DE2508878A1

DE2508878A1 - Torsionsdaempfende einrichtung

Info

Publication number: DE2508878A1
Application number: DE19752508878
Authority: DE
Inventors: Gerard Marie Alfred Degennes
Original assignee: Francaise du Ferodo SA
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1974-04-12
Filing date: 1975-02-28
Publication date: 1975-10-23
Also published as: DE2508878C2; FR2270491B2; ES435141A1; FR2270491A2

Description

PATENTANWÄLTE

D R. -IN G. H. FINCKE DIPL.-ING. H. BOHR DIPL.-INS. S. STAEGER

β MÖNCHEN B, MOIIeritraS. 31 Fernruf: (089)·2ί60« Telegramm·: Claims München Telex: 523903 claim d

2821975

Patentanwälte Dr. Finde ■ Bohr · Staeger ■ 8 München 5 · MOIIentroSe

Mapp.No.A098 - Case 816/8

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Besen reibung zum Patentgesuch

der Firma S.A. FRANCAISE DU FERODO Paris / Frankreich

betreffend

Tors ions dämpfende Einrichtung"

Priorität: 12.4.1974 - FRANKREICH

Die vorliegende Erfindung betrifft, allgemein betrachtet, torsionsdämpfende Einrichtungen und ihre Anwendung, insbesondere bei Kraftfahrzeugen.

Sie bezieht sich vor allem auf torsionsdämpfende Einrichtungen mit zwei drehbaren Koaxialteilen, die um zumindest einen Winkelabschnitt gegeneinander drehbar ange-

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ordnet sind und zwischen den genannten Teilen in Umfangs-. richtung federnde Einrichtungen aufweisen, wobei einer dieser Teile aus zwei Koaxialelementen besteht, die gegeneinander um einen Drehwinkel schwingbar angeordnet sind, der durch zwischen den genannten Elementen angeordnete Verzahnungen begrenzt ist, so daß drei drehbare koaxiale Bauteile vorgesehen sind, nämlich zwei Elemente, die die beiden den einen Teil bildenden Elemente darstellen, und ein drittes, das den anderen Teil bildet, zusammenwirkend mit einer Zentriereinrichtung, die dazu dient, die genannten Elemente in eine mittlere Zwischenstellung zurückzuführen, die zwischen den Grenzen ihres jeweiligen Schwingungssektors liegt.

Mit einer solchen Vorrichtung ist die gleichmässige Übertragung des Drehmoments gewährleistet, das auf den einen Teil ausgeübt wird, wenn der andere seinerseits einem Drehmoment unterworfen ist, d.h., es werden die Vibrationen geglättet, die sich längs der gesamten kinematischen Kette entwickeln können, in die die Vorrichtung eingebaut ist.

Genauer gesagt bleibt bei kleinen Ausschlägen der Drehschwingungen zwischen den beiden Bestandteilen einer solchen \brrichtung das übertragene Drehmoment vorteilhafterweise gering, solange nicht die zwischen den beiden Elementen, die den einen Teil bilden, vorgesehene Verzahnung eine wirksame Antriebsübertragung von dem einen Element auf das andere herstellen, wobei diese Anordnung für einige spezielle Anwendungsfälle besonders geeignet ist, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wo sie das Entstehen der verschiedensten Geräusche verhindert, etwa Getriebegerausehe oder Leerlaufgeräusche, die auf Stöße zurückzuführen sind, die zwischen den Verzahnungen der Zahnräder des Wechselgetriebes eines solchen Fahrzeugs auftreten, wenn das Getriebe in Leerluftstellung ist, und die durch Schwankungen in der Motordrehzahl

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verursacht sind·

Bei den bisher bekannten Dämpfungsvorrichtungen dieser Art hat die für die elastische Rückführung in die Mittellage der beiden den einen Teil der Vorrichtung.bildenden Elemente vorgesehene Zentriereinrichtung in dieser Mittellage eine elastische Gesamtbelastung Null.

Es handelt sich beispielsweise um Federn, die paarweise zu zweien einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei sich jede Feder mit ihren Enden gegen eine Schulter abstützt, die zu jeweils einem der beiden Elemente gehört, zwischen denen die Federn angeordnet sind.

Da die Gesamtbelastung dieser Zentriereinrichtung in der Ruhelage normalerweise gleich Null ist, folgt, daß diese Zentriereinrichtung nicht in der Lage ist, in dieser Ruhestellung oder in der Nähe dieser Ruhestellung das Moment zu überwinden, das auf die Reibung der häden Elemente, zwischen denen sie angeordnet sind, zurückzuführen ist, sei nun dieses Moment auf die charakteristische innere Reibung einer solchen Vorrichtung zurückzuführen oder sei es von absichtlich zwischen diesen Elementen vorgesehenen reibungsausübenden Mitteln hervorgerufen..

Infolgedessen nehmen die beiden Elemente, die denbetrachteten Teil ausmachen, in der Ruhestellung eine zufallsbedingte gegenseitige Winkellage ein, die daher auch Undefiniert ist und sich in den Grenzen eines Toleranzbereichs bewegt, der sich von ihrer theoretischen Ruhelage aus nach beiden Richtungen erstreckt und der von den in Frage kommenden Reibungswerten und der Art der benutzten federnden Zentriermittel abhängt.

Die daraus sich ergebende Ungenauigkeit hinsichtlich des

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Ausgangspunkts der relativen Drehschwingung zwischen den beiden die Vorrichtung bildenden Teilen und, genauer gesagt, hinsichtlich des Ausgangspunktes des ersten Abschnitts dieser Schwingung, setzt beim praktischen Betrieb die Ausdehnung dieses Schwingungsbereichs, der praktisch noch für den Zweck der Geräuschabsorption, für die dieser Schwingungs· bereich vorgesehen war, zur Verfügung steht, herab.

Für die Praxis ergibt sich daraus die Notwendigkeit, diesen ersten Schwingungsabschnitt zu verlängern, um die Verkleinerung zu berücksichtigen, die der Schwingungsbereich beim Betrieb erfahren kann.

Die Vergrösserung eines solchen Drehschwingungsbereichs geht aber notwendigerweise auf Kosten der Festigkeit der für die Begrenzung vorgesehenen Verzahnungen,

Der Erfindung liegt, allgemein ausgedrückt, die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen.

Genauer gesagt, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine torsionsdämpfende Einrichtung der obengenannten Art zu entwickeln, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Zentriereinrichtung, mit der die torsionsdämpfende Einrichtung zwecks elastischer Rückführung der beiden, den einen Teil der Einrichtung bildenden Elemente in die Mittellage ausgestattet ist, mindestens ein federndes Organ aufweist, das sich in der Verzahnungszone der genannten Elemente befindet und sich mit jeweils einem seiner Enden in der Ruhestellung an einer Schulter jedes der Elemente abstützen kann,

Daraus ergibt sich, daß ein solches federndes Organ zweckmässigerweise in der Ruhestellung eine Vorspannung besitzt, und diese Vorspannung so groß gewählt wird, daß sip minde-

- H «
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stens gleich dem Moment ist, das aus dap Reibung entsteht, die zu Beginn der relativen Drehbewegung zwischen den beiden Koaxialteilen auftritt, die -die Einrichtung ausmachen ·

Auf diese Weise ist, da das auf diese Vorspannung zurückzuführende Moment mit Sicherheit das Moment zu übertreffen vermag, das auf die in der Nähe der Ruhestellung auftretende Reibung zwischen den beiden Elementen, die das betrachtete Teil der Einrichtung ausmachen, zurückzuführen ist, diese Ruhestellung immer wohldefiniert.

Die Merkmale und Besonderheiten der Erfindung ergeben sich im übrigen aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, wobei auf die schematische Zeichnung Bezug genommen wird, die folgendes darstellt:

Fig. 1 eine Teilansicht einer torsionsdämpfenden Einrichtung gemäß der Erfindung;

Fig· 2 einen Axialschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. längs der Linie H-II;

Fig. 3 einen Ausschnitt aus dem Axialschnitt in grösserem Maßstab mit der Ansicht eines Details aus Fig. 2;

Fig. *♦ einen Teilquerschnitt durch die torsions dämpfende Einrichtung gemäß der Erfindung, geschnitten längs der Linie IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 ein Kurvenbild, das allgemein die Funktionsweise einer derartigen torsionsdämpfenden Einrichtung wiedergibt;

Fig. 6 ein Teildiagramm, das das Verhalten der torsions-

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dämpfenden Einrichtung in der Nähe der Ruhestellung wiedergibt;

ein. der Fig. 6 entsprechendes Teildiagrairm, das das Verhalten einer torsionsdämpfenden Einrichtung nach demStand der Technik wiedergibt;

Fig. 8 ein Teildiagramm entsprechend Fig, 6 für eine abgeänderte Ausführungsform der torsionsdämpfenden Einrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 9 eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung einer weiteren AusführungsVariante;

Fig.10 eine perspektivische Ansicht eines elastischen Organs, wie es bei dieser Ausführungsvariante verwendet wird;

Fig.11 eine Teilansicht einer weiteren Ausführungsform der torsionsdämpfenden Einrichtung gemäß der Erfindung;

Fig.12 einen Axialschnitt durch diese AusführungsVariante längs der Linie XII-XII in Fig. 11;

Fig.13 einen Teilquerschnitt durch die genannte Variante in grösserem Maßstab und geführt längs der Linie XIII-XIII in Fig. 12, wobei die beiden das eine . Koaxialteil der Einrichtung bildenden Elemente sich in der Ruhestellung befinden;

Fig.m eine der Fig. 13 entsprechende Ansicht, in der sich das eine Element in der einen Extremstellung gegenüber dem anderen befindet.

Gemäß der in den Figuren wiedergegebenen Ausführungsform

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weist die torsionsdämpfende Einrichtung nach der Erfindung eine Hilfseinrichtung 10 auf, die sich innerhalb von Auskehlungen 11 befindet, um eine drehfeste Verbindung mit einer beliebigen, nicht gezeichneten geriffelten Welle herzustellen, und die an der Aussenseite einen herumlaufenden Streifen 10^f aufweist, über den auf einem Kreis angeordnet radial stehende Zähne 12 verteilt sind; der die Zähne 12 tragende Streifen 10' erstreckt sich nur über einen Teil der axialen Länge der Nabe 10 und hat Abstand von beiden Enden der Nabe; die genannten Zähne 12 haben im Winkelmaß eine Fußbreite OD (Fig. 4).

Die Nabe 10 ist radial von einer kreisförmigen Nabenscheibe 13 umgeben, an deren innerem Rand, d.h. an dem dem Streifen 10' der Nabe 10 gegenüberliegenden Streifen, Ausnehmungen 14, die an der offenen Seite eine öffnung von OD' im Winkelmaß aufweisen; diese öffnung OD^f ist größer als der öffnungswinkel OD, der den Abmessungen des Fußes der Zähne 12 der Nabe 10 entspricht; die Ausnehmungen14 laufen in Zähne 15 aus.

Die Ausnehmungen 14 und damit auch die Zähne 15 der Nabenscheibe 13 sind über die Nabenscheibe kreisförmig verteilt.

Die Nabenscheibe 13. greift mit ihren Ausnehmungen 14 über die Zähne 12 der Nabe 10 und es sind weiter unten näher beschriebene Zentriermittel vorgesehen, damit in der Ruhestellung beiderseits jedes Zahnes 12 ein jeweils gleiches Spiel J zwishen einerseits der Flanke dieses Zahns und andererseits der entsprechenden Flanke der Ausnehmung 14, die über den Zahn 12 greift, gegeben ist.

Die Zähne 12 der Nabe 10 und die Zähne 15 der Nabenscheibe

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13, die die Ausnehmungen IU der Nabenscheibe begrenzen, sind somit jeweils paarweise, je einem der Elemente angehörend, ineinander verschränkt und stellen eine gegenseitige Verzahnung dar, die wegen des Spiels J eine gegenseitige Winkelbewegung der beiden Elemente gegeneinander nach beiden Seiten von ihrer mittleren Ruhelage aus gestatten.

Die beiden drehbaren Koaxialelemente bilden zusammen einen ersten Teil der Vorrichtung, dem ein zweiter Teil zugeordnet ist, der koaxial zu dem erstgenannten Teil liegt.

Dieser zweite Teil weist zwei Ringflansche 16, 16' auf, die axial versetzt gegenüber der Nabenscheibe 13 zu deren beiden Seiten mit Abstand von ihr angeordnet sind; ferner ist eine Scheibe 17 vorgesehen, die bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel an dem Flansch 16 angebracht ist und die an ihrem Umfang beiderseits Reibbeläge 18 bzw. 18' trägt.

Der Flansch 16, die Scheibe 17 und der Flansch 16', die zusammen den zweiten Teil bilden, sind durch Zapfen 19 untereinander fest verbunden, die parallel zu der Achse der Nabe 10 verlaufen und durch öffnungen greifen, die zu diesem Zweck in der Nabenscheibe 13 vorgesehen sind.

In an sich bekannter Weise ist eine federnde Einrichtung zwischen die beiden die Einrichtung bildenden Koaxialteile gesetzt und diese federnde Einrichtung besteht aus einer Anzahl Federn, die praktisch tangential auf einer bestimmten Kreislinie der Nabenscheibe 13 angeordnet sind.

Bei dem gezeichneten Ausftihrungsbo.ispiel und in an sich bekannter Anordnungsweise - die daher hier nicht im einzelnen erörtert werden soll - sind drei Gruppen unterschiedlicher Federn vorgesehen: zunächst gibt es zwei dia-

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Λ.

metral einander gegenüberstehende Federn 2OA, ferner gibt es zwei diametral einander gegenüberstehende Federn 20B, die um 90° gegenüber den erstgenannten Federn versetzt sind und schließlich gibt es vier Federn 20C, die im rechten Winkel zueinander angeordnet sind und jeweils zwischen einer Feder 20A und einer Feder 20B angeordnet sind.

Die verschiedenen Federn liegen in Fenstern, die sich teilweise in der Nabenscheibe 13 und teilweise in den Flanschen 16, 16' und der Scheibe 17 befinden.

Nach einer bekannten Anordnungsweise, die daher hier auch nicht näher beschrieben werden soll, weisen diese Fenster unterschiedliche Öffnungen auf, so daß zunächst die Federn 20A, dann die Federn 20B und schließlich die Federn 20C in Aktion treten können, wenn eine relative Drehbewegung der beiden obengenannten Koaxialteile, die die Einrichtung ausmachen, gegeneinander auftritt.

Nach einer ebenfalls bekannten Anordnungsweise ist eine Reibscheibe 21 vorgesehen, die axial versetzt zwischen dem Flansch 16 und der Nabenscheibe 13 angeordnet ist} ferner gibt es eine Reibscheibe 23, eine Reibscheibe 24 und eine Wellscheibe 25 mit Federwirkung in axialer Richtung; diese Scheiben sind axial hintereinander zwischen der Nabenscheibe 13 und dem Flansch 16· angeordnet, wobei die Reibscheibe 24 durch Ausnehmungen an den Zapfen 19 festgelegt ist.

Die genannten Scheiben 21, 23, 24 und 25 erstrecken sich nicht bis an die Nabe 10, sondern lassen zur Nabe hin zwischen den Flanschen 16 und 16* einen Raum 26 frei, der sich beiderseits der Zahneingriffszone der Zähne 12 und 15 erstreckt, die, wie oben erwähnt, zwischen der Nabe 10 und

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der Nabenscheibe 13 ausgebildet sind·

Nach einem Merkmal der Erfindung ist in dieser Verzahnungszone die Zentriereinrichtung zwischen den beiden Elementen vorgesehen, die von der Nabe 10 bzw. der Nabenscheibe 13 gebildet werden.

Diese Zentriereinrichtung weist nach einem anderen Merkmal der Erfindung ein federndes Organ auf, das mit jeweils einem seiner Enden sich einerseits an eine Schulter an der Nabe 10 und andererseits an eine Schulter an der Nabenscheibe 13 anlehnen kann.

Entsprechend der gezeichneten Ausführungsform ist dieses elastische Organ als Feder 28 und zwar als Schraubenfeder ausgeführt, die sich radial zwischen der Nabe 10 und der Nabenscheibe 13 in einem Raum 29 angeordnet findet, der durch zwei Ausnehmungen 30 bzw. 31 gebildet ist, die zwischen zwei Zähnen 12 der Nabe 10 bzw. zwischen zwei Zähnen 15 der Nabenscheibe 13 vorgesehen sind, wobei jede dieser Ausnehmungen in Richtung des Kreisumfangs durch Schultern 32, 33 begrenzt ist.

Bei dem in den Fig. 1 bis,·* gezeichneten Ausführungsbeispiel haben die Schultern 32, die die Begrenzungen der Ausnehmung 30 der Nabe 10 in Umfangsrichtung darstellen, Abstand von den entsprechenden Kanten der Zähne 12 dieser Nabe 10, zwischen denen diese Ausnehmung 30 liegt und praktisch wird die Ausnehmung durch einen Schnitt erzeugt, der, radial zu dem entsprechenden Streifen 10· der Nabe 10 gelegt, zur Beseitigung mindestens eines der Zähne 12 von der Nabe führt.

In entsprechender Weise haben bei dem in den Fig. 1 bis 4 gezeichneten Ausführungsbeispiel die Schultern 33, die die

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Begrenzungen des Ausschnitts 31 der Nabenscheibe in Umfangsrichtung darstellen, Abstand von den entsprechenden Kanten der Zähne 15 dieser Nabenscheibe, zwischen denen diese Ausnehmung 31 liegt und praktisch wird sie durch einen Schnitt erzeugt, der, radial zu dem entsprechenden Streifen der Nabenscheibe 10' gelegt, zur Beseitigung mindestens eines der Zähne 15 von der Nabenscheibe führt.

Schließlich ruht bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel jedes Ende der Feder 28 auf einem Zentrierstift 35, bei dem eine radiale Verbreiterung eine viereckige Auflage 36 entsiöien läßt, die zwischen dem entsprechenden Ende der Feder 28 und jeweils einer der Schultern 32 bzw. 33 der Ausnehmungen 30 bzw. 31 der Nabe 10 bzw. der Nabenscheibe 13 liegt.

Dieser Zentriereinrichtung ist eine Reibeinrichtung zugeordnet, die sich in dem Raum 26 befindet, der die Verzahnungszone der Naben 10 und der Nabenscheibe 13 umgibt.

Diese Reibeinrichtung weist zwischen dem radialen Streifen 10' der Nabe 10 und dem Flansch 16 eine Reibscheibe HO und eine Wellscheibe m mit Elastizität in axialer Richtung auf, sowie zwischen dem radialen Streifen 10' der Nabe 10 und dem Flansch 16» eine Reibscheibe 12.

Die Zentrierfeder 28 befindet sich somit in axialer Lage zwischen zwei Reibscheiben.

Gemäß der Erfindung liegt bei der in Fig. 1 gezeichneten Feder 28 jede zu der Feder gehörige Stützplatte 36, wenn die Feder sich in der Ruhelage befindet, gleichzeitig an den entsprechenden Schultern 3 2 bzw. 33 von Nabe 10 und Nabenscheibe 13 an.

Für diese Ruhestellung wird die Feder 28 vorgespannt ge-

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halten.

Mit P soll das Moment bezeichnet werden, das sich entsprechend der der Feder 28 erteilten Vorspannung zwischen der Nabe 10 und der Nabenscheibe 13 unter der Wirkung der Feder 28 ausbildet, wenn diese beiden Elemente aus ihrer gegenseitigen mittleren Ruhestellung um einen Winkelbetrag entfernt werden.

Mit F soll das Reibungsmoment bezeichnet werden, das unter den gleichen ReibungsVerhältnissen entsteht, und das zwischen der Nabe 10 und der Nabenscheibe 13 aufgrund der vorgesehenen Reibscheiben 40 und 4 2 auftritt, wenn diese beiden Elemente aus ihrer gegenseitigen mittleren Ruhelage um einen Winkelbetrag entfernt werden.

Das in Fig. 5 gezeichnete Diagramm gibt den Verlauf des Moments C wieder, das zwischen den beiden drehbaren Koaxialteilen, die die torsionsgedämpfte Einrichtung nach der Erfindung bilden, nach Maßgabe der Winke lauslenkung D zwischen diesen Teilen auftritt.

Zur Vereinfachung der Zeichnung, und da es sich um bekannte Verhältnisse handelt, sind die Einflüsse der Reibung auf diesen Verlauf in dem Diagramm Fig. 5 nicht berücksichtigt worden.

Dieses Diagramm besteht bei der gezeichneten Ausführungsform in an sich bekannter Weise in der einen, als VorwSrtsrichtung bezeichneten Richtung aus vier aufeinanderfolgenden Geraden P₁, P₂, P₃* P₄ mit nacheinander zunehmender Neigung, und in der anderen, der Rückwärtsrichtung, aus vier Geradenstücken, die bezüglich des Anfangspunktes symmetrisch zu . den anderen Geradenstücken liegen.

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Die Gerade P^, vom Anfangspunkt aus gerechnet, entspricht der bloßen Absorption (in der entsprechenden Richtung) des Spiels J zwischen den Zähnen 12 der Nabe 10 und den entsprechenden Ausnehmungen 14 in der Nabenscheibe 13,

Wenn nun ein Drehmoment auf den Koaxialteil ausgeübt wird, der aus den Flanschen 16, 16' und der Scheibe 17 besteht, beispielsweise in Richtung des Pfeils 45 in Fig. 1, so treibt dieser Koaxialteil sämtliche Federn 20A, 20B, 20C und damit über die Feder 20A die Nabenscheibe 13 an, während demgegenüber die Federkraft der Feder 28 so gering gewählt ist, daß diese Feder nicht in der Lage ist, ein merkliches Moment zu übertragen.

Die Feder 28 leistet demnach der Drehung der Nabenscheibe 13 gegenüber der Nabe 10 keinen Widerstand, und diese Drehung wird fortgesetzt mit einem übertragenen Moment quasi Null bis zur Beseitigung des entsprechenden Spiels J.

Wenn diese Spielbeseitigung vollzogen ist, entsteht ein positiver Antrieb der Nabe 10 durch die Nabenscheibe 13, weil zwischen diesen Organen die Verζahnungseinrichtung vorgesehen ist, deren Zähne bereits in Eingriff miteinander stehen.

Wie an sichbekannt, wächst das nun zwischen den Koaxialteilen übertragene Moment allmählich an, weil die verschiedenen zwischen diesen Teilen angeordneten Federn nacheinander in Tätigkeit treten.

Kurz gesagt, bei einer zweiten Arbeitsphase, die durch die Gerade P« wiedergegeben wird, sind nur die Federn 20A wirksam; während einer dritten Arbeitsphase, die durch

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die Gerade P₃ wiedergegeben wird, sind die Federn 2OB und .2OA zusammen wirksam und in einer vierten Arbeitsphase schließlich wirken die Federn 20C zusammen mit den Federn 2OA und 20B.

Nun soll anhand der Fig. 6 der Einfluß der Vorspannung P der Feder 28 auf diese Wirkungsweise untersucht werden, genauer gesagt, auf den Teil des Winkelbewegungsabschnitts D, der der oben genannten Geraden P^, entspricht, sowie der entsprechende Einfluß auf die Wirkungsweise durch das Reibungsmoment F, das auf die der Feder 28 zugeordnete Reibeinrichtung zurückzuführen ist, oder, allgemeiner gesagt, auf den Teil der Reibmittel der Einrichtung, der in dem betrachteten Teil des Drehabschnitts der Bestandteile der Einrichtung auftritt.

Praktisch muß, wenn ein Drehmoment auf den Koaxialteil ausgeübt wird, der zum Beispiel aus den Flaschen 16 und 16^f und der Scheibe 17 besteht, dieses Moment zunächst einerseits das auf die Vorspannung der Feder 28 zurückgehende Moment P und andererseits das Reibmoment F, das auf die zugehörigen Reibmittel zurückgeht, übersteigen, und der Kurvenverlauf f.ür das Drehmoment C fällt daher mit der Y-Achse zusammen und bildet auf dieser zwei Abschnitte, von denen der eine dem Vorspannungsmoment P und der andere dem Reibmoment F entspricht.

Wenn das Reibmoment und das Vorspannungsmoment überschritten sind, folgt das Drehmoment C genau einer Geraden P¹^» die parallel zu der oben angegebenen Geraden P- verläuft.

Nachfolgend soll zur Vereinfachung angenommen werden, daß der Verlauf des Drehmoments C nur fortgesetzt wird, bis ein wirksamer Antrieb der Nabe 10 durch die Nabenscheibe 13 erfolgt, wobei die erreichte Bewegung D kleiner ist als

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diejenige, die der Beseitigung des Spiels J zwischen diesen Elementen entspricht.

Ferner soll angenommen werden, daß nach einem Verlauf des Drehmoments C in der einen Richtung ein entgegengesetzter Verlauf des Drehmoments C einsetzt; dieser Verlauf wird zunächst durch eine zur Y-Achse parallele Gerade ausgedrückt, die einerseits dem Verschwinden des Reibmoments F in der ersten Drehrichtung und dann dem Erscheinen des gleichen Reibmoments für die andere Drehrichtung entspricht·

Die den Verlauf des Drehmoments C wiedergebende Kurve folgt dann einer Geraden P'^» die parallel der Geraden P¹^ in Richtung auf den Anfangspunkt verläuft.

Bei dem in Fig. 6 wxedergegebenen Beispiel wird angenommen, daß das Vorspannungsmoment P gleich dem Reibmoment F ist.

Daraus folgt, daß der Verlauf des Drehmoments C die Form eines Parallelogramms hat, wobei die Gerade P"^ genau durch den Anfangspunkt verläuft.

Weil gemäß der Erfindung die Zentrierfeder 28 mit jedem Ende sowohl auf die Nabe 10 als auch auf die Nabenscheibe 13 einwirken kann, und weil ihre Vorspannung ein Moment hervorruft, das zumindest gleich dem Reibmoment F ist, führt die Feder 28 ganz genau die beiden Elemente Nabe 10 und Nabenscheibe 13 in ihre vorgesehene mittlere Ruhestellung zurück, wie es in Fig. U gezeichnet ist, wobei diese Ruhestellung zwischen den Grenzen des möglichen Schwingungswinkels zwischen der Nabe 10 und der Nabenscheibe 13 liegt und der Y-Achse in den Diagrammen in den Fig. 5 und 6 entspricht.

Bei den Einrichtungen nach dem Stand der Technik ist das

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nicht der Fall» denn dort gab es kein Vorspannungsmoment P, sondern nur ein Reibmoment F.

Fig. 7 zeigt den Verlauf des Drehmoments C unter den Bedingungen des Standes der Technik; bei der Rückkehr der fraglichen Elemente in die Mittellage längs der Geraden P'^ der diesen Verlauf wiedergebenden Kurve hält eines der Elemente gegenüber dem anderen in einem Punkte O¹, 0", 0"' oder einem sonstigen Punkte, die alle in unrege lmässigem Abstand von der Y-Achse liegen, an, weil die vorgesehene Zentriereinrichtung das Reibmoment nicht zuverlässig überwindet·

Daraus ergibt sich, daß sich bei einem späteren Verlauf des Drehmomente C der Anfangspunkt dieses Verlaufs um diesen Betrag verlagert hat,

Fig. 8 gibt den Fall wieder, wenn das auf die Vorspannung der Feder 28 zurückzuführende Vorspannungsmoment P das Reibmoment F der zugehörigen Reibmittel übersteigt, d.h. praktisch desjenigen Teils der Reibmittel, der zu Beginn der relativen Drehbewegung zwischen den die torsionsdämpfende Einrichtung bildenden Koaxialteilen eingreift.

In diesem Fall ist, wie zuvor, die mittlere Ruhestellung der beiden, den einen Teil bildenden Elemente genau an der vorgesehenen Stelle, und diese Mittellage entspricht der Y-Achse, aber in diesem Falle ist die Zentrierfeder .28 umso sicherer in der Lage, durch ihre Vorspannung die Reibungswirkungen in der Nähe dieser Mittellage zu überwinden.

Nach der in den Fig. 9 und 10 gezeichneten AusführungsVariante besteht das elastische Zentrierorgan aus einem Federstreifen 50, der mindestens eine parallel zur Geräteachse liegende abgerundete Faltung 51 aufweist.

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Bei dem gezeichneten 'Beispiel besitzt der Tederstreifen 50 drei wellenförmig hintereinander liegende abgerundete Faltungen 51'·

Bei dem gezeichneten Beispiel sind ausserdem die auf einem Kreis angeordneten, in den Streifen der Nabenscheibe 13 zur Aufnahme des Federstreifens 50 vorgesehenen Ausnehmungen 31 durch die entsprechenden Kanten der beiden Zähne 15 der Nabenscheibe 13 gebildet, die diese Ausnehmung 31 einrahmen·

Diese abgeänderte Bauform arbeitet analog zu der oben beschriebenen Bauform·

Die Fig· 11 bis 1«* betreffen eine weitere AusführungsVariante·

Wie oben beschrieben, befindet sich in der Verzahnungs- . zone mit Zähnen 12 und 15 zwischen der Nabe 10 und der Naben· scheibe 13 ein federndes Zentriermittel zwischen der Nabe 10 und der Nabenscheibe 13·

Bei dem dargestellten Beispiel besteht dieses Zentrierorgan, wie bei dem oben angegebenen Beispiel, aus einer Schraubenfeder 28, die radial zwischen der Nabe 10 und der Nabenscheibe 13 in einem Raum 29 angeordnet ist, der von zwei Ausnehmungen 30, 31 gebildet wird, von denen die erste zwischen zwei Zähnen 12 der Nabe 10 und die zweite zwischen zwei Zähnen 15 der Nabenscheibe 13 liegt; die beiden Ausnehmungen sind in Kreisumfangsrichtung durch Schultern 32 bzw. 33 begrenzt.

Praktisch hergestellt werden die Ausnehmungen 30 und 31 durch Schnitte, die radial geführt sind und die Herausnahme

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von mindestens einem Zahn 12 bzw· 15 zur Folge haben.

Wie auch oben angegeben, kann sich die Zentrierfeder 28 in ihrer Ruhelage über Stützplatten 36 gleichzeitig an den Schultern 32, 33 abstützen, die in Kreisumfangsrichtung die Ausnehmungen 30 und. 31 der Nabe 10 und der Nabenscheibe (Fig. 3) begrenzen«

Gemäß der Erfindung sind radiale, auskuppelbare Haltemittel zwischen einer derartigen Stützplatte 36 und den entsprechenden Schultern 32, 3 3 vorgesehen, und diese auskuppelbaren Haltemittel sollen jede radiale Verschiebung einer derartigen Stützplatte gegenüber einer derartigen Schulter bei einer Bewegung der Nabenscheibe 13 gegenüber der Nabe 10 verhindern.

Vorzugsweise und wie gezeichnet, handelt es sich bei diesen Haltemitteln um .Verklammerungsmittel.

Bei jedem der Elemente Nabe 10 und Nabenscheibe 13 besteht diese Verklammerung aus einem zur Verklammerung dienenden Flächenwinkel 5 2, 5 3, der durch die Schulter 3 2, 33 im vorliegenden Beispiel als einspringender Winkel ausgebildet ist, und einem zur Verklammerung dienenden komplementären Flächenwinkel, der auf der zugeordneten Stützplatte 36 ausgebildet ist·

Daher weist bei dem gezeichneten Beispiel jede Stützplatte 36 an ihrer den Schultern 32, 33 gegenüberliegenden Seite zwei ausspringende, der Verklammerung dienenden Flächenwinkel 62, 6 3 auf, die durch eine Eintiefung 6U voneinander getrennt sind.

Die zur Verklammerung dienenden Flächenwinkel 5 2, 62 und 53, 63 sind jeweils komplementär zueinander.

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Ausserdem ist bei dem gezeichneten Beispiel an jeder Stützplatte 36 diejenige Fläche 65, die den Schultern 3 2, 33 der Nabe 10 und der Nabenscheibe 13 abgewandt ist, d.h. diejenige Stützplattenfläche, die tatsächlich als Abstützung für die Zentrierfeder 28 dient, bei der in Fig. 3 gezeichneten, oben angegebenen Ruhestellung praktisch parallel zu der Radialebene P, die durch den Zentralbereich der Zentrierfeder 28 verläuft.

Daraus ergibt sich zumindest für diese Ruhestellung, daß die beiden Stützplatten 36, zwischen denen die Zentrierfeder 28 ausgespannt ist, untereinander parallel stehende Flächen 65 besitzen und daß die Feder 28 in der Ruhestellung praktisch senkrecht zu der durch den Zentralbereich der Feder verlaufenden Radialebene P steht, ohne daß in dem Zentralbereich eine Verbiegung aufträte.

Ausserdem ist bei dem gezeichneten Beispiel an jeder Stützplatte 36 ein Führungs- oder Zentrierstift 35 aus der Fläche 65 vorspringend vorgesehen, auf den eich die Zentrierfeder 28 legt.

Zwischen den von den Schultern 32, die die Ausnehmung 30 der Nabe 10 begrenzen, gebildeten Flächenwinkeln 6 2 verläuft der Umfangsrand dieser Ausnehmung praktisch geradlinig.

Demgegenüber verläuft zwischen den Flächenwinkeln 5 3, die die Ausnehmung 31 der Nabenscheibe 13 begrenzen, der Umfangsrand dieser Ausnehmung 31 im wesentlichen längs einer Kreislinie,

Nun wird vorausgesetzt, daß entsprechend dem oben beschriebenen Vorgang und ausgehend von der in Fig. 13 gezeichneten Ruhestellung die Nabenscheibe 13 sich mit ihrem Kreis-

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umfang gegenüber der Nabe 10 in Richtung des Pfeils F in Fig. 14 verlagert, z.B. bis zur Beseitigung des jeweiligen Spiels J, wie in der Zeichnung dargestellt.

Während einer solchen Drehbewegung wird die Feder 28 zusammengedrückt, aber jede Stutzplatte 36, die an einem der Federenden angeordnet ist, wird in radialer Richtung festgehalten und zwar die eine gegenüber der Nabe an einem ersten Ende der Feder 28 und die andere gegenüber der Nabenscheibe 13 an dem anderen Ende der Feder 28; das geschieht, weil ihre der Verklammerung dienenden Flächenwinkel 62, 6 3 in die zugeordneten komplementären, der Verklammerung dienenden Flächenwinkel 52, 5 3 eingreifen, die zu diesem Zweck an der Nabe 10 und an der Nabenscheibe 13 vorgesehen sind.

Anschliessend ist die Stutzplatte 36, die, von der Nabenscheibe 13 mitgenommen, radial unbeweglich gegenüber dieser verbleibt, nicht in der Lage, sich versehentlich reibend gegen den Umfangsrand der Ausnehmung 30 der Nabe 10 zu legen, und in gleicher Weise ist die Stützplatte 36, die an der Nabe 10 abgestützt ist und radial unbeweglich gegenüber dieser verbleibt, nicht in der Lage, sich versehentlich reibend gegen den Umfangsrand der Ausnehmung 31 der Nabenscheibe 13 zu legen (im Hinblick auf die Krümmungszunahme dieser Ausnehmung); mit anderen Worten und entsprechend der Zeichnung: Spielbeträge K bzw. K¹ machen sich zwischen den Stützplatten 36 und dem Umfangsrand der Ausnehmung 30 bzw. 31 bemerkbar.

Ausserdem bleiben die Flächen 65 der Stützplatten 36, auf denen die Federn 28 eich tatsächlich abstützen, vorteilhafterweise praktisch parallel.

Infolgedessen behält die Feder 28 ihrerseits bei einer der-

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'artigen Drehbewegung"ihre gestreckte geradlinige Lage praktisch bei» und insbesondere unterliegt sie keiner Biegeverformung, die den Mittelbereich der Feder gegen den Umfangsrand der Ausnehmung 31 der Nabenscheibe 13 bringen könnte.

Es tritt auch nicht versehentlich eine Reibung auf, wenn die Nabenscheibe 13 eine Drehbewegung gegenüber der Nabe 10 in Richtung des Pfeils F (Fig. «O ausführt.

Dasselbe gilt offensichtlich, wenn eine solche Drehbewegung in der dem Pfeil entgegengesetzten Richtung stattfindet.

Natürlich ist die Erfindung nicht auf die gezeichneten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern umfaßt auch alle Varianten.

Insbesondere können die als einspringende Flächenwinkel an der Nabe 10 und der Nabenscheibe 13 vorgesehenen Hohlformen zur radialen Festlegung durch Verklammerung an den Stützplatten 36 durch vorspringende Flächenwinkel ersetzt werden, wobei dann die zugeordnete Stützplatte 3 6 komplementäre einspringende Flächenwinkel erhalten würde.

Ausserdem könnten die Verklammerungseinrichtungen auch auf andere Weise als durch Flächenwinkel realisiert werden, beispielsweise durch Stifte, die in komplementäre Hohlräume eingreifen würden·

Schließlich ließen sich die Verklammerungsmittel auch ganz allgemein durch radiale Halteeinrichtungen ersetzen, die in Umfangsrichtung entkuppelbar sind.

Ausserdem können auch mehrere Zentrierorgane angebracht

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werden, vorzugsweise auf einer Kreislinie gleichmässig verteilt und zwar beispielsweise zwei Federn 28 oder zwei Federstreifen 50, die diametral einander gegenüberliegend angeordnet sind.

Patentansprüche :

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Claims

P atentansprflche

1*,) Torsionsdämpfende Einrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeugkupplungen, mit zwei drehbaren Koaxialteilen, die um zumindest einen Winkelabschnitt gegeneinander drehbar angeordnet sind und zwischen den genannten Teilen in Umfangsrichtung federnde Einrichtungen aufweisen, wobei einer dieser Teile aus zwei Koaxialelementen besteht, die gegeneinander um einen Drehwinkel schwingbar angeordnet sind, der durch zwischen den beiden genannten Elementen angeordnete Verzahnungen begrenzt ist, so daß drei koaxiale drehbare Bauteile vorgesehen sind, nämlich die beiden Elemente, die die beiden den einen Teil bildenden Elemente darstellen, und das dritte, das den anderen Teil bildet, zusammenwirkend mit einer Zentriereinrichtung, die dazu dient, die genannten Elemente in eine mittlere Zwischenstellung zurückzuführen, die zwischen den Grenzen ihres jeweiligen Schwingungssektors liegt,

dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Zentriereinrichtung mindestens ein federndes Organ (28) aufweist, das in dem Verzahnungsbereich der genannten Elemente (10, 13) untergebracht ist und sich an jedem seiner Enden gegen eine Schulter (32, 33) jedes der Elemente zu legen vermag.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

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ί».

die beiden genannten Koaxialelemente aus einer Nabe (10) bzw.· einer die Nabe (10) radial umgebenden Nabenscheibe C13) bestehen, und daß die zwischen den genannten Elementen vorgesehene Verzahnung auf einer Kreislinie auf den Streifen verteilte Zähne (12, 15) gegenüber den Elementen sowie paarweise auf den Elementen gegenseitig verschränkt aufweist, und daß das federnde Zentrierorgan (28) in einem Raum (29) angeordnet ist, der von zwei Ausnehmungen (30, 31) gebildet wird, deren eine zwischen zwei Zähnen (12) der Nabe (10) und deren andere zwischen zwei Zähnen (15) der Nabenscheibe (15) liegt, wobei die Schultern (32, 33) der genannten Elemente, an denen sich das federnde Zentrierorgan (28) abstützt, von den in Kreisumfangsrichtung liegenden Enden der Ausnehmungen (30, 31) gebildet werden.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der einen Ausnehmung die in Kreisumfangsrichtung lie· genden Enden der Ausnehmung von zugeordneten Kanten der die Ausnehmung abschliessenden Zähne gebildet werden.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge· kennzeichnet, daß die in Kreisumfangerichtung liegenden Enden mindestens einer der Ausnehmungen Abstand von den Kanten der sie abschliessenden Zähne hat.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Zentrierorgan (28) einerseits in radialer Richtung zwischen der Nabe (10)

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und der Nabenscheibe (13) und andererseits in axialer Richtung zwischen zwei Reibscheiben angeordnet ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Organ (28) als Schraubenfeder mit Erstreckung in Kreisumfangsrichtung ausgebildet ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß als federndes Organ ein Federstreifen (50) dient» der mindestens eine parallel zur Achse der Einrichtung verlaufende abgerundete Faltung C51) aufweist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet» daß an den Enden des federnden Zentrierorgans (28) StUtzplatten (36) vorgesehen sind.

Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet» daß das federnde Organ in der Ruhestellung unter einer Vorspannung steht» daß Reibmittel aischen den beiden die Einrichtung bildenden Koaxialteilen vorgesehen sind, und daß die Vorspannung des federnden Zentrierorgans derart gewählt ist, daE das daraus sich ergebende Moment mindestens gleich dem Moment ist» das sich aus dem Teil der gengMrtesi Reibmittel ergibt, der zu Beginn der r-elativert Sr-eltßsw&gaiig der gen&mntQU bei- ·

Li Γ: C- ρ /, 'i

den Koaxialteile wirksam ist»

10· Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, auf einem Kreisumfang regelmSssig verteilte federnde Zentrierorgane vorgesehen sind.

11« Einrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriereinrichtung mindestens ein federndes Organ aufweist, das in dem Verzahnungsbereich der genannten Koaxialelemente untergebracht ist und sich mit jedem seiner Enden in Ruhestellung gegen eine Schulter jedes Elements über eine Stützplatte (36) zu legen vermag, daß zwischen einer solchen Stützplatte und der siigeordneten Schulter jedes der genannten Elemente in radialer Richtung wirkende, in Kreisumfangsrichtung entkuppelbare Haltemittel vorgesehen sind, die jeder radialen Verlagerung einer solchen Platte (36) gegenüber einer solchen Schulter bei einer Drehbewegung eines der Elemente relativ zu dem anderen sich zu widersetzen vermögen.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten entkuppelbaren Haltemittel als Verklammerungsmittel ausgebildet sind.

13· Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, UaM bsi jedem Elemeat die genannten Verklamnerungsssittel aus sinem des? Verklammerung dienenden, an der

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Schulter des Elements ausspringenden oder einspringenden Flächenwinkel und einem komplementären, der-Verklammerung dienenden Flächenwinkel an der Stützplatte bestehen.

IH. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die der Verklammerung dienenden Flächenwinkel, die an den Schultern der beiden Elemente ausgebildet sind, als einspringende Flächenwinkel ausgeführt sind, so daß auf der diesen Schultern gegenüberliegenden Fläche die Stützplatte zwei der Verklammerung dienende ausspringende Flächenwinkel aufweist, die durch eine Eintiefung voneinander getrennt sind.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf der den Schultern der genannten Elemente abgewandten Fläche der Stützplatte vorspringende Führungsstifte (35) angebracht sind, auf die das zwischen den genannten Elementen ausgespannte federnde Organ aufgesetzt ist. .

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die an jeder Stützplatte vorgesehene Fläche, die den zugeordneten Schultern der genannten Elemente abgewandt ist, in der Ruhestellung der genannten Elemente praktisch' parallel zu derjenigen Radialebene der Einrichtung steht, die durch den zentralen Bereich des federnden Zentrierorgane verläuft.

Für: S.A. FRANCAISE DU FERODO

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