DE4244935C2 - Proportional-Dämpfungsmechanismus - Google Patents
Proportional-DämpfungsmechanismusInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Proportional-Dämpfungsmechanis
mus nach dem Oberbegriff des beigefügten Anspruchs 1. Ein
solcher Proportional-Dämpfungsmechanismus ist aus der WO
91/10078 bekannt, auf die weiter unten näher eingegangen
wird.
Verbund-Schwungradausbildungen für Fahrzeugmotoren mit Pro
portional-Dämpfungsmechanismen werden laufend verwendet. Ty
pischerweise weisen sie ein erstes Schwungrad und ein zweites
Schwungrad mit einem dazwischen angeordneten Proportional-
Dämpfungsmechanismus auf. Das erste und das zweite Schwungrad
sind über ein Lager drehbar miteinander verbunden. Das zweite
Schwungrad hat einen Reibbelag, an welchem das Reibmaterial
einer Kupplungsscheibe gedrückt wird.
Ein Schmiermittel ist in dem zwischen den Schwungrädern ange
ordneten Lager abgedichtet eingeschlossen. Auch der Propor
tional-Dämpfungsmechanismus zwischen den Schwungrädern ist
mit einer Flüssigkeit gefüllt, beispielsweise mit Fett. Pro
blematisch ist bei solchen flüssigkeitsgefüllten Verbund-
Schwungradausbildungen, daß Schmiermittel aus dem Lager oder
Flüssigkeit aus dem Proportional-Dämpfungsmechanismus durch
das Lager und/oder Dichtungen nach außen dringen kann und die
Kupplungsbeläge einer mit der Schwungradausbildung verbunde
nen Kupplung erreichen kann, was zum Rutschen der Kupplung
führt. Die von dem ersten Schwungrad ausgehende Kraft wird
bei bekannten mit einem mit Proportional-Dämpfungsmechanismus
versehenen Verbund-Schwungradausbildungen über eine Ausgangs
platte auf das zweite Schwungrad übertragen. Die Ausgangs
platte und das zweite Schwungrad stehen über entsprechende
Verzahnungsbereiche in kämmenden Eingriff. Etwas Fett aus dem
Proportional-Dämpfungsmechanismus sollte in die Eingriffsbe
reiche zwischen der Ausgangsplatte und dem zweiten Schwungrad
gelangen, um dort für Schmierung zu sorgen. Dies wird bei ei
nigen bekannten mit einem mit Proportional-Dämpfungsmechanis
mus versehenen Verbund-Schwungradausbildungen nicht immer ge
währleistet, da durch hohe Betriebstemperaturen das Schmier
mittel verdünnt wird und darüber hinaus durch Drehung bei ho
her Geschwindigkeit radial nach außen getrieben wird und zwar
derart, daß es in den Verzahnungsbereichen an Schmiermittel
mangelt, was zu einem Reibverschleiß der Zähne der Zahnräder
führt. Außerdem dämpfen bekannte Proportional-Dämpfungsmecha
nismen zwar Torsionsschwingungen während der Übertragung der
Motorkraft, jedoch können sie gleichzeitig auftretende Biege
schwingungen nicht dämpfen. Diese werden vielmehr auf das Ge
triebe übertragen und führen zu Fahrzeuggeräuschen.
Aus der eingangs erwähnten WO 91/10078 ist ein Beispiel für
einen bekannten in einer Schwungradausbildung vorgesehenen
Proportional-Dämpfungsmechanismus mit den Merkmalen des Ober
begriffs des beigefügten Anspruchs 1 bekannt.
Der bekannte Proportional-Dämpfungsmechanismus ist zum Schaf
fen einer mehrstufigen viskosen Dämpfung mit einem in einem
Flüssigkeitsgehäuse angeordneten Schieber versehen, der in
Umfangsrichtung innerhalb eines gegebenen Winkels ver
schiebbar ist. Der Schieber ist als Kappe mit einer radial
äußeren Wand und seitlichen Wänden ausgebildet ist, die je
weils an einer umfangsseitigen Wand und an Seitenwänden des
Flüssigkeitsgehäuses gleiten. An dem Schieber ist eine Dros
sel für die Flüssigkeit ausgebildet.
Der Schieber des bekannten Proportional-Dämpfungsmechanismus
ist mit glatten Oberflächen versehen. Nachteilig bei einer
solchen Ausbildung ist, daß der Schieber einer Verschiebebe
wegung zuweilen einen zu großen Widerstand entgegensetzt, so
daß Torsionsschwingungen nicht definiert durch die viskose
Flüssigkeit, sondern zusätzlich durch unkontrollierte Reibung
gedämpft wird. Es kann sogar soweit gehen, daß sich der
Schieber bei ungünstigen Bedingungen festfrißt. Dies ver
schlechtert die Dämpfungscharakteristik des bekannten Propor
tional-Dämpfungsmechanismus erheblich. Außerdem läßt sich die
Dämpfungscharakteristik des bekannten Proportional-Dämpfungs
mechanismus nur über Vergrößerung oder Verkleinerung des
Drosselquerschnitts verändern. Manchmal ist es jedoch gerade
bei Proportionaldämpfern erwünscht, Reibungswiderstände ge
zielt zu verringern und die erforderliche Dämpfung mehr über
die Viskosität der Flüssigkeit zu schaffen, was die Dämpfung
unabhängig von der Winkelverdrehung zwischen Eingangs- und
Ausgangsplatte macht.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Proportional-Dämpfungsme
chanismus der im Oberbegriff des beigefügten Anspruchs 1 an
gegebenen Art zu schaffen, bei dem ein Festfressen des Schie
bers ausgeschlossen ist und der mehr Gestaltungsmöglichkeiten
zum Anpassen der Dämpfungscharakteristik an vorliegende Er
fordernisse bietet.
Diese Aufgabe wird durch einen Proportional-Dämpfungsmecha
nismus mit den Merkmalen des beigefügten Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist der Proportional-Dämpfungsmechanismus mit
einem Schieber versehen, an dessen äußeren Oberfläche eine
Schmierrille vorgesehen ist. Die Schmierrille ist von der ra
dial äußeren Wand an der wegen der im Betrieb auftretenden
Zentrifugalkräfte stets genügend Flüssigkeit zur Verfügung
steht, hin zu den Seitenwänden ausgeführt, wo es wegen der
Neigung der Flüssigkeit, sich radial nach außen zu bewegen,
oft an Schmiermittel mangelt. In den Seitenwänden erstreckt
sich zudem eine Rille in Umfangsrichtung, zu der Flüssigkeit
aus dem radial äußeren Bereich zugeführt wird. Durch die Er
streckung der Rille in Umfangsrichtung ist eine gute Vertei
lung der zu der Rille hingeführten Flüssigkeit über einen
sich in Umfangsrichtung erstreckenden Bereich der Seitenwände
des Schiebers gewährleistet. Außerdem hält die Umfangsrille
beim Betrieb radial entlang der Seitenwände nach außen drän
gende Flüssigkeit zurück. Durch diese Ausbildung wird der
Kontaktbereich der Seitenwände des Schiebers und der Innen
wand des Flüssigkeitsgehäuses gut geschmiert, ein Festfressen
des Schiebers wird verhindert.
Weiterhin läßt sich durch die Rillen mit der Reibung zwischen
dem Schieber und dem Flüssigkeitsgehäuse auch die damit ver
bundene Reibdämpfung verringern. Dadurch weist der erfin
dungsgemäße Proportional-Dämpfungsmechanismus eine günstigere
Proportionaldämpfungscharakteristik als der bekannte Propor
tional-Dämpfungsmechanismus auf. Darüber hinaus läßt sich
diese Dämpfungscharakteristik durch alternative Ausgestaltun
gen der Schmierrille anpassen. Damit schafft der erfindungs
gemäße Proportional-Dämpfungsmechanismus gegenüber bekannten
Proportional-Dämpfungsmechanismen eine zusätzliche Möglich
keit zum gezielten Einwirken auf die Dämpfungscharakteristik.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden die Gegen
stände der Unteransprüche.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen im Zusammenhang mit den
Zeichnungen. Darin zeigt:
Fig. 1 eine aufgesplittete Schnittansicht einer ersten
beispielhaften Ausführung einer Schwungradausbildung,
und zwar nach der Linie 1-1 von Fig. 2;
Fig. 2 eine Teilschnittansicht der Schwungradausbildung von
Fig. 1;
Fig. 3 eine vergrößerte Teilansicht von Fig. 1;
Fig. 4 eine vergrößerte Teilansicht einer Fläche eines zweiten
Schwungrads der Schwungradausbildung;
Fig. 5a und 5b jeweils eine Draufsicht und eine Schnittansicht einer
Kegelfeder;
Fig. 6 ein perspektivisches Sprengbild eines Flüssigkeitsgehäuses;
Fig. 7 eine graphische Darstellung der Dämpfungscharakteristiken;
Fig. 8 eine Fig. 3 entsprechende Ansicht einer zweiten
beispielhaften Ausführung einer Schwungradausbildung;
Fig. 9 eine Fig. 4 entsprechende Ansicht der zweiten
beispielhaften Ausführung einer Schwungradausbildung;
Fig. 10 eine Fig. 3 entsprechende Darstellung einer dritten
beispielhaften Ausführung einer Schwungradausbildung;
Fig. 11 eine Fig. 4 entsprechende Darstellung der dritten
beispielhaften Ausführung einer Schwungradausbildung;
Fig. 12 eine Fig. 4 entsprechende Darstellung einer vierten
beispielhaften Ausführung einer Schwungradausbildung;
Fig. 13 eine Fig. 3 entsprechende Darstellung einer fünften
beispielhaften Ausführung einer Schwungradausbildung;
Fig. 14a und 14b jeweils eine Teildraufsicht und eine perspektivische
Schnittansicht einer Kegelfeder der fünften
beispielhaften Ausführung einer Schwungradausbildung;
Fig. 15 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung einer sechsten
beispielhaften Ausführung einer Schwungradausbildung;
Fig. 16 eine Endansicht der in Fig. 15 gezeigten
Schwungradausbildung;
Fig. 17 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung einer siebten
beispielhaften Ausführung einer Schwungradausbildung;
Fig. 18 eine zum Teil abgeschnittene Schnittansicht der siebten
beispielhaften Ausführung einer Schwungradausbildung, und
zwar entsprechend Fig. 1;
Fig. 19 eine Fig. 6 entsprechende Darstellung der siebten
beispielhaften Ausführung einer Schwungradausbildung;
Fig. 20 eine perspektivische Darstellung eines Schiebers der
siebten beispielhaften Ausführung einer Schwungradaus
bildung;
Fig. 21 eine vergrößerte, zum Teil geschnittene Darstellung der
siebten beispielhaften Ausführung einer Schwungrad
ausbildung;
Fig. 22 eine Darstellung eines weiteren Beispiels eines Schiebers;
Fig. 23 eine Darstellung noch eines weiteren Beispiels eines
Schiebers;
Die in der Fig. 1 zur Erläuterungszwecken gezeigte Schwungradausbildung weist
ein erstes Schwungrad 1, ein über ein Lager 5 durch das erste Schwungrad 1
drehbar gehaltenes zweites Schwungrad 6 und einen zwischen dem ersten
Schwungrad 1 und dem zweiten Schwungrad 6 angeordneten Proportional-
Dämpfungsmechanismus 60 auf. Das erste Schwungrad 1 ist an der Kurbelwelle
eines Fahrzeugmotors befestigt. Eine Kupplung 7 ist an dem zweiten Schwungrad
6 montierbar.
Das erste Schwungrad 1 ist eine Verbundscheibe, die gebildet ist durch eine mittels
Bolzen 18 mit der Kurbelwelle verbundene zentrale Nabe 1a, einen mit der Nabe
1a einstückigen und sich radial erstreckenden Kragen- oder Bundbereich 1b und
einen Schwungradbereich 1c, der einstückig rund um die Peripherie des
Bundbereichs 1b ausgebildet ist.
Die Nabe 1a erstreckt sich in das zweite Schwungrad 6 hinein und hält letzteres
durch das daran angeordnete Lager 5, so daß es drehbar ist. Das Lager 5 wird
durch eine Platte 19 gehalten, die mit Hilfe von Schrauben 22 an der Krone der
Nabe 1a befestigt ist. Eine Stopperplatte 2 befindet sich gegenüber dem
Bundbereich 1b, und zwar derart, daß dazwischen ein fester Raum definiert wird.
Die Stopperplatte 2 ist mittels Bolzen 3 an den Bundbereich 1b geschraubt.
Zwischen dem Bundbereich 1b und der Stopperplatte 2 befindet sich der
Proportional-Dämpfungsmechanismus 60, der so ausgebildet ist, daß er auf
einfache Weise von dem Bundbereich 1b gelöst werden kann, indem die Bolzen 3
entfernt werden.
Das zweite Schwungrad 6 ist eine Verbundscheibe, die gebildet ist durch eine
zentrale Nabe 6a, einen mit der Nabe 6a einstückigen und sich in radialer Richtung
erstreckenden Andrückbereich 6b und einen Kupplungsmontagebereich 6c, der
einstückig mit der Peripherie des Andrückbereichs 6b ausgebildet ist.
Die Nabe 6a erstreckt sich in Richtung auf das erste Schwungrad 1 und seine
Innenfläche ist durch das Lager 5 gestützt bzw. gehalten.
Rund um die Krone der Nabe 6a sind, wie in Fig. 2 gezeigt, wellenförmige Zähne
14 ausgebildet, mit welchen sich der Proportional-Dämpfungsmechanismus 60 in
Eingriff befindet. Die Fläche des Andrückbereichs 6b auf der Kupplungsseite ist ein
Reibbelag 6d, an welchen das Reibmaterial einer Kupplungsscheibe 11 gedrückt
wird. Der Reibbelag 6d erstreckt sich axial über die angrenzende Endfläche der
Nabe 6a hinaus, wobei die radial innere Fläche dieser Verlängerung einen in
Umfangsrichtung ausgesparten bzw. vertieften Aufnahmebereich 52 bildet.
Dieser Aufnahmebereich 52 fängt das Fett auf, das während des Betriebs unter
Zentrifugalkraft radial nach außen dringt, und zwar entlang der auf der Seite der
Kupplungsscheibe 11 gelegenen Fläche des zweiten Schwungrads 6.
Durchgangslöcher 53 sind in dem zweiten Schwungrad 6 ausgebildet und dienen
zum Abführen des durch den Aufnahmebereich 52 aufgenommenen Fetts in
Richtung auf das erste Schwungrad 1. Die Durchgangslöcher 53 sind, wie Fig. 4
zeigt, gerundete Löcher, die voneinander beabstandet sind. Die Durchgangslöcher
53 weiten sich in Richtung auf das erste Schwungrad derartig, daß das Fett
problemlos entlang der Durchgangslöcher 53 in Richtung auf das erste
Schwungrad 1 passieren kann.
Eine Vielzahl von Neben-Durchgangslöchern 54 ist radial innerhalb genau der
Bereiche ausgebildet, die keine Durchgangslöcher 53 zeigen, und diese
Nasendurchgangslöcher 54 sind durch das zweite Schwungrad 6 hindurchgeführt
und radial nach außen schräg verlaufend ausgebildet. In komplimentärer Weise
dienen sie zur Abführung von Fett, das entlang der auf der Seite der
Kupplungsscheibe 11 gelegenen Seite des zweiten Schwungrads 6 in Richtung auf
das erste Schwungrad 1 wandert.
Ein Spalt 25 ist, wie Fig. 3 zeigt, zwischen der Krone der Nabe 6a und der Nabe
1a definiert. In diesem Spalt 25 befindet sich eine Kegelfeder 26.
Die Innen- und Außenkanten der Kegelfeder 26 drücken jeweils leicht gegen die
Naben 1a und 6a. Die Kegelfeder 26 schneidet den Spalt 25 von einem Spalt 27
radial innerhalb des Spalts 25 und zwischen den Naben 1a und 6a ab. Wie aus
Fig. 5 hervorgeht, zeigt die Kegelfeder 26 entlang ihrer Peripherie vier Ausschnitte
26a. Aus dem Proportional-Dämpfungsmechanismus 60 austretendes und in den
Spalt 27 eintretendes Fett gelangt unter Einwirkung von Zentrifugalkraft durch
diese Ausschnitte 26a zurück zu dem Proportional-Dämpfungsmechanismus 60.
Der Bereich der Nabe 6a, der radial innerhalb der Krone liegt, ist eine kegelige
bzw. abgeschrägte Fläche 29, die das Fett in dem Spalt 27 auf den Proportional-
Dämpfungsmechanismus 60 richtet.
Das Lager 5 enthält Acrylharzdichtungen, und ein Paar Lagerdichtungselemente 5a
und 5b verschließt das Lager in peripherer und seitlicher Richtung. Die
Lagerdichtungselemente 5a und 5b bestehen aus Polyphenylensulfidharz (PPS).
Die Ränder des inneren Laufs sind gekerbt, damit ein Kontakt mit den
angrenzenden radial inneren Kanten der Lagerdichtungselemente 5a und 5b
vermieden wird.
Eine die Kupplung 7 enthaltende Kupplungsabdeckungsausbildung 8 ist auf einem
entsprechenden Belag des Kupplungsmontagebereichs 6c befestigt. Die
Kupplungsabdeckungsausbildung 8 besteht aus einer Kupplungsabdeckung 8a,
einer Andrückplatte 9 und einer Membranfeder 10. Die Kupplungsabdeckung 8a
behaust eine Kupplungsscheibe.
Nachfolgend wird der Proportional-Dämpfungsmechanismus 60 näher erläutert.
Dieser enthält ein Paar angetriebener Platten oder Ausgangsplatten 12, die, wie
Fig. 2 zeigt, über wellenförmige Zähne 13 verfügen, die mit den rund um die
Krone der Nabe 6a des zweiten Schwungrads 6 ausgebildeten wellenförmigen
Zähnen 14 in Eingriff stehen. Dieser Eingriff ermöglicht die integrale Drehung der
Ausgangsplatte 12 und des zweiten Schwungrads 6.
Die Ausgangsplatten 12 zeigen, wie aus Fig. 2 deutlich wird, eine Vielzahl von
Öffnungen 15, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind. In den
Abschnitten des Bundbereichs 1b und der Stopperplatte 2 sind den Öffnungen 15
entsprechende Ausnehmungen 16 und 17 ausgebildet (siehe Fig. 1).
Schraubenfedern 20 zur Übertragung eines Torsionsdrehmoments sind in den
Öffnungen 15 und Ausnehmungen 16 und 17 derart angeordnet, daß sie in
Umfangsrichtung zusammendrückbar sind. Die Schraubenfedern 20 stützen sich
an den einander in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Wänden der Öffnungen
15 sowie der Ausnehmungen 16 und 17 ab, und zwar über Federsitze 21. Wenn
der Proportional-Dämpfungsmechanismus 60 nicht aktiviert ist, stützen sich
lediglich die radial inneren Enden der Federsitze 21 an den in Umfangsrichtung
einander gegenüberliegenden Wänden der Öffnungen 15 ab. Das heißt, die in den
Öffnungen 15 enthaltenen Schraubenfedern 20 haben ihre Enden in bezug auf die
einander gegenüberliegenden Wände der Öffnungen 15 vorgespannt liegen.
Ein ringförmiges Flüssigkeitsgehäuse 30, das in Fig. 6 gezeigt ist, ist zwischen
dem Bundbereich 1b und der Stopperplatte 2 rund um die Peripherie der
Eingangsplatten 12 aufgenommen, wie das in Fig. 1 dargestellt ist. Das
Flüssigkeitsgehäuse 30 hat eine Vielzahl von in Umfangsrichtung voneinander
beabstandeten Lappen 30c (Fig. 2 und 6), die radial nach innen vorspringen.
Zusätzlich besitzen die Lappen 30c Öffnungen 32, die von den Bolzen 3
durchgriffen werden. Das Flüssigkeitsgehäuse 30 besteht aus im wesentlichen
sektorförmigen Gehäuseteilen 30A. Die komplementären Lappen 30c der
benachbarten Gehäuseteile 30A überlappen einander, wodurch das
Flüssigkeitsgehäuse 30 eine ringförmige Konfiguration besitzt. Entlang des radial
inneren Bereichs des Flüssigkeitsgehäuses 30 befindet sich ein gegenüber
liegendes Paar innerer Ränder 30a, die in Ringnuten 31 passen, die in den
Ausgangsplatten 12 ausgebildet sind, so daß eine durch das Flüssigkeitsgehäuse
30 begrenzte Flüssigkeitskammer abgedichtet wird. Die Flüssigkeitskammer wird
somit von den Wänden des Flüssigkeitsgehäuses 30 umfangsseitig umschlossen.
Ein Schieber 35 ist in Umfangsrichtung verschieblich in dem Flüssigkeitsgehäuse
30 angeordnet und als Kappe ausgebildet, die sich radial nach innen öffnet, und die
äußere Umfangsfläche in radialer Richtung ist bogenförmig ausgebildet, so daß sie
mit der Innenfläche der umfangsseitigen Wand 30b des Flüssigkeitsgehäuses 30
übereinstimmt. Schenkelbereiche 37 sind an jeder der vier Ecken des offenen
Endes des Schiebers 35 ausgebildet, wodurch Flüssigkeitsdurchlässe 50 zwischen
benachbarten Paaren der Schenkelbereiche 37 gebildet werden. Bezugnehmend
auf Fig. 2 sind die Schenkelbereiche 37 des Schiebers 35 in Gleitkontakt mit den
umfangsseitigen Verbundkanten der angetriebenen Platten 12.
Vorsprünge 36 sind an der verbundförmigen Peripherie der Ausgangsplatten 12
ausgebildet und führen radial nach außen ab. Jeder Vorsprung 36 springt in einen
entsprechenden Schieber 35 vor. Die in Umfangsrichtung einander gegenüber
liegenden Wände jedes Schiebers 35 bilden Stopper 35a, die in Umfangsrichtung
von dem Vorsprung 36 zum Beispiel in einem Winkel von θ1 bzw. θ2 beabstandet
sind, wenn der Motor stillsteht. Der Vorsprung 36 teilt den Raum innerhalb des
Schiebers 35 in ein erstes Unterabteil 40 in dessen vorderem Bereich und ein
zweites Unterabteil 41 in dessen hinterem Bereich auf, und zwar in Bezug auf die
Drehrichtung R, und bildet eine Nebendrossel S1, wodurch die Unterabteile 40 und
41 entlang der Innenfläche des Schiebers 35 miteinander kommunizieren.
Hauptdrosseln S2, durch welche benachbarte Abteile 45 und 46 der Flüssigkeits
kammer des Flüssigkeitsgehäuses 30 miteinander kommunizieren, sind zwischen
der konkaven Innenfläche der Lappen 30c und den umfangsseitigen Verbund
kanten der Ausgangsplatten 12 ausgebildet. Der Spielraum zwischen den
Hauptdrosseln S2 ist kleiner als jener der Nebendrosseln S1. Mit anderen Worten,
der Querschnittsbereich der Nebendrossel S1 ist größer als jener der Hauptdrossel
S2. Flüssigkeitskompensationswege 47 sind zwischen den Wänden der Ausgangs
platten 12 ausgebildet. Jeder Flüssigkeitsweg 47 öffnet sich in Richtung auf den
entsprechenden Schieber 35 in der radial äußeren Kante des Vorsprungs 36. Der
Flüssigkeitsweg 47 erstreckt sich von dieser Öffnung radial nach innen und bildet
zwei Zweige in Richtung auf die Öffnungen 15, wobei die Zweige in den Öffnungen
15 münden.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung des Betriebs der Schwungradausbildung.
Wenn während des Betriebs ein Torsionsdrehmoment erzeugt wird, wird das erste
Schwungrad 1 in bezug auf die Drehrichtung der Ausgangsplatten 12 mit dem oder
gegen den Uhrzeigersinn gedreht. Zu Beginn, nämlich bei einer Torsion in einem
kleinen Winkel, werden die Schraubenfedern 20 derart zusammengedrückt, daß
ihre vorgespannten Enden knapp die angrenzenden Wände der Öffnungen 15
treffen, wobei der Proportional-Dämpfungsmechanismus 60 für eine Steifigkeit
geringer Torsion sorgt. Während der Torsionswinkel größer wird, werden die
Schraubenfedern 20 derart zusammengedrückt, daß deren betroffene Enden sich
an den Endflächen der Öffnungen 15 abstützen, wobei der Proportional-
Dämpfungsmechanismus 60 für eine Steifigkeit hoher Torsion sorgt.
Die nachfolgende Beschreibung gilt der Erzeugung eines Hysteresedrehmoments
aufgrund des Flüssigkeitsstroms, was durch die Änderung des Torsionsdreh
moments verursacht wird.
Setzt man einen Zustand voraus, in dem sich der Vorsprung 36 nicht an einem der
Stoppbereiche 35a des Schiebers 35 abstützt und sich das Schwungrad 1 relativ
zu den Ausgangsplatten 12 zum Beispiel in Richtung R dreht, dann bewegen sich
das Flüssigkeitsgehäuse 30 und der Schieber 35 gemeinsam in Richtung R.
Folglich wird das zweite Unterabteil 41 zusammengedrückt, wodurch dessen
Volumen abnimmt, und gleichzeitig wird das erste Unterabteil 40 vergrößert,
wodurch sich auch dessen Volumen vergrößert. Daraus ergibt sich, daß die
Flüssigkeit durch die Nebendrossel S1 hauptsächlich aus dem zweiten Unterabteil
41 in das erste Unterabteil 40 strömt. Da der Querschnittsbereich der
Nebendrossel S1 groß ist, ist der Widerstand des Durchgangs in diesem Moment
klein. Infolgedessen ist auch das erzeugte Hysteresedrehmoment H1 (siehe Fig.
7) niedrig.
Wenn sich der Winkel der Torsion soweit vergrößert, daß der Stoppbereich 35a der
an dem hinteren Ende gelegenen Wand des Schiebers 35 in bezug auf die Dreh
richtung R in Kontakt mit dem Vorsprung 36 gelangt, wird die Nebendrossel S1
geschlossen und der Schieber 35 an den Vorsprung 36 gedrückt. Das heißt, der
Schieber 35 bewegt sich in Verbindung mit dem Vorsprung 36. Das erste
Schwungrad 1 und das Flüssigkeitsgehäuse 30 bewegen sich relativ zu den
Ausgangsplatten 12 und zu dem Schieber 35 nach vorne in Richtung R. Folglich
strömt die Flüssigkeit in dem folgenden Abteil 46 des Flüssigkeitsgehäuses 30
umgekehrt zur Richtung R in das vorangehende Abteil 45 des Flüssigkeits
gehäuses 30, und zwar durch die Hauptdrossel S2 und strömt durch den Spalt
zwischen der Außenfläche des Schiebers 35 und dem Flüssigkeitsgehäuse 30
auch nach vorne in Richtung R in das erste Abteil 45. Da der Querschnittsbereich
der Hauptdrossel S2 klein ist, wird in diesem Moment ein hoher Flüssigkeits
widerstand erreicht. Infolgedessen ist das erzeugte Hysteresedrehmoment H2
(Fig. 7) hoch.
Da das erste Schwungrad 1 nach einer Vorwärtsdrehung wie oben beschrieben
revertiert, löst sich der Stoppbereich 35a der am hinteren Ende gelegenen Wand
des Schiebers 35 zunächst von dem Vorsprung 36, derart, daß die Nebendrossel
S1 wirksam ist. Die Flüssigkeit strömt dann durch die Nebendrossel 51
hauptsächlich aus dem ersten Unterabteil 40 in das zweite Unterabteil 41, wobei
der Torsionswinkel in den Bereich von θ1 + θ2 fällt. Demzufolge ist das erzeugte
Hysteresedrehmoment gering.
Wenn zum Beispiel aufgrund von Vibrationen bei der Verbrennung geringe
Drehmomentschwankungen auftreten, wobei das erste Schwungrad 1 in bezug auf
die Ausgangsplatten 12 in einem Winkel verdreht wird, bewegt sich der Schieber
35 in dem Bereich der Torsionswinkel θ1 + θ2 hin und her. Infolgedessen arbeitet
die Nebendrossel S1, und zwar derart, daß das erzeugte Hysteresedrehmoment
H1 klein ist.
Wie oben beschrieben, wird also das Ansprechen des Hysteresedrehmoments
nicht durch den absoluten Torsionswinkel des ersten Schwungrads 1 relativ zu den
Ausgangsplatten 12 bestimmt, sondern vielmehr durch die örtliche Relation
zwischen dem Schieber 35 und dem Vorsprung 36.
Während des vorstehend beschriebenen Betriebs wird die Flüssigkeit in dem
Flüssigkeitsgehäuse 30 durch Zentrifugalkraft nach radial außerhalb des
Proportional-Dämpfungsmechanismus 60 getrieben. Wenn jedoch der Proportional-
Dämpfungsmechanismus 60 im Einsatz ist, kann es geschehen, daß die Flüssigkeit
radial nach innen wandert, nämlich der Zentrifugalkraft widerstehend, und sich
dann durch den durch die inneren Ränder 30a abgedichteten Bereich in den Spalt
25 radial innerhalb der Schraubenfedern 20 bewegt. Da der Spalt 25 durch die
Kegelfeder 26 von dem Spalt 27 abgeschnitten ist, wird beinahe die gesamte
Flüssigkeit in dem Spalt 25 durch die Kegelfeder 26 gestoppt und steht innerhalb
der Seite der Kegelfeder 26 (auf der an dem Ende der Nabe 1a gelegenen
Oberfläche). Danach wird die Flüssigkeit unter Einwirkung von Zentrifugalkraft in
das Gehäuse 30 zurückgeführt.
Inzwischen gelangt ein kleiner Teil der in dem Spalt 25 befindlichen Flüssigkeit
durch die Kegelfeder 26 in den Spalt 27 und steht dort radial innerhalb der Nabe
6a. Die Flüssigkeit wandert dann unter Zentrifugalkraft entlang der Kegelfläche,
d. h. der abgeschrägten Fläche 29 der Nabe 6a in Richtung auf den Spalt 25 und
kehrt durch die Ausschnitte 26a der Kegelfeder 26 zurück in den Spalt 25, um
weiter in die Flüssigkeitskammer des Flüssigkeitsgehäuses 30 zurück zu gelangen.
Wie beschrieben, wird verhindert, daß aus dem Proportional-Dämpfungs
mechanismus 60 leckende Flüssigkeit an dem Lager 5 ansteht. Folglich wird bei
Nachlassen der Dichtwirkung des Lagers 5 das Lecken von Flüssigkeit aus dem
Lager 5 in Richtung auf die Kupplung 7 immer noch eingeschränkt, wodurch das
Rutschen der Kupplungsscheibe 11 wegen daran haftender Flüssigkeit reduziert
wird.
Nach langer Zeit der Benutzung kann es vorkommen, daß in dem Spalt 25
vorhandene Flüssigkeit durch einen Spalt angrenzend an das Lager 5 austritt.
Diese Flüssigkeit tritt unter Einwirkung von Zentrifugalkraft in die Durchgangslöcher
54 ein und bewegt sich in Richtung auf das erste Schwungrad 1. Jegliche
Flüssigkeit, die nicht in die Durchgangslöcher 54 eintritt, wandert inzwischen unter
Einwirkung von Zentrifugalkraft radial nach außen, und zwar entlang der auf der auf
der Seite der Kupplungsscheibe 11 gelegenen Seite des zweiten Schwungrads 6.
Diese Flüssigkeit wird durch den Aufnahmebereich 52 aufgefangen und dann durch
die Durchgangslöcher 53 in Richtung auf das erste Schwungrad 1 abgeführt.
Folglich wird verhindert, daß die radial nach außen entlang der auf der Seite der
Kupplungsscheibe 11 gelegenen Seite des Schwungrads 6 wandernde Flüssigkeit
die Kupplungsscheibe 11 erreicht, wodurch das Rutschen der Kupplungsscheibe
11 verringert wird. Da sich die versetzten Durchgangslöcher 53 und 54 auf die volle
Erstreckung in Umfangsrichtung belaufen, können diese darüber hinaus effektiv die
Flüssigkeit aufnehmen, die sich auf der auf der Seite der Kupplungsscheibe 11
gelegenen Seite des zweiten Schwungrads bewegt.
In den Fig. 8 und 9 ist zur weiteren Erläuterung der Wirkungsweise eines
Proportional-Dämpfungsmechanismus eine zweite beispielhafte Ausführung einer
mit einem solchen versehenen Schwungradausbildung dargestellt, bei der anstelle
der in dem zweiten Schwungrad 6 nach der ersten beispielhaften Ausführung
ausgebildeten Durchgangslöcher 54 die Endfläche der Nabe 6a durch eine Vielzahl
von Führungsrillen 55 vertieft ist, die sich radial nach außen erstrecken. Jede
Führungsrille 55 ist entsprechend einem Bereich C ausgebildet, der nicht von den
Durchgangslöchern 53 perforiert ist. Die Führungsrillen 55 sind von der radial
inneren Kante 56 der Nabe 6a aus bis zu den Durchgangslöchern 53 gefurcht. Die
restliche Konstruktion dieser Schwungradausbildung ist die gleiche, wie bei der
ersten Ausführung einer Schwungradausbildung.
Bei der zweiten beispielhaften Ausführung einer Schwungradausbildung wandert
ein wenig der Flüssigkeit, die aus dem Lager 5 in einen Raum 51 zwischen dem
Lager 5 und der Kupplung 7 leckt, unter Zentrifugalkraft radial nach außen, und
zwar entlang der Führungsrillen 55 und passiert daraufhin die Durchgangslöcher 53
in Richtung auf das erste Schwungrad 1. Der Rest jeglicher Flüssigkeit, die in dem
Raum 51 vorhanden sein mag, wandert entlang der Regionen, die nicht durch die
Führungsrillen 55 gefurcht sind, radial nach außen und wird dann durch den
Aufnahmebereich 52 aufgefangen, um dann schließlich durch die
Durchgangslöcher 53 in Richtung auf das erste Schwungrad 1 abgeführt zu
werden.
Nach den vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungen von Schwung
radausbildungen sind die Ausgangsplatten 12 und das zweite Schwungrad 6 durch
den kämmenden Eingriff ihrer jeweiligen Verzahnungen 13 und 14 miteinander
verbunden. Es sind jedoch auch verschiedene Konstruktionen möglich.
Zum Beispiel können, wie Fig. 10 zeigt, Bolzen 58 verwendet werden, die die
Nabe 6a des zweiten Schwungrads 6 und die Ausgangsplatten 12 durchdringen
und diese miteinander verbinden. Eine flache Zwischenlagscheibe 59 ist zwischen
dem Kopf 58a des Bolzens 58 und einer Endfläche der Nabe 6a angeordnet. Wie
Fig. 11 zeigt, ist jeder Bolzen 58 in einem Bereich C festgelegt, der dem nicht
durch die Durchgangslöcher 53 geschlitzen Bereich entspricht.
In diesem Fall wird die den Bereich C entlang wandernde Flüssigkeit durch den
Kopf 58a des Bolzens 58 abgelenkt, wie das anhand der Pfeile in Fig. 11
dargestellt ist.
Die abgelenkte Flüssigkeit tritt dann in die Durchgangslöcher 53 ein. Demzufolge
wird Flüssigkeit, die entlang der auf der Seite der Nabe 6a gelegenen Endfläche
des zweiten Schwungrads 6 radial nach außen wandert, durch die Durch
gangslöcher 53 effektiv in Richtung auf das erste Schwungrad 1 abgeführt.
Die Form der flachen Zwischenlagscheibe der dritten beispielhaften Ausführung
einer Schwungradausbildung kann alternativ so getroffen sein, wie das in Fig. 12
gezeigt ist, wobei die flache Zwischenlagscheibe 61 gefaltete, stehende Flächen
61a aufweist, die der Mitte zugewandt sind.
Die gefalteten Flächen 61a weisen radial nach innen, wenn die Zwischen
lagscheibe 61 an der Endfläche der Nabe 6a befestigt wird.
In diesem Fall verzweigt sich die entlang des Bereichs C radial nach außen
wandernde Flüssigkeit an den gefalteten Flächen 61a der Zwischenlagscheibe 61
in zwei Richtungen. Die Flüssigkeit wird dann in die Durchgangslöcher 53 geleitet.
Folglich wird die entlang der auf der Seite der Kupplungsscheibe 11 gelegenen
Seite des zweiten Schwungrads 6 wandernde Flüssigkeit effektiv durch die
Durchgangslöcher 53 abgeführt.
Eine weitere beispielhafte Ausführung einer Schwungradausbildung wird nach
folgend unter Bezugnahme auf die Fig. 13, 14a und 14b beschrieben.
Kegelfedern 70 befinden sich auf jeder Seite der Ausgangsplatten 12, die die Nabe
6a des zweiten Schwungrads 6 umschließen. Wie aus Fig. 14 hervorgeht, besteht
jede Kegelfeder 70 aus einem ringförmigen äußeren Rand 71 und einem
einstückigen inneren Bereich 72, der eine muschelförmige Innenkante besitzt. Eine
der Kegelfedern 70 befindet sich in Kontakt mit einer angrenzenden Fläche der
Nabe 1a des ersten Schwungrads 1, und zwar an einer Kante deren äußeren
Randes 71, und die andere der Kegelfedern 70 befindet sich in Kontakt mit einem
ringförmigen Vorsprung 3a, der sich vom inneren Ende der Stopperplatte 2 radial
nach innen erstreckt, und zwar gegen eine Kante deren äußeren Randes 71. Der
muschelförmige innere Bereich 72 befindet sich in Eingriff mit gewellten Zähnen 14.
Aus jeder von Vertiefungen bzw. Ausnehmungen 72a des inneren Bereichs 72 ist
in axialer Richtung ein Vorsprung 73 herausgedrückt. Jeder Vorsprung 73 drückt
leicht gegen die Seiten der Ausgangsplatten 12. Dadurch werden zwischen den
Kegelfedern 70 und den Ausgangsplatten 12 in einem festen Abstand Spalte
zwischen den Vorsprüngen 73 definiert. Durch diese Spalte wird während des
Betriebs des Proportional-Dämpfungsmechanismus 60 aus dessen Flüssigkeits
kammer austretende Flüssigkeit zu dem Eingriffsbereich der angetriebenen Platten
12 und der Nabe 6a geleitet. Der äußere Rand 71 der Kegelfeder 70 zeigt eine
Vielzahl von Ausschnitten 71a, die in Umfangsrichtung festgelegte Abstände
aufweisen. Durch diese Ausschnitte 71a kann Fett, das aus dem Eingriffsbereich
der Ausgangsplatten 12 und der Nabe 6a in Richtung auf den Spalt 25 und das
Lager 5 ausgetreten ist, unter Zentrifugalkraft zu dem Proportional-
Dämpfungsmechanismus 60 zurückkehren. Folglich besteht keine Tendenz, daß
das Fett an dem Lager 5 und den Dichtungselementen verbleibt, wodurch
verhindert wird, daß Fett aus der Dichtungszone leckt.
Mit Temperaturanstiegen während des Betriebs innerhalb der Bauteile nimmt die
Viskosität des Fetts in der Flüssigkeitskammer und in dem Eingriffsbereich der
Ausgangsplatten 12 und der Nabe 6a ab. Wenn sich der Motor mit höheren
Geschwindigkeiten dreht, wandert Fett radial nach außen. Bei Drehung des Motors
mit niedrigeren Geschwindigkeiten, bei dessen Start- oder Stopphasen, wandert
das Fett in Richtung auf den Spalt 25 und das Lager 5. In solchen Fällen verhindert
die Kegelfeder 70, daß Fett in den Spalt 25 und in die Dichtungszone gelangt, und
zwar durch den Eingriff des inneren Bereichs 72 mit dem Eingriffsbereich. Darüber
hinaus wird ein Anteil des Fetts dem Eingriffsbereich zugeführt, wodurch dieser
selbst bei Drehung mit hoher Geschwindigkeit gut geschmiert wird. Dadurch wird
verhindert, daß sich die Eingriffsbereiche durch Korrosion aneinander reiben.
Im Allgemeinen wird die Flüssigkeit in der Flüssigkeitskammer während des
Betriebs unter Zentrifugalkraft nach radial außerhalb des Proportional-
Dämpfungsmechanismus 60 getrieben. Allerdings kann es vorkommen, daß durch
den Betrieb des Proportional-Dämpfungsmechanismus 60 Flüssigkeit radial nach
innen verspritzt, die sich dann radial innerhalb der Schraubenfedern 20 und durch
den Dichtungsbereich der inneren Ränder 30a bewegt. Durch die Kegelfedern 70
wird verhindert, daß diese Flüssigkeit in den Spalt 25 gelangt, und sie wird zu den
Eingriffsbereichen geführt. Wenn etwas Flüssigkeit in den Eingriffsbereichen in den
Spalt 25 leckt, wird diese unter Einwirkung von Zentrifugalkraft radial nach außen
getrieben und kehrt durch die Ausschnitte 71a des äußeren Rands 71 der
Kegelfeder zurück zu dem Proportional-Dämpfungsmechanismus 60, wodurch das
Lecken von Fett reduziert wird.
Bei der in den Fig. 15 und 16 dargestellten Schwungradausbildung erstreckt
sich ein zentraler Bereich der Nabe 1a in Richtung auf eine Kurbelwelle 86, die eine
zentrale Ausnehmung 87 besitzt. Die Innenfläche 87a der Ausnehmung 87 ist
gerundet. Die Verlängerung 88 der Nabe 1a hat eine Außenfläche 88a, die
passend zur Innenfläche 87a der Ausnehmung 87 gerundet ist. Folglich befindet
sich die Verlängerung 88 der Nabe 1a in schwenkbarem Eingriff mit dem
Endbereich der Kurbelwelle 86, und die zentrale Achse des ersten Schwungrads 1
kann in bezug auf die zentrale Achse der Kurbelwelle 86 gekippt werden. Die
Innenfläche 87a und die Außenfläche 88a können axial geradlinig ausgebildet sein,
mit einem festen Spalt zwischen sich.
Eine flexible Platte 80 ist an der Endfläche der Kurbelwelle 86 befestigt und besitzt
vier Arme 81, die - wie in Fig. 16 gezeigt - in radialer Erstreckung rechtwinklig
angeordnet sind. Das vordere Ende jedes Arms 81 ist in Richtung auf das
Schwungrad 1 gebogen. Die Arme 81 sind mittels Bolzen 82 an der Endfläche des
Schwungradbereichs 1c befestigt. Zwischen den Armen 81 und dem Schwungrad
bereich 1c sind um jeden Bolzen 82 herum Manschetten 83 eingesetzt. Ein
Vorsprung 84 in der Mitte der flexiblen Platte 80 ist durch Bolzen 85 an der
Endfläche der Kurbelwelle 86 befestigt.
Die restliche Konstruktion ist die gleiche wie bei der ersten beispielhaften
Ausführung einer Schwungradausbildung.
In dem Motor erzeugte Torsionsschwingungen werden wie bei den voraus
gehenden Schwungradausbildungen durch den Proportional-Dämpfungsmecha
nismus 60 wirksam gedämpft.
Während des Betriebs wirken zusätzlich zu den Torsionsschwingungen auch
Biegeschwingungen auf die Kurbelwelle 86, die auf die flexible Platte 80 übertragen
werden, wo sie durch die elastische Verformung der sich von dem Vorsprung 84
aus verzweigenden vier Arme 81 absorbiert bzw. gedämpft werden.
Dadurch schwingt das erste Schwungrad 1 während des Betriebs nicht in axialer
Richtung, so daß Biegeschwingungen in der Kurbelwelle 86 nicht auf das Getriebe
übertragen werden. Auf diese Weise werden Geräusche während des Betriebs
verringert.
In den Fig. 17 bis 23 ist nun eine Schwungradausbildung gezeigt, bei welcher
sich nur die strukturelle Ausgestaltung des ersten Schwungrads und des
Schiebers von jener der vorhergehend beschriebenen Schwungradausbildungen
unterscheiden.
Diese Schwungradausbildung weist ein erstes Schwungrad 101, ein zweites
Schwungrad 103, das über ein Lager 102 durch das erste Schwungrad 101 dreh
bar gehalten ist, und einen zwischen dem ersten Schwungrad 101 und dem
zweiten Schwungrad 103 angeordneten Proportional-Dämpfungsmechanismus 104
auf. Das erste Schwungrad 101 ist an das Ende einer Motorkurbelwelle
anschließbar, und eine Kupplung 105 kann an dem zweiten Schwungrad 103
montiert werden.
Das erste Schwungrad 101 ist im wesentlichen eine Scheibe und hat eine
Ausnehmung für die Aufnahme des Proportional-Dämpfungsmechanismus 104.
Das erste Schwungrad 101 besitzt eine zentrale Nabe 101a, um deren Peripherie
herum das Lager 102 installiert ist. Das Lager 102 wird gehalten durch eine Platte
107, die durch Niete 106 an der Endfläche der Nabe 101a befestigt ist. Die Nabe
101a hat Löcher 101b, die von Bolzen zur Festlegung der Schwungradanordnung
an der Kurbelwelle durchgriffen werden. Eine Stopperplatte 108 und eine
Zwischenplatte 109 dienen zur Installation des Proportional-Dämpfungsmecha
nismus 104 in dem ersten Schwungrad 101, und zwar an dessen auf der Seite des
zweiten Schwungrads 103 gelegenen Fläche, wobei die Platten 108 und 109 durch
Niete 110 an der Peripherie des ersten Schwungrads 101 festgelegt sind.
Das zweite Schwungrad 103 ist im wesentlichen eine Scheibe und hat eine zentrale
Nabe 103a. Die Nabe 103a erstreckt sich in Richtung auf das erste Schwungrad
101, und das Lager 102 ist in seiner Innenfläche installiert. Das Lager 102 schließt
das dortige Schmiermittel dichtend ein. Ein Isolierteil 111 ist zwischen dem Lager
102 und der Nabe 103a angeordnet und dient zur Isolierung der Wärme von der
Kupplung 105. Das Isolierteil 111 befindet sich in Kontakt mit der äußeren Schale
des Lagers 102, nicht aber mit dessen innerer Schale. Wellenförmige Zähne 112
für den Eingriff in einen Ausgangsbereich des Proportional-Dämpfungsmecha
nismus 104, wie in Fig. 18 gezeigt, sind rund um die Peripherie angrenzend an
die Krone der Nabe 103a ausgebildet. Rund um die Basis der Krone der Nabe
103a ist ein Dichtungselement 113 zur Abdichtung von Flüssigkeit aus dem
Proportional-Dämpfungsmechanismus 104 zwischen der Nabe 103a und dem
inneren Bereich der Stopperplatte 108 vorgesehen. Das zweite Schwungrad 103
hat einen Reibbelag 103b, an welchen das Reibmaterial der Kupplungsscheibe
gedrückt wird.
Nachstehend wird nun der erfindungsgemäße Proportional-Dämpfungsmecha
nismus 104 näher erläutert.
Der Proportional-Dämpfungsmechanismus 104 weist im wesentlichen ein Paar
einander gegenüberliegender Antriebsplatten oder Eingangsplatten 114, ein Paar
angetriebener Platten oder Ausgangsplatten 115 zwischen dem Eingsngs
plattenpaar 114, die Platten 114 und 115 elastisch miteinander verbindende
Torsionsfedern in Form von Schraubenfedern 116 und ein Flüssigkeitsgehäuse
118 auf.
Die Eingangsplatten 114 sind Ringe mit Vorsprüngen 119, die sich - wie in Fig. 18
gezeigt - mit festen Abständen radial nach innen erstrecken. Dadurch wird
zwischen den aneinandergrenzenden Vorsprüngen 119 ein Spalt zur Aufnahme der
Torsionsfedern 116 definiert.
Die Antriebsplatten 114 weisen eine Reihe von Löchern 120 auf, die von
Befestigungszapfen 121 durchdrungen werden, wodurch das Eingangsplattenpaar
114, die Stopperplatte 108 und später noch beschriebene, zwischen dem
Eingangsplattenpaar 114 angeordnete Lappen 125 bzw. Nasen des Flüssigkeits
gehäuses 118 aneinander befestigt werden.
Die Ausgangsplatten 115 sind Ringe mit inneren wellenförmigen Zähnen 122, wie
in Fig. 18 gezeigt. Die inneren Zähne 122 kämmen mit an dem zweiten
Schwungrad 103 ausgebildeten äußeren Zähnen 112, und zwar derart, daß sich
die Ausgangsplatten 115 und das zweite Schwungrad 103 zusammen drehen. Die
Ausgangsplatten 115 weisen eine Reihe von in Umfangsrichtung voneinander
beabstandeten Öffnungen 123 auf, die zwischen den aneinander angrenzenden
Vorsprüngen 119 der Eingangsplatten 114 vorhandenen Spalten entsprechen,
wobei die durch sie definierten Zwischenräume die Torsionsfedern 116 enthalten.
Die Torsionsfedern 116 sind somit in den Öffnungen 123 angeordnet, in welchen
sie sich über Federsitze 124 an den in Umfangsrichtung einander gegenüber
liegenden Wänden der Öffnungen 123 abstützen. Im freien Zustand des
Proportional-Dämpfungsmechanismus 104 stützen sich lediglich die radial inneren
Enden der Torsionsfedern 1-16 an den in Umfangsrichtung einander gegenüberlie
genden Wänden der Öffnungen 123 ab, wie das in Fig. 18 dargestellt ist. Das
heißt, die Enden der in den Öffnungen 123 enthaltenen Torsionsfedern 116
befinden sich gegenüber den einander gegenüberliegenden Wänden der
Öffnungen 123 in Vorspannung.
Die Ausgangsplatten 115 zeigen eine Reihe von Vorsprüngen 127, die sich von
den Bereichen zwischen den benachbarten Öffnungen 123 aus radial nach außen
erstrecken.
Ein ringförmiges Flüssigkeitsgehäuse 118 ist zwischen dem Paar der
Eingangsplatten 114 rund um die Peripherie der Ausgangsplatten 115
aufgenommen. Das Flüssigkeitsgehäuse 118 zeigt eine Vielzahl von Lappen 125,
die - wie in Fig. 18 gezeigt - in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind.
Die Lappen 125 weisen Löcher 125a auf, in welche Befestigungszapfen 121
eingesetzt sind.
Das Flüssigkeitsgehäuse 118 kann in axialer Richtung in zwei Teile und in
Umfangsrichtung in fünf Teile unterteilt werden, wie das zum Teil in Fig. 19
dargestellt ist. Das heißt, das Flüssigkeitsgehäuse 118 besteht aus insgesamt zehn
im wesentlichen sektorförmigen Gehäuseteilen 118a. Die komplementären Lappen
bereiche 125c der benachbarten Gehäuseteile 118a überlappen einander und sind
durch die Befestigungszapfen 121 miteinander verbunden, und zwar derart, daß
das Flüssigkeitsgehäuse 118 eine ringförmige Konfiguration zeigt und mit den
Eingangsplatten 114 verbunden ist.
Der radial innere Bereich der Flüssigkeitskammer in dem Flüssigkeitsgehäuse 118
wird abgedichtet durch entlang der radial inneren Kante des Flüssigkeitsgehäuses
118 ausgebildete innere Ränder 126 (Fig. 19), die in ringförmigen Vertiefungen
110a aufgenommen werden, die in den angetriebenen Platten 115 ausgebildet
sind.
Fig. 20 zeigt einen Schieber 130, der in dem Flüssigkeitsgehäuse 118
verschiebbar angeordnet ist. Der Schieber 130 ist als Kappe ausgebildet, die sich
radial nach innen öffnet und den Vorsprung 127 der angetriebenen Platten 115
enthält. Der Schieber 130 ist aus Harz hergestellt und seine äußere Umfangsfläche
in radialer Richtung ist bogenförmig ausgebildet, und zwar konform zur Innenfläche
der Umfangswand 118a des Flüssigkeitsgehäuses 118. Ein Paar Schenkelbereiche
131 ist an den in Umfangsrichtung liegenden Enden des Schiebers 130 ausgebildet
und sorgt dort für Flüssigkeitsdurchlässe 143 zwischen den benachbarten
Schenkelbereichen 131. Die Schenkelbereiche 131 des Schiebers 130 befinden
sich in Gleitkontakt mit der umfangsseitigen Verbundkante der Ausgangsplatten
115. Wie Fig. 21 zeigt, befinden sich die Außenwand, d. h. die radial äußere Wand
132 des Schiebers und die Seitenwände oder seitlichen Wände 133, die sich in
Umfangsrichtung erstrecken, in Gleitkontakt mit der Innenwand des Flüssigkeits
gehäuses 118. Eine ovale Vertiefung 134 ist in der Oberfläche der radial äußeren
Wand 132 des Schiebers 130 ausgebildet. Eine sich in Umfangsrichtung
erstreckende Rille 135 ist in den Seitenwänden 133 vorgesehen. Die ovale
Vertiefung 134 und die Rillen 135 sind durch Verbindungsrillen 136 verbunden.
Die in Umfangsrichtung einander gegenüberliegenden Wände jedes Schiebers 130
bilden Stopper 137, die in Umfangsrichtung von dem Vorsprung 127 durch Winkel
von θ1 bzw. θ2 beabstandet sind, wenn der Motor stillsteht (siehe Fig. 18). Der
Vorsprung 127 unterteilt den Raum in dem Schieber 130 in ein erstes Unterabteil
138 in seinem vorderen Bereich und in ein zweites Unterabteil 139 in seinem
hinteren Bereich, und zwar in bezug auf die Drehrichtung R, und bildet eine
Nebendrossel S1, wodurch die Unterabteile 138 und 139 entlang der Innenfläche
des Schiebers 130 miteinander kommunizieren.
Hauptdrosseln S2, durch welche benachbarte Abteile 140 und 141 des
Flüssigkeitsgehäuses 118 miteinander kommunizieren, sind zwischen der Innen
fläche der Lappen 125 und der umfangsseitigen Verbundkante der Ausgangs
platten 115 angeordnet. Der Spielraum der Hauptdrosseln S2 ist kleiner als jener
der Nebendrosseln S1. Mit anderen Worten, der Querschnittsbereich jeder
Nebendrossel S1 ist größer als jener jeder Hauptdrossel S2.
Flüssigkeitskompensations-Ausschnitte 142 sind in den axial einander gegenüber
liegenden Flächen des Flüssigkeitsgehäuses 118 ausgebildet, und zwar auf
halbem Weg der angrenzenden Hauptdrosseln S2 in Umfangsrichtung, und sie
befinden sich entlang des radial inneren Bereichs des Flüssigkeitsgehäuses 118,
wobei sie sich in Richtung auf die Achse öffnen.
Der Betrieb der vorstehend beschriebenen Schwungradausbildung wird nach
stehend erläutert:
Wenn ein Torsionsdrehmoment erzeugt wird, verdrehen sich die Eingangsplatten
114 relativ zur Drehrichtung der Ausgangsplatten 115 im Uhrzeigersinn oder gegen
den Uhrzeigersinn. Zu Beginn, daß heißt bei einer Torsion in einem kleinen Winkel,
werden die Torsionsfedern 116 derart zusammengedrückt, daß deren vorge
spannte Enden gerade eben die angrenzenden Wände der Öffnungen 123 treffen,
wobei der Proportional-Dämpfungsmechanismus 104 für eine geringe Torsions
steifigkeit sorgt. Mit größer werdendem Torsionswinkel werden die Torsionsfedern
116 derart zusammengedrückt, daß sich ihre Enden an den entsprechenden
Endflächen der Öffnungen 123 abstützen, wobei der Proportional-Dämpfungs
mechanismus für eine hohe Torsionssteifigkeit sorgt.
Die Erzeugung des Hysteresedrehmoments aufgrund des durch die Änderungen
des Torsionsdrehmoments verursachten Flüssigkeitsstroms ist genau wie bei der
ersten beispielhaften Ausführung einer Schwungradausbildung.
Wenn sich die Schieber 130 während des Betriebs des Proportional-Dämpfungs
mechanismus bewegen, gleiten die radial äußere Wand 132 und die Seitenwände
133 des Schiebers 130 entlang der Innenwand des Flüssigkeitsgehäuses 118.
Gleichzeitig wird die Flüssigkeit in der ovalen Vertiefung 134 den Rillen 135
zugeführt, wodurch der Kontaktbereich der Seitenwände 133 und der Innenwand
des Flüssigkeitsgehäuses 118 gut geschmiert wird. Dadurch wird verhindert, daß
der Schieber 130 sich an der Innenwand festfrißt. Ebenso wird der Verschleiß im
Allgemeinen verhindert und die Dauerhaftigkeit des Proportional-Dämpfungs
mechanismus 104 verbessert. Da die Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsgehäuse 118
durch Zentrifugalkraft radial nach außen getrieben wird, ist auch eine ständige
Versorgung der ovalen Vertiefung 134 mit Flüssigkeit sichergestellt.
Es sind auch alternative Ausführungen der Rillen 135 und der ovalen Vertiefung
134 möglich. Zum Beispiel kann, wie in Fig. 22 gezeigt ist, eine wellenförmige
Rille 151 und, wie in Fig. 23 dargestellt, ein Netz 152 vorgesehen werden, in
welchem mehrere Rillen eine zentrale Rille kreuzen.
Verschiedene Details der Erfindung können abgewandelt werden, ohne von deren
Rahmen abzuweichen, der in den Ansprüchen wiedergegeben ist.
Claims (10)
1. Proportional-Dämpfungsmechanismus, der zwischen einer
Eingangsplatte (114) und einer Ausgangsplatte (115) zur Dämp
fung von Torsionsschwingungen zwischen diesen Platten (114;
115) durch eine Flüssigkeit angeordnet ist, mit einem Flüs
sigkeitsgehäuse (118), das eine Flüssigkeit enthält und zu
sammen mit der Eingangsplatte (114) drehbar ist und in wel
ches ein Bereich (127) der Ausgangsplatte (118) eingesetzt
ist, einem in dem Flüssigkeitsgehäuse (118) angeordneten
Schieber (130), der in Umfangsrichtung innerhalb eines gege
benen Winkels verschiebbar ist, wobei der Schieber (130) als
Kappe mit einer radial äußeren Wand (132) und seitlichen Wän
den (133) ausgebildet ist, die jeweils an einer umfangsseiti
gen Wand und an Seitenwänden des Flüssigkeitsgehäuses (118)
gleiten, eine durch den Schieber (130) und den genannten Be
reich (127) der Ausgangsplatte (115) definierte erste Drossel
(51) und eine durch das Flüssigkeitsgehäuse (118) und die
Ausgangsplatte (115) definierte zweite Drossel (52), deren
Spielraum enger ist als jener der ersten Drossel (51), da
durch gekennzeichnet, daß in der Oberfläche des
Schiebers (130) von der radial äußeren Wand (132) zu den Sei
tenwänden (133) hin eine Schmierrille (136) ausgebildet ist,
über die Flüssigkeit einer sich in Umfangsrichtung erstrec
kenden Rille (135, 151, 152) in den Seitenwänden (133) zu
führbar ist, um den Kontaktbereich der Seitenwände (133) und
der Innenwand des Flüssigkeitsgehäuses (118) zu schmieren.
2. Proportional-Dämpfungsmechanismus nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß die Schmierrille eine Verbin
dungsrille (136) ist, die die sich in Umfangsrichtung in den
Seitenwänden erstreckende Rille (135, 151, 152) mit einer in
der Oberfläche der radial äußeren Wand (132) des Schiebers
(130) ausgebildeten, vorzugsweise ovalen Vertiefung (134)
verbindet.
3. Proportional-Dämpfungsmechanismus nach einem der Ansprü
che 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sich in
Umfangsrichtung erstreckende Rille (151) wellenförmig ausge
bildet ist.
4. Proportional-Dämpfungsmechanismus nach einem der Ansprü
che 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sich in
Umfangsrichtung erstreckende Rille Teil eines Netzes (152)
mit mehreren, eine zentrale Rille kreuzenden Rillen ist.
5. Proportional-Dämpfungsmechanismus nach einem der Ansprü
che 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem
radial innerhalb des Flüssigkeitsgehäuses (118) angeordneten
Flüssigkeitsspeicher (123) und dem Flüssigkeitsgehäuse (118)
eine kommunizierende Verbindung (142) besteht, wobei der
Flüssigkeitsspeicher (123) und die Verbindung (142) einen
Flüssigkeits-Kompensationsmechanismus bilden.
6. Proportional-Dämpfungsmechanismus nach Anspruch 5, da
durch gekennzeichnet, daß die kommunizierende Verbin
dung in Form einer Auskerbung (142) in den Seitenwänden des
Flüssigkeitsgehäuses (118) vorgesehen ist.
7. Proportional-Dämpfungsmechanismus nach einem der Ansprü
che 5 oder 6, gekennzeichnet durch ein elastisches
Element (116) zur elastischen Verbindung der Eingangsplatte
(114) und der Ausgangsplatte (115), wobei die Ausgangsplatte
(115) eine Öffnung (123) als Flüssigkeitsspeicher aufweist
und das elastische Element (116) in dieser Öffnung angeordnet
ist.
8. Proportional-Dämpfungsmechanismus nach einem der Ansprü
che 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein erstes Schwung
rad (101), mit welchem die Eingangsplatte (114) verbunden
ist, und ein zweites Schwungrad (103), mit welchem die Aus
gangsplatte (115) verbunden ist.
9. Proportional-Dämpfungsmechanismus nach Anspruch 7 und 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element eine
Schraubenfeder (116) ist, deren Enden sich unter Vorspannung
an den in Umfangsrichtung einander gegenüberliegenden Wänden
der Öffnung (123) abstützen, wenn das erste (101) und das
zweite Schwungrad (103) relativ zueinander nicht verdreht
sind.
10. Proportional-Dämpfungsmechanismus nach Anspruch 7, ge
kennzeichnet durch eine an dem zweiten Schwungrad (103)
montierte Kupplung (105).
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