DE3642940A1 - Daempfungsscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dämpfungsscheibe mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1. Eine solche Dämpfungsscheibe kann als Kupplungsscheibe für Automobile, landwirtschaftliche Maschinen, industrielle Maschinen und dergleichen sowie auch als Dämpfungsein­ richtung für Schiffsantriebe dienen.

Bekannte Dämpfungsscheiben dieser Art sind mit einer Ausgangsnabe, die einen radialen Flansch aufweist, ver­ sehen, welcher zwischen einem Paar von Seitenplatten aufgenommen ist. Torsions- oder Dämpferfedern, die in axial aufeinander ausgerichtete Öffnungen in dem Flansch und den Seitenplatten eingesetzt sind, erstrecken sich in tangentialer Richtung der Scheibe und verbinden die Sei­ tenplatten mit dem Flansch.

Solche bekannten Dämpfungsscheiben können mit ringför­ migen Reibscheiben versehen sein, die zwischen dem Flansch und den Seitenplatten angeordnet sind und mit Hilfe der an ihnen hervorgerufenen Reibung Drehmoment­ Vibrationen absorbieren. Für gewöhnlich ist radial in­ nerhalb der Reibscheiben ein Spalt oder ein Spiel vorge­ sehen, so daß die Reibscheiben die Nabe drehbar umfas­ sen.

Bei solchen bekannten Ausbildungen kann eine solche Reibscheibe radial bewegt werden bzw. ausweichen, so daß die Scheibe unregelmäßig an der Nabe angreift, wodurch die Reibung entsprechend unregelmäßig ist und somit ein instabiles Hysterese-Drehmoment auftritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dämp­ fungsscheibe der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, deren Hysterese-Drehmoment stabil ist.

Ausgehend von einer Dämpfungsscheibe mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale ge­ löst.

Die erfindungsgemäße Dämpfungsscheibe der in Rede ste­ henden Art ist mit einem Reibelement versehen, an des­ sen äußerer Peripherie Vorsprünge angreifen, die über den Umfang verteilt an der benachbarten Seitenscheibe angeordnet sind und das Reibelement radial halten sowie konzentrisch zum Scheibenzentrum führen.

Bevorzugte Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen unter Bezugnahme auf das in der Zeichnung wiedergegebene Ausführungsbeispiel, dessen nachstehende Beschreibung die Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Dämpfungs­ scheibe gemäß Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 eine bruchstückhafte Seitenansicht in Richtung der Pfeile II-II in Fig. 1, wobei bestimmte Teile weggelassen sind;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 2.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 weist eine Nabe 11 mit einer inneren Keilverzahnung 12 auf, mit der sie an eine Ausgangswelle angeschlossen ist, von der ledig­ lich die Mittelachse 01-01 dargestellt ist. An der Nabe 11 ist ein radial auswärts abstehender ringförmiger Flansch 13 ausgebildet. An einander gegenüberliegenden Stirnseiten des ringförmigen Flansches 3, d.h. diesen zwischen sich aufnehmend, ist ein Paar von Zwischenplat­ ten 14 und 15 angeordnet, die in radial äußeren Berei­ chen mit Hilfe von sich parallel zu der Mittellinie er­ streckenden Bolzen 16 fest miteinander verbunden sind. Die Bolzen 16 durchgreifen jeweils in Umfangsrichtung langgestreckte Ausnehmungen oder Öffnungen 17, die in dem Flansch 13 ausgebildet sind. Die inneren Randberei­ che der Zwischenplatten 14 und 15 sind drehbar um die Nabe 11 herum angeordnet, wie dies später noch genauer geschildert wird.

Zwischen den radial inneren Bereichen des Flansches 13 und der Zwischenplatten 14 und 15 sind ringförmige Reib­ scheiben 18 und 19 angeordnet. Des weiteren sind zwi­ schen der Reibscheibe 19 und der Zwischenplatte 15 eine an der Reibscheibe 19 angreifende ringförmige Reibplatte 52 und eine ringförmige Wellenfeder 53 angeordnet, welch letztere an der Zwischenplatte 15 angreift.

Die Reibplatte 52 ist ein flaches Stahlelement und weist an seiner äußeren Peripherie in Umfangsrichtung gleich­ mäßig beabstandet vier Zungen 54 auf, die in axialer Richtung (d.h. parallel zu der Mittellinie 01-01) aus­ wärts auf die Zwischenplatte 15 zu gerichtet abgebogen sind. Die Öffnungen 54 durchgreifen jeweils in der Zwi­ schenplatte 15 ausgebildete Öffnungen 55 derart, daß sie axial beweglich sind, eine Relativverdrehung zwischen der Reibplatte 52 und der Zwischenplatte 15 jedoch ver­ hindern. Auf diese Weise ist die Reibplatte 52 mit der Zwischenplatte 15 in Umfangsrichtung verbunden. Die En­ den der Zungen 54, die jenseits der Öffnungen 55 aus diesen herausragen, greifen in in Umfangsrichtung lang ausgebildete Öffnungen 56 ein, die in einer Seitenplatte 26 ausgebildet sind, wie dies später noch erläutert wird. Die Umfangslänge der Öffnungen 56 ist groß genug, um eine freie Verdrehung zwischen der Seitenplatte 26 und der Reibplatte 52 im Zuge einer Torsionsbeanspru­ chung zu ermöglichen.

Die Wellenfeder 53 ist in axialer Richtung vorgespannt zwischen der Reibplatte 52 und der Zwischenplatte 15 eingesetzt, so daß die Reibscheibe 18 druckbeaufschlagt zwischen dem Flansch 13 und der Zwischenplatte 14 einge­ klemmt ist, während die Reibscheibe 15 druckbeaufschlagt zwischen dem Flansch 13 und der Reibplatte 52 eingepreßt ist.

Der Flansch 13 und die Zwischenplatten 14 und 15 sind an diametral einander gegenüberliegenden Stellen mit zwei Sätzen von axial aufeinander ausgerichteten Öffnun­ gen 20 versehen, in welche weiche erste Torsions- oder Dämpfungsfedern 23 eingesetzt sind. Jede Feder 23 er­ streckt sich im wesentlichen in tangentialer Richtung der Scheibe und ist an ihren beiden Enden an Federsitzen 24 abgestützt.

Wie Fig. 1 erkennen läßt, sind eine Seitenplatte 25, d.h. eine Kupplungsplatte, und die Seitenplatte 26, d.h. eine Halteplatte, an gegenüberliegenden Stirnseiten der fest miteinander verbundenen Zwischenplatten 14 und 15 angeordnet, d.h. die Seitenplatten nehmen die Zwischen­ platten zwischen sich auf. Scheibenförmige Reibelemente 41 und 42 sind jeweils zwischen den inneren Bereichen der Zwischenplatten 14 und 15 und der Seitenplatten 25 und 26 angeordnet. Die inneren Randbereiche der Seiten­ platten 25 und 26 sind drehbar um die Nabe 11 herum an­ geordnet. Eine im wesentlichen zylindrische Büchse 43 ist zwischen die inneren Randbereiche der Zwischenplatte 14 und der Seitenplatte 25 und der Mantelfläche der Nabe 11 angeordnet. Auf diese Weise sind die Zwischenplatte 14 und die Seitenplatte 25 über die Büchse oder Hülse 43 drehbar an der Nabe 11 gelagert.

Die Seitenplatte 25 ist in Bereichen radial außerhalb des scheibenförmigen Reibelementes 41 mit Vorsprüngen 44 versehen, die in Richtung des Flansches 13 abstehen. Die Vorsprünge 44 sind durch teilweise ausgeschnittene und gebogene Bereiche der Seitenplatte 25 gebildet, und zwar in einem Preß-Formvorgang der Seitenplatte 25 aus einem Rohling. Die Vorsprünge 44 sind in Umfangsrich­ tung zueinander ausgerichtet, um derart führend an der äußeren Berandung des scheibenförmigen Reibelementes 41 anzugreifen, daß dieses konzentrisch zu der Büchse bzw. Hülse 43 und der Nabe 11 gehalten ist. Ein enger ring­ förmiger Spalt ist zwischen dem Reibelement 41 und der Büchse 43 freigelassen. Da das Reibelement 41 radial po­ sitioniert durch die Vorsprünge 44 gehalten ist, bleibt der enge Spalt entlang der gesamten Innenberandung des Reibelementes 41 gleichförmig, wodurch das Reibelement 41 daran gehindert ist, radial aus seiner Lage abzuwei­ chen und ungleichmäßige Kontakte zu der Büchse bzw. Hül­ se 43 herzustellen.

Die beiden Seitenplatten 25 und 26 sind in radial äuße­ ren Bereichen mit Hilfe von Anschlagbolzen 27 fest ver­ bunden. Die Anschlagbolzen 27 sind parallel zur Mittel­ linie 01-01 ausgerichtet und durch in Umfangsrichtung lang bemessene Ausnehmungen 28 geführt, die im radial äußeren Randbereich des Flansches 13 ausgebildet sind. Ein Paar von Reibbelägen 30 ist über Dämpfungsplatten an der Seitenplatte 25 festgelegt. Die Reibbeläge sind mit Hilfe einer nicht dargestellten Druckplatte an ein ebenfalls nicht dargestelltes Schwungrad eines Antriebs­ motors anpreßbar ausgebildet.

Wie Fig. 2 zeigt, ist der radiale Flansch 13 weiterhin mit zwei einander diametral gegenüberliegenden Öffnungen 31 ausgestattet, die radial außerhalb der Öffnungen 20 liegen und sich jeweils in diesen fortsetzen. In die Öffnungen 31 sind Torsions- oder Dämpfungsfedern 32 ein­ gesetzt, die sich im wesentlichen tangential erstrecken. Axial über die Öffnungen 31 hinausragende Seitenberei­ che jeder Feder 32 sind in Öffnungen 33 und 34 einge­ setzt, die in den Seitenplatten 25 und 26 jeweils in axialer Ausrichtung auf die zugehörige Öffnung 31 ausge­ bildet sind. Die Öffnungen 33 und 34 sind in Umfangs­ richtung gleich lang ausgebildet und beide in dieser Um­ fangsrichtung kürzer als die Öffnung 31 in dem Flansch 13. Aus diesem Grunde sind in der wiedergegebenen neu­ tralen Position beide Enden einer jeden Feder 32 unter Vorspannung an den radialen Kanten der Öffnungen 33 und 34 abgestützt.

Der Flansch 13 ist mit zwei weiteren Öffnungen 36 ver­ sehen, die in Umfangsrichtung aufeinander ausgerichtet und mit den Öffnungen 31 abwechselnd angeordnet sind. In die Öffnungen 36 sind vorgespannte Torsionsfedern 37 eingesetzt, die sich im wesentlichen in Tangentialrich­ tung erstrecken. Seitliche Bereiche jeder der Federn 37 erstrecken sich in Axialrichtung über die Öffnungen 36 hinaus und sind in axial ausgerichtete Öffnungen 38 und 39 eingesetzt, die in den Seitenplatten 25 und 26 ausge­ bildet sind. Die Öffnungen 38 und 39 sind in Umfangs­ richtung gleich lang und insgesamt kürzer als die Öff­ nungen 31 ausgebildet. Daher liegen in der dargestell­ ten Neutrallage beide Enden einer jeden Feder 37 vorge­ spannt an den radialen Kanten der Öffnungen 38 und 39 an.

In der neutralen Verdrehlage ist die Umfangslänge zwi­ schen den Federn 32 und den Kanten der Öffnungen 33 und 34 etwas größer als die Umfangslänge zwischen den Federn 37 und den Kanten der Öffnungen 38 und 39.

Die Zwischenplatten 14 und 15 sind im äußeren Randbe­ reich mit axial aufeinander ausgerichteten Aussparungen 51 (Fig. 1) und axial aufeinander ausgerichteten Aus­ sparungen 40 (Fig. 3) versehen. In der neutralen Ver­ drehlage stehen die radialen Kanten der Aussparungen 40 und 51 in Kontakt mit den Teilen der Federn 32 und 37, die axial über die Öffnungen 31 und 36 hinausragen.

Die Umfangslänge einer jeden der Öffnungen 17 für den Durchgriff der Bolzen 16 ist so gewählt, daß die Bolzen 16 nicht an den in Umfangsrichtung weisenden Kanten der Öffnungen 17 angreifen, bevor die Federn 37, die vorge­ spannt in den Öffnungen 38 und 39 gehalten sind, Kon­ takt mit den radialen Kanten der Öffnungen 36 aufnehmen. Die Steifigkeit der Torsionsfedern 32 ist wesentlich größer als diejenige der Federn 23.

Die Betriebsweise ist wie folgt: Wenn die Reibbeläge 30 mit Hilfe der Druckplatte gegen das Schwungrad gepreßt werden, so wird ein Drehmoment in Richtung des Pfeiles X 1 von dem Schwungrad über die Scheibe, d.h. die Reib­ beläge 30, die Dämpfungsplatten 29, die Seitenplatten 25 und 26, die Federn 23, 32 und 37, den Flansch 13 und die Nabe 11 auf die Ausgangswelle übertragen. Dabei wer­ den die Federn 23, 32 und 37 nach Maßgabe einer Kraft zusammengedrückt, die dem jeweils übertragenen Drehmo­ ment entspricht, so daß die Seitenplatten 25 und 26 re­ lativ zu dem Flansch 13 und der Nabe 11 verdreht werden.

Solange der Verdrehwinkel zwischen den Seitenplatten 25 und 26 einerseits und dem Flansch 13 andererseits klein ist, d.h. über einen ersten Schritt bzw. eine erste Be­ triebsstufe hinweg, greifen die harten Federn 32 und 37 lediglich an den Seitenplatten 25 und 26 und den Zwi­ schenplatten 14 und 15 an, derart, daß die Zwischenplat­ ten 14 und 15 im wesentlichen zusammen mit den Seiten­ platten 25 und 26 relativ zu dem Flansch 13 verdreht werden, wobei lediglich die weichen Federn 23 in weitem Umfange zusammengedrückt werden.

In dieser Betriebsstufe tritt an den scheibenförmigen Reibungselementen 41 und 42 im wesentlichen kein Glei­ ten auf. Es gleiten demgegenüber die Reibscheiben 18 und 19. Dieses Gleiten verursacht eine schwache Reibkraft, wodurch ein Hysteresemoment in der Dämpfungscharakteri­ stik für die Absorption der Moment-Vibrationen zur Ver­ fügung gestellt wird. Obwohl drei Glieder - 19, 52 und 53 - zwischen den Flansch 13 und die Zwischenplatte 15 eingesetzt sind, verdrehen sich die Platte 52 und die Zwischenplatte 15 sowie auch die Wellenfeder 53, die da­ zwischen eingesetzt ist, nicht relativ zueinander, weil die Reibungsplatte 52 unverdrehbar an die Zwischenplatte 15 angeschlossen ist, so daß ein Gleiten an der Reib­ scheibe 19 auftritt, wie vorstehend dargelegt wurde. Da die Oberflächen des Flansches 13, der Reibscheibe 19 und der Reibplatte 52, die aneinander angreifen, jeweils flach sind, ist die Reibkraft und damit das Hysterese- Moment stabil.

Diese erste Betriebsstufe, in der die Zwischenplatten 14 und 15 relativ zu dem Flansch 13 verdreht werden, setzt sich fort, bis die Federn 37 an den Kanten der Öffnungen 36 des Flansches 13 angreifen.

In der folgenden Betriebsstufe verdrehen sich die Sei­ tenplatten 25 und 26 relativ zu den Zwischenplatten 14 und 15 und dem Flansch 13. In dieser Betriebsstufe wer­ den die harten Federn 32 und 37 zwischen den Seitenplat­ ten 25 und 26 und dem Flansch 23 zusammengedrückt, wo­ bei an den Oberflächen der scheibenförmigen Reibelemente 41 und 42 ein Gleiten auftritt, das mit einer großen Reibungskraft und damit einem großen Hysterese-Moment einhergeht.

Dabei halten und führen die Vorsprünge 44 das Reibele­ ment 41 in radial exakter Positionierung, so daß der vorbestimmte gleichbleibende Spalt zwischen dem Reibele­ ment 41 und der Hülse 43 erhalten bleibt. Das bedeutet, daß das scheibenförmige Reibelement 41 gegenüber einer radialen Versetzung und unregelmäßigen Angriffen an der Büchse bzw. Hülse 43 gesichert gehalten ist. Auf diese Weise wird das durch die Reibung des Reibelementes 41 bedingte Hysterese-Moment stabil gehalten.

Diese zweite Betriebsstufe setzt sich fort, bis die An­ schlagbolzen 27 in Umfangsrichtung an den Kanten der Ausnehmungen 28 angreifen. Nach einem solchen Angriff wird das Drehmoment von den Seitenplatten 25 und 26 über die Anschlagbolzen 27 auf den Flansch 13 übertragen.

Wie vorstehend dargelegt, wird durch die erfindungsge­ mäße Halterung des scheibenförmigen Reibelementes 41 in radial fester Positionierung durch die Vorsprünge 44, die an der Seitenplatte 25 ausgebildet sind, erreicht, daß das Reibelement 41 an unregelmäßigen Angriffen an der Büchse 43 gehindert ist, so daß eine stabile Hyste­ rese erreicht wird.

In modifizierter Ausführung werden Vorsprünge ähnlich den Vorsprüngen 44 der Seitenplatte 25 an der Seiten­ platte 26 ausgebildet, um das scheibenförmige Reibele­ ment 42 radial fest zu positionieren.

Auf die Büchse oder Hülse 43 kann verzichtet werden, so daß die Seitenplatte 25 und das scheibenförmige Reibele­ ment 41 direkt auf die Nabe aufgesetzt bzw. diese um­ greifend angeordnet sind.

In wiederum anderer Ausführung kann eine Dämpfungsschei­ be vorgesehen sein, die keine Zwischenplatten enthält und bei der die Reibungseinrichtung zwischen den Seiten­ platten und einem Flansch der Ausgangsnabe angeordnet sind.

Auch können radial wirkende Positionierungsmittel in der Reibungseinrichtung zwischen dem Flansch und den Zwi­ schenplatten vorgesehen werden.

Claims (3)

1. Dämpfungsscheibe mit einer einen Radialflansch auf­ weisenden Ausgangsnabe, mit einem Paar von beidseits des Flansches drehbar angeordneten Seitenplatten, mit einer die Seitenplatten mit dem Flansch in Umfangsrichtung verbindenden Torsionsfedereinrichtung und mit einer Rei­ bungseinrichtung, die um die Nabe herum drehbar gehal­ ten und die der Seitenplatte zugeordnet ist und bei re­ lativer Torsionsbewegung zwischen den Seitenplatten und dem Flansch eine Reibkraft erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungseinrichtung ein ringförmiges Reibelement (41) aufweist, das an sei­ ner äußeren Peripherie mittels in Umfangsrichtung beab­ standeten, an der benachbarten Seitenplatte (25) ausge­ bildeten Vorsprüngen (44) radial gehalten und konzen­ trisch zum Scheibenzentrum (01-01) geführt ist.

2. Dämpfungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (44) durch teilweise ausgeschnittene und abgebogene Teilbe­ reiche der Seitenplatte (25) gebildet sind.

3. Dämpfungsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß das durch die Vorsprünge (44) gehaltene Reibelement (41) mit sei­ ner inneren Peripherie einen demgegenüber radial innen gelegenen, im wesentlichen ringförmigen Spalt begrenzt.