende Federaufnahmeteile (15, 21) in einem Drehmoment-Eingangsteil (9, 13, 14) und einem Drehmoment-Ausgangsteil (10),
mehrere Sätze von Dämpfungsfedern, die derart in die Feder aufnahmeteile (15, 21) eingesetzt sind, daß das Drehmoment- Eingangsteil und das Drehmoment-Ausgangsteil in ihrer Dreh richtung über die Dämpfungsfedersätze elastisch miteinander gekuppelt sind, wobei jeder Dämpfungsfedersatz aus mehreren hintereinander angeordneten Druckfedern (11) besteht,
einen losen Federtrenner (23), der gegenüber dem Drehmo ment-Eingangsteil und dem Drehmoment-Ausgangsteil drehbar ist und mehrere zwischen aneinander grenzende Dämpferfedern (11) eines Dämpferfedersatzes eingefügte Arme (25) aufweist, sowie ein Verbindungsteil (24), um die Arme (25) einteilig über das Verbindungsteil miteinander zu verbinden,
wobei das Verbindungsteil (24) eine zylindrische Form auf weist und bogenförmig drehbar in einer im wesentlichen zy lindrischen Öffnung (d) liegt, die sich in Umfangsrichtung und axial um einen zylindrischen äußeren Flanschteil des Torsionsschwingungsdämpfers erstreckt, und
wobei die Arme (25) von dem zylindrischen Verbindungsteil (24) radial nach innen vorragen.
2. Torsionsschwingungsdämpfer für eine Kupplung zum Über
tragen eines Drehmoments zwischen einem Antriebsteil (2) und
einem angetriebenen Teil (4, 6, 7) und zum Aufnehmen von
Torsionsschwingungen, gekennzeichnet durch:
mehrere in Umfangsrichtung verlaufende Federaufnahmeteile (15, 21) in einem Drehmoment-Eingangsteil (9, 13, 14) und einem Drehmoment-Ausgangsteil (10),
mehrere Sätze von Dämpfungsfedern, die derart in die Feder aufnahmeteile (15, 21) eingesetzt sind, daß das Drehmoment- Eingangsteil und das Drehmoment-Ausgangsteil in ihrer Dreh richtung über die Dämpfungsfedersätze elastisch miteinander gekuppelt sind, wobei jeder Dämpfungsfedersatz aus mehreren hintereinander angeordneten Druckfedern (11) besteht,
einen losen Federtrenner (23), der gegenüber dem Drehmo ment-Eingangsteil und dem Drehmoment-Ausgangsteil drehbar ist und mehrere zwischen aneinander grenzende Dämpferfedern (11) eines Dämpferfedersatzes eingefügte Arme (25) aufweist, sowie ein Verbindungsteil (24), um die Arme (25) einteilig über das Verbindungsteil miteinander zu verbinden,
eine dem Drehmoment-Eingangsteil zugeordnete Kupplungs-Kol benplatte (9) zum Eingriff mit dem Antriebsteil (2) sowie mehrere in gleichen Umfangsabständen angeordnete Federhalte platten (14) in einer den Dämpfungsfedersätzen entsprechen den Anzahl, die an der Kupplungs-Kolbenplatte (9) befestigt und mit den Dämpfungsfedersätzen axial ausgerichtet sind,
wobei das Verbindungsteil (24) eine zylindrische Form auf weist und bogenförmig drehbar in einer im wesentlichen zy lindrischen, sich in Umfangsrichtung und axial erstreckenden Öffnung (d) liegt, die zwischen einer äußeren Umfangsfläche der Federhalteplatten (14) und einer inneren Umfangswand eines zylindrischen äußeren Flanschteils der Kolbenplatte (9) gebildet ist, und
wobei die Arme (25) von dem zylindrischen Verbindungsteil (24) radial nach innen vorragen.
mehrere in Umfangsrichtung verlaufende Federaufnahmeteile (15, 21) in einem Drehmoment-Eingangsteil (9, 13, 14) und einem Drehmoment-Ausgangsteil (10),
mehrere Sätze von Dämpfungsfedern, die derart in die Feder aufnahmeteile (15, 21) eingesetzt sind, daß das Drehmoment- Eingangsteil und das Drehmoment-Ausgangsteil in ihrer Dreh richtung über die Dämpfungsfedersätze elastisch miteinander gekuppelt sind, wobei jeder Dämpfungsfedersatz aus mehreren hintereinander angeordneten Druckfedern (11) besteht,
einen losen Federtrenner (23), der gegenüber dem Drehmo ment-Eingangsteil und dem Drehmoment-Ausgangsteil drehbar ist und mehrere zwischen aneinander grenzende Dämpferfedern (11) eines Dämpferfedersatzes eingefügte Arme (25) aufweist, sowie ein Verbindungsteil (24), um die Arme (25) einteilig über das Verbindungsteil miteinander zu verbinden,
eine dem Drehmoment-Eingangsteil zugeordnete Kupplungs-Kol benplatte (9) zum Eingriff mit dem Antriebsteil (2) sowie mehrere in gleichen Umfangsabständen angeordnete Federhalte platten (14) in einer den Dämpfungsfedersätzen entsprechen den Anzahl, die an der Kupplungs-Kolbenplatte (9) befestigt und mit den Dämpfungsfedersätzen axial ausgerichtet sind,
wobei das Verbindungsteil (24) eine zylindrische Form auf weist und bogenförmig drehbar in einer im wesentlichen zy lindrischen, sich in Umfangsrichtung und axial erstreckenden Öffnung (d) liegt, die zwischen einer äußeren Umfangsfläche der Federhalteplatten (14) und einer inneren Umfangswand eines zylindrischen äußeren Flanschteils der Kolbenplatte (9) gebildet ist, und
wobei die Arme (25) von dem zylindrischen Verbindungsteil (24) radial nach innen vorragen.
3. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß jedes der hohlen Federaufnahmetei
le (15) in dem Drehmoment-Eingangsteil einen hohlen Feder
aufnahmeteil (15) mit einem in Umfangsrichtung verlaufenden
bogenförmigen Schlitz (16) aufweist, ferner ein Paar U-för
miger Federhalterungen (17) an beiden Enden des in Umfangs
richtung verlaufenden Schlitzes (16), eine in Umfangsrich
tung verlaufende innere Federrückhalteplatte (18), die sich
vom Innenrand des Schlitzes (16) erstreckt und Teil eines
Federgehäuses für den Innenabschnitt von Dämpferfedern (11)
in einem Dämpferfedersatz bildet mit einer gekrümmten Wand
fläche von etwas größerer Krümmung als die Dämpferfedern,
und eine in Umfangsrichtung verlaufende äußere Federrück
halteplatte (19), die sich vom Außenrand des Schlitzes (16)
erstreckt und Teil eines Federgehäuses für den Außenab
schnitt der Dämpferfedern (11) bildet mit einer gekrümmten
Wandfläche von etwas größerer Krümmung als die Dämpferfe
dern, und daß das zylindrische Verbindungsteil (24) auf den
im wesentlichen U-förmigen Federhalterungen (17) geführt
ist.
4. Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Federaufnahmeteil
(21) in dem Drehmoment-Ausgangsteil ein Federanschlagteil
(21) mit einem Arm (22) aufweist, der von einer ringförmigen
Basis des an dem angetriebenen Teil befestigten
Drehmoment-Ausgangsteils derart axial abgebogen ist, daß der axial ab
gebogene Arm (22) passend in einer Öffnung der angrenzenden
U-förmigen Federhalterungen (17) aufgenommen ist.
5. Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Arme (22) keil
förmig verjüngt von dem zylindrischen Verbindungsteil (24)
radial nach innen ragt und zwischen zwei gegenüberliegenden
Enden der Dämpferfedern (11) innerhalb des die Federn auf
nehmenden hohlen Teils (15) liegt, um einen Druck von einem
der beiden Federenden auf das andere über den keilförmigen
Arm in der Neutralachse der Dämpferfedern zu ermöglichen.
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