DE69400988T2

DE69400988T2 - Torsiondämpfer mit reibungserzeugender Vorrichtung

Info

Publication number: DE69400988T2
Application number: DE69400988T
Authority: DE
Inventors: Masanori Koda; Atsuhiro Mori; Tatsuya Morishita; Takashi Murasugi; Souichi Tsuchiya
Original assignee: Atsugi Unisia Corp; Unisia Jecs Corp
Current assignee: Valeo Kapec Japan KK
Priority date: 1993-09-07
Filing date: 1994-09-07
Publication date: 1997-03-27
Anticipated expiration: 2014-09-08
Also published as: EP0641956B1; DE69400988D1; JPH0798041A; JP3262241B2; US5558579A; EP0641956A1

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Torsionsdämpfer mit Dämpfungselementen, welche durch eine Federanordnung und eine Vorrichtung zum Erzeugen von Reibung elastisch gekoppelt sind.
Das an Worner et al., am 27. Februar 1990 erteilte US-Patent Nr. 4,904,225 beschreibt Dämpfungselemente, welche durch eine Federanordnung verbunden sind. Die Federanordnung weist eine Zwischenstütze auf, welche mit einem Dämpfungselement durch langhubige bogenförmige schraubenförmige Federn und mit dem anderen Dämpfungselement durch kurzhubige Federn elastisch verbunden ist. Zusätzlich ist eine Reibung erzeugende Vorrichtung oder Schlupfkupplung angeordnet, welche ein Spiel vorsieht. Die Reibung erzeugende Vorrichtung erzeugt einen Reibungswiderstand, welcher der Bewegung der Dämpfungselemente entgegenwirkt.
Die erste Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung (JP-A) 48-11936 beschreibt einen Kupplungsscheiben-förmigen Torsionsdämpfer. Bei diesem bekannten Torsionsdämpfer ist eine Reibung erzeugende Vorrichtung angeordnet, welche eine Anlauf- bzw. Anschlagplatte mit mehreren Fingern aufweist. Die Finger sind in Fenstern einer Unterplatte aufgenommen und weisen innerhalb der entsprechenden Fenster in Umfangsrichtung ein Spiel auf.
Während des Betriebes der reibungserzeugenden Vorrichtung treten Geräusche auf, welche kompensiert werden sollten.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Torsionsdämpfer mit einer verbesserten, geräuschfreien Funktionsweise einer Vorrichtung zum Erzeugen von Reibung zu schaffen.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird ein Torsionsdämpfer geschaffen, mit:
ersten und zweiten Dämpfungselementen, welche durch eine Federanordnung elastisch gekoppelt sind;
wobei das erste Dämpfungselement eine radial verlaufende Wand aufweist; und
einer Reibung erzeugenden Vorrichtung, welche mehrere Reibungselemente, die durch die zweiten Dämpfungselemente mit Spiel in deren Umfangsrichtung aufgenommen sind, sowie eine Feder aufweist, welche zwischen dem ersten Dämpfungselement und den Reibungselementen wirkt, um die Reibungselemente gegen die radial verlaufende Wand des ersten Dämpfungselementes vorzuspannen;
wobei die Reibung erzeugende Vorrichtung ein Dämpfungsteil aufweist, welches derart angeordnet ist, daß es den Stoß beim Eingriff der Reibungselemente in das zweite Dämpfungselement absorbiert.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt entlang der Linie I-I von Fig. 2, welcher ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß Torsionsdämpfers darstellt;
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht des in Pfeilrichtung 2 von Fig. 1 dargestellten Torsionsdämpfers, wobei ein Wandlerdeckel und ein Teil eines angetriebenen Dämpfungselementes weggelassen wurde;
Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht des Details innerhalb der gestrichelten Kreislinie "X" von Fig. 1;
Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht des Details innerhalb der gestrichelten Kreislinie "Y" von Fig. 2;
Fig. 5 eine Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels; und Fig. 6 eine Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

In den Fig. 1 bis 6 ist ein Torsionsdämpfer 20 dargestellt, welcher zwei koaxiale Dämpfungselemente aufweist, nämlich ein antreibendes Dämpfungselement 22 und ein angetriebenes Dämpfungselement 24, welche durch eine Federanordnung 26 miteinander elastisch gekoppelt sind. Das antreibende Dämpfungselement 22 ist an einer Kurbelwelle 28 eines Verbrennungsmotores durch ein Set von axial parallelen Bolzen bzw. Schrauben 30 befestigt und das angetriebene Dämpfungselement 24 kann ein Drehmoment auf ein Antriebselement (Wandlerdekkel) 32 eines Drehmomentwandlers übertragen, welcher wiederum das Drehmoment auf ein Antriebselement (Turbinenwelle) eines nicht dargestellten Automatikgetriebes übertragen kann. Der Wandlerdeckel 32 ist in antreibender Form mit einem nicht dargestellten Pumpenlaufrad des Drehmomentwandlers auf bekannte Weise verbunden und hat in seiner Mitte eine kreisförmige Ausstülpung 34, welche in einer Mittelöffnung 36 der Kurbelwelle 28 durch eine Hülse bzw. Buchse 38 aufgenommen ist.
Das antreibende Dämpfungselement 22 umfaßt zwei ringförmige Platten, nämlich eine erste oder Antriebsplatte 40 und eine zweite oder Seitenplatte 42, während das angetriebene Dämpfungselement 24 eine ringförmige Scheibe 44 aufweist. Die radial innersten Bereiche der Antriebs- und Seitenplatten 40, 42 sind an einem ringförmigen Axialende der Kurbelwelle 28 um die Mittelöffnung 36 befestigt. Die Antriebsplatte 40 trägt an ihrem Rand 46 ein Tellerrad bzw. Hohlrad 48, welches mit dem Ausgangszahnrad eines nicht dargestellten Anlassermotors zusammenpaßt. Die Seitenplatte 42 weist einen axial verlaufenden Ring- bzw. Kragenbereich 50 neben bzw. benachbart ihrem radial innersten Bereich auf. Die Antriebs- und Seitenplatten 40, 42 sind durch eine Satz von Abstandselementen in Form von Nieten 52 aneinander befestigt. Die Nieten 52 gewährleisten, daß die Platten 40, 42 in einen vorgegebenen Axialabstand voneinander gehalten werden. In dem Raum zwischen der Antriebs- und Seitenplatte 40, 42 ist die ringförmige Scheibe 44 aufgenommen, deren Innenumfang der axial verlaufenden Fläche des Kragenbereiches 50 zugewandt ist und gegenüberliegt&sub4; Die ringförmige Scheibe 44 ist mit einem Satz von in Umfangsrichtung beabstandeten bogenförmigen Schlitzen 54 ausgestaltet, welche jeweils die Nieten 52 aufnehmen. Die ringförmige Scheibe 44 ist am Wandlerdekkel 32 durch einen Satz von Schrauben 56 befestigt, welche in Schraubeingriff mit am Wandlerdeckel 32 fest befestigten Gewinderingen stehen. Die Schrauben 56 und bogenförmige Schlitze 54 sind alternativ angeordnet. Die koaxiale Beziehung zwischen den Dämpfungselementen 22, 24 wird durch die den Wandlerdeckel rotierend stützende Buchse 38 beibehalten. Somit wird kein Lager zwischen den Dämpfungselementen 22, 24 verwendet.
Die Dämpfungselemente 22, 24 sind innerhalb eines dem Spalt 60 + 62 (sh. Fig. 2) entsprechenden Winkel relativ zueinander drehbar. Die Antriebs- und Seitenplatte 40, 42 sind jeweils mit öffnungen 64, 66 ausgebildet, um eine Beeinflussung zwischen den Platten 40, 42 und den Schrauben und Ringen 56, 58 während der Relativrotation zwischen den Dämpfungselementen 22, 24 zu vermeiden.
Die Platten 40, 42 sind mit Fenstern 68, 70 ausgebildet, welche mit Fenstern 72 in der Scheibe 44 zusammenwirken, um energiespeichernde Elemente in Form von Schraubenfedern 74, 76 aufzunehmen. Radial vorstehende Arme 78 eines schwebenden bzw. schwimmenden Federhalterringes 80 erstrecken sich in die Fenster 72 der Scheibe 44. Wie aus Fig. 2 am deutlichsten ersichtlich, nimmt jedes Fenster 72 einen Satz von Schraubenfedern 74 auf, welche durch entsprechende Arme 78 getrennt sind. Zudem ist ein Satz von Schraubenfedern 76 in jedem Fenster 72 aufgenommen, welche in den entsprechenden Schraubenfedern 74 angeordnet und durch die entsprechenden Arme 78 getrennt sind. Diese Schraubenfedern 74 und 76 sind in den Fenstern 68, 70 der Platten 40, 42 aufgenommen und wirken einem Winkelversatz der Platten 40, 42 relativ zur Scheibe 44 und umgekehrt entgegen. Die Fenster 68, 70 der Platten 40, 72, die Fenster 72 der Scheibe 44, die Schraubenfedern 74, 76 sowie der Federhalterring 80 bilden somit die Federanordnung 26, welche die Dämpfungselemente 22, 24 elastisch koppelt.
Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich, weist der Torsionsdämpfer 20 ferner eine Reibung erzeugende Vorrichtung 82 auf. Die Reibung erzeugende Vorrichtung 82 umgibt den Kragenbereich 50 des antreibenden Dämpfungselements 22 und ist zwischen einer radial verlaufenden Wand oder Fläche 84 der Antriebsplatte 40 und einer Innenfläche der Seitenplatte 42 angeordnet. Der innere Umfangsbereich der ringförmigen Scheibe 44, welcher den Kragenbereich 50 umgibt und zwischen der radial verlaufenden Wand 84 und der Innenfläche der Seitenplatte 42 angeordnet ist, weist Fenster 86 auf, die Reibungselemente 88 in Umfangsrichtung der Scheibe 44 aufnehmen. Die Reibungselemente bzw. -blöcke 88 innerhalb des Fensters 86 grenzen bzw. stoßen an die radial verlaufende Wand 84 der Antriebsplatte 40 an. Die Reibungselemente 88 wirken mit ihren von der radial verlaufenden Wand 84 beabstandeten Endflächen mit einem Reibungsring 90 zusammen. Der Reibungsring 90 ist axial gleitend auf dem Kragenbereich 50 angeordnet und wird eng gegen die Rotation relativ zum antreibenden Dämpfungselement 22 durch Nasen 92 am Umfang des Reibungsrings 90 gehalten. Die Nasen 92 greifen in die Schlitze 94 der Seitenplatte 42 ein. Eine ringformige Plattenfeder 96 ist axial zwischen der Seitenplatte 42 des antreibenden Dämpfungselementes 22 und dem Reibungsring 90 eingeklemmt. Die Plattenfeder 96 spannt den Reibungsring 90 gegen die Reibungselemente 88 und die Reibungselemente 88 gegen die radial verlaufende Wand 84 der Antriebsplatte 40 des antreibenden Dämpfungselementes 22 vor. Die Plattenfeder 96 drückt den Reibungsring 90 und die angetriebene Platte 40 zusammen.
Die Reibung erzeugende Vorrichtung 82 umfaßt ein Dämpfungsteil 100, welches derart angeordnet ist, daß es dem mechanischen Einrückstoß der Reibungselemente 88 in die Scheibe 44 absorbiert. Das Dämpfungsteil 100 umfaßt mehrere Paare von Dämpfern bzw. Elementen 102 und 104, wobei jedes Paar jeweils an in Umfangsrichtung beabstandeten Rändern der Scheibe 44 befestigt ist, welche das jeweilige Fenster 86 definieren. Die Elemente 88 haben zwischen den jeweiligen Paaren von Dämpfern 102 und 104 ein Spiel 2W in Umfangsrichtung der Scheibe 44. Die Elemente bzw. Dämpfer 102 und 104 bestehen aus einem Material mit geringer Steifheit. Das Material mit geringer Steifheit besteht insbesondere aus Filzgewebe mit einer para-aromatischen Polyamidfaser.
Sobald die Scheibe 44 des angetriebenen Dämpfungselementes 24 relativ zum antreibenden Dämpfungselement 22 soweit gedreht wird, daß sie das Bewegungsspiel jedes Reibungselementes 88 entsprechend dem Fenster 86 verbraucht, reißt die Scheibe 44 des angetriebenen Dämpfungselementes 24 alle Reibungselemente 88 in ihrer weiteren Bewegung mit. Während der Weiterbewegung des angetriebenen Dämpfungselementes 24 relativ zum antreibenden Dämpfungselement 22 wirkt der Reibungswiderstand der Bewegüng der Scheibe 44 relativ zur Antriebsplatte 40 und zum Reibungsring 90 zusätzlich zu dem durch die Federanordnung 26 vorgesehenen Widerstand entgegen.
Bei Betrieb der reibungserzeugenden Vorrichtung 82 läuft die Scheibe 44 durch ihren das Fenster 86 definierenden Rand nicht direkt auf das entsprechenden Reibungselement bzw. Reibungsblock 88 aufgrund der Anordnung der Elemente bzw. Dämpfer 102 und 104 auf. Somit eliminiert oder zumindest unterdrückt das Dämpfungsteil 100 wirkungsvoll das Auftreten eines Geräusches und reduziert das Beschädigungsrisiko oder den Verschleiß der Reibungselemente 88.
Anhand von Fig. 5 wird eine weitere Form des Dämpfungsteils 110 erläutert. Das Dämpfungsteil 110 umfaßt mehrere Paare von ersten Elementen bzw. Dämpfern 112 und 114, wobei jedes Paar jeweils an in Umfangsrichtung beabstandeten Rändern einer Scheibe 44 befestigt ist, welche ein entsprechendes Fenster von mehreren Fenstern 86 definieren. Das Dämpfungsteil 110 weist ferner mehrere Paare von zweiten Elementen bzw. Dämpfern 116 und 118 auf, wobei jedes Paar jeweils an in Umfangsrichtung beabstandeten Rändern befestigt ist, die ein entsprechendes Fenster von mehreren Fenstern 86 festlegen. Die Reibungselemente 88 haben zwischen entsprechenden Paaren von ersten Dämpfern 112 und 114 ein Spiel 2 x W1 in Umfangsrichtung der Scheibe 44. Die Reibungselemente 88 weisen zwischen entsprechenden Paaren von zweiten Elementen bzw. Dämpfern 116 und 118 ein zweites Spiel 2 x W2 auf, welches größer als das zuerst genannte Spiel 2 x W1 in Umfangsrichtung der Scheibe 44 ist. Die ersten Elemente 112 und 114 sind weniger starr bzw. steif als die zweiten Elemente 116 und 118. Die ersten und zweiten Elemente 112, 114, 116 und 118 bestehen aus einem Filzgewebe aus para-aromatischen Polyamidfasern. Die ersten Elemente 112 und 114 weisen eine ausreichende Elastizität auf, so daß die zweiten Elemente 116 und 118 direkt in die entsprechenden Reibungselemente 88 eingreifen. Bei Betrieb sind die ersten Elemente 112 und 114 für eine erste Stoßabsorbtionsstufe verantwortlich und die ersten und zweiten Elemente 112 und 114 sowie 116 und 118 sind in Kooperation miteinander für die nachfolgende zweite Stoßabsorbtions stufe verantwortlich.
Eine weitere Form eines Dämpfungsteils 130 ist in Fig. 6 dargestellt. Das Dämpfungsteil 130 ist an einer Scheibe 44 befestigt und weist mehrere Fenster 132 auf, welche jeweils Reibungselemente 88 darin aufnehmen. Das Dämpfungsteil 130 umfaßt mehrere Paare von ersten Elementen bzw. Dämpfern 134 und 136 und zudem mehrere zweite Elemente 138, welche jeweils mehrere Fenster 132 festlegen. Jedes Paar von ersten Elementen 134 und 136 ist an in Umfangsrichtung beabstandeten Rändern des ersten Elementes 138 befestigt, welches ein entsprechendes Fenster von mehreren Fenstern 132 festlegt. Die Paare von ersten Elementen 134 und 136 sind jeweils einstückig mit den zweiten Elementen 138 ausgebildet. Die ersten Elemente bestehen aus einem Filzgewebe mit para-aromatischen Polyamidfasern. Die Elemente 138 bestehen aus Teflon (registrierte Marke von E. 1. du Pont de Nemours & Co., Inc.), welches eine niedrige Reibung aufweist.
Die Reibungselemente 88 weisen zwischen entsprechenden Paaren von ersten Elementen bzw. Dämpfern 134 und 136 ein Spiel 2 x W1 in Umfangsrichtung der Scheibe 44 auf. Die Reibungselemente 88 haben innerhalb der entsprechenden Fenster 132 ein zweites Spiel 2 x W2, welches größer bzw. länger als das erstgenannte Spiel 2 x W1 in Umfangsrichtung der Scheibe 44 ist. Entsprechend diesem Ausführungsbeispiel führen die zweiten Elemente 138 eine gleichmäßige Bewegung der Reibungselemente 88, da die Fenster 132 durch die zweiten Elemente 138 aus einem Material mit niedriger Reibung umgeben sind. Dieses Ausführungsbeispiel des Dämpfungsteils 130 ist in einfacher Form montierbar, da die ersten Elemente 134 und 136 einstückig mit den entsprechenden zweiten Elementen 138 ausgebildet sind.

Claims

Torsionsdämpfer, mit:

ersten und zweiten Dämpfungselementen (22, 24), welche durch eine Federanordnung (26) elastisch gekoppelt sind;

wobei das erste Dämpfungselement (22) eine radial verlaufende Wand (48) aufweist; und

einer Vorrichtung (82) zum Erzeugen von Reibung, welche mehrere Reibungselemente (88), die durch das zweite Dämpfungselement (24) mit Spiel (2 x W, 2 x W1) in Umfangsrichtung des zweiten Dämpfungselementes (24) aufgenommen sind, sowie eine Feder (96) aufweist, welche zwischen dem ersten Dämpfungselement (22) und den Reibungselementen (88) wirkt, um die Reibungselemente (88) gegen die radial verlaufende Wand (84) des ersten Dämpfungs elementes (22) vorzuspannen;

dadurch gekennzeichnet,

daß die Vorrichtung (82) zum Erzeugen von Reibung ein Dämpfungsteil (100, 110, 130) aufweist, welches derart angeordnet ist, daß es den Stoß beim Einrücken der Reibungselemente (88) in das zweite Dämpfungselement (24) absorbiert.
2. Torsionsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungselemente (88) mit dem Dämpfungsteil (100, 110, 130) in Kontakt gelangen, wenn das erste Dämpfungselement (22) relativ zum zweiten Dämpfungselement (24) soweit gedreht wird, daß es das Spiel kompensiert.
3. Torsionsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zweite Dämpfungselement (24, 44) mehrere Fenster (86) aufweist, welche jeweils die Reibungselemente (88) aufnehmen.
4. Torsionsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsteil (100) mehrere Paare von Elementen (102, 104) aufweist, wobei jedes Paar jeweils an in Umfangsrichtung beabstandeten Rändern befestigt ist, die jeweils eines der Fenster (86) festlegen, und daß die Reibungselemente (88) zwischen den entsprechenden Paaren von Elementen (101, 104) das Spiel (2 x W) in Umfangsrichtung des zweiten Dämpfungselementes (24, 44) aufweisen.
5. Torsionsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (102, 104) des Dämpfungsteils (100) aus einem Material mit niedriger Steifheit bestehen.
6. Torsionsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Material mit niedriger Steifheit aus einem Filzgewebe aus para-aromatischen Polyamidfasern besteht.
7. Torsionsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsteil (110) mehrere Paare von ersten Elementen (112, 114), wobei jedes Paar jeweils an in Umfangsrichtung beabstandeten Rändern befestigt ist, welche jeweils eines der Fenster (86) festlegen, und mehrere Paare von zweiten Elementen (116, 118) aufweist, wobei jedes Paar jeweils an in Umfangsrichtung beabstandeten Rändern befestigt ist, welche das entsprechende von mehreren Fenstern (86) festlegen.
8. Torsionsdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungselemente (88) zwischen den entsprechenden Paaren von ersten Elementen (112, 114) das Spiel (2 x W1) in Umfangsrichtung des zweiten Dämpfungselementes (24, 44) aufweisen.
9. Torsionsdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungselemente (88) zwischen den entsprechenden Paaren von zweiten Elementen (116, 118) ein zweites Spiel (2 x W2) aufweisen, welches größer als das erstgenannte Spiel (2 x W1) in Umfangsrichtung des zweiten Dämpfungselementes (24, 44) ist.
10. Torsionsdämpfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Elemente (112, 114) weniger steif als die zweiten Elemente sind.
11. Torsionsdämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Elemente (112, 114) eine ausreichende Elastizität aufweisen, so daß die zweiten Elemente (116, 118) direkt in die entsprechenden Reibungselemente (88) eingreifen können.
12. Torsionsdämpfer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Elemente (112, 114) für eine erste Stoßabsorbtionsstufe verantwortlich sind, und daß die ersten (112, 114) und die zweiten Elemente (116, 118) in Kooperation miteinander für die nachfolgende zweite Stoßabsorbtionsstufe verantwortlich sind.
13. Torsionsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsteil (130) am zweiten Dämpfungselement (24, 44) befestigt ist und mehrere Fenster (132) aufweist, welche jeweils die Reibungselemente (88) aufnehmen.
14. Torsionsdämpfer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsteil (130) mehrere Paare von ersten Elementen (134, 136) aufweist.
15. Torsionsdämpfer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsteil (130) mehrere zweite Elemente (138) aufweist, welche jeweils die Fenster (132) festlegen.
16. Torsionsdämpfer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Paar von ersten Elementen (134, 136) an in Umfangsrichtung beabstandeten Rändern befestigt ist, welche jeweils eines der Fenster (132) festlegen.
17. Torsionsdämpfer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Paare von ersten Elementen (134, 136) einstückig mit den jeweiligen zweiten Elementen (138) ausgebildet sind.
18. Torsionsdämpfer nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Elemente (134, 136) aus einem Filzgewebe aus para-aromatischen Polyamidfasern bestehen.
19. Torsionsdämpfer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Elemente (138) aus Teflon (registrierte Marke von E. 1. du Pont de Nemours & Co., Inc.) bestehen.
20. Torsionsdämpfer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Elemente (138) aus einem Material mit niedrigem Reibungskoeffizienten bestehen.