DE102007026723A1

DE102007026723A1 - Torsionsdämpferfeder

Info

Publication number: DE102007026723A1
Application number: DE200710026723
Authority: DE
Inventors: Ciriaco Bonfilio; Daniel Fenioux
Original assignee: Valeo Embrayages SAS
Current assignee: Valeo Embrayages SAS
Priority date: 2006-06-07
Filing date: 2007-06-06
Publication date: 2008-01-24
Also published as: JP5184818B2; JP2007327641A; FR2902161A1; FR2902161B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Torsionsdämpferfeder, die von einem Metalldraht (12, 22) gebildet wird, der in spiralförmigen Windungen gewickelt ist, die im freien Zustand nicht aneinander anliegen, wobei an mindestens einem Ende der Feder die letzte Windung (14, 24) durch eine Windung (16, 26) mit verringertem Durchmesser mit der vorhergehenden oder drittletzten Windung (28) verbunden ist und sich in einer Ebene erstreckt, die im Wesentlichen senkrecht zur Achse der Feder ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Zweimassenschwungrad, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, das Federn (10, 20) dieser Art umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Torsionsdämpferfeder sowie ein Zweimassenschwungrad, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, das solche Federn umfasst.
Ein Zweimassenschwungrad umfasst zwei koaxiale Schwungmassen, die zueinander zentriert und drehbar geführt sind, von denen eine fest am Ende einer Antriebswelle angebracht ist und von denen die andere die Gegendruckplatte einer Kupplung bildet. Ein Torsionsdämpfer, der in Umfangsrichtung angeordnete Federn umfasst, ist zwischen den zwei Schwungmassen angebracht, um das Antriebsmoment von einer Schwungmasse auf die andere zu übertragen und die Schwingungen der Schwungmassen relativ zueinander zu dämpfen. Die Federn werden von einem Metalldraht gebildet, der in spiralförmigen Windungen gewickelt ist, die im freien Zustand nicht aneinander anliegen, und ihre Enden stützen sich auf Widerlager, die mit einer der Schwungmassen fest verbunden sind, und auf radiale Laschen eines ringförmigen Flansches, der mit der anderen Schwungmasse fest verbunden ist.
Die Abstützung der Enden der Federn auf die Widerlager und auf die Laschen des ringförmigen Flansches wirft zahlreiche Probleme auf, was die Wirksamkeit und die Lebensdauer der Federn anbelangt.
Eine bekannte Lösung besteht darin, die letzte Windung an jedem Ende der Federn zu schleifen, um an dieser Windung eine ebene, zur Achse der Feder senkrechte Fläche herzustellen, welche dann die Fläche der Abstützung der Feder auf eine Lasche des ringförmigen Flansches oder auf eine Endwindung einer anderen, am Ende der ersten Feder angeordneten Feder ist. Dieser Schleifvorgang ist jedoch teuer und verursacht eine Versprödung der Endwindungen der Federn.
Die Erfindung hat die Aufgabe, diesen Nachteil des Standes der Technik zu überwinden.
Sie schlägt dazu eine Torsionsdämpferfeder vor, die von einem Metalldraht gebildet wird, der in spiralförmigen Windungen gewickelt ist, die im freien Zustand nicht aneinander anliegen, und die dadurch gekennzeichnet ist, dass an mindestens einem Ende der Feder die letzte Windung durch eine Windung mit verringertem Durchmesser mit der vorhergehenden oder mit der drittletzten Windung verbunden ist und sich in einer Ebene erstreckt, die im Wesentlichen senkrecht zur Achse der Feder ist.
Die Bildung einer vorletzten Windung mit verringertem Durchmesser ermöglicht es, den Neigungswinkel der spiralförmigen Windungen zu kompensieren und folglich eine letzte Windung herzustellen, welche sich im Wesentlichen senkrecht zur Achse der Feder erstreckt.
Die vorletzte Windung oder Windung mit verringertem Durchmesser ist vorteilhafterweise im Inneren der letzten Windung und der drittletzten Windung angebracht. Vorzugsweise wird die letzte Windung an der drittletzten Windung zur Anlage gebracht oder befindet sich in unmittelbarer Nähe derselben.
Der Draht der Feder kann einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, weist jedoch vorzugsweise einen im Wesentlichen ovalen oder flachen Querschnitt auf.
Die erfindungsgemäße Feder ist kreisbogenförmig gekrümmt, um in einen Torsionsdämpfer eingebaut zu werden, wobei sich vorteilhafter weise die Windung mit verringertem Durchmesser oder vorletzte Windung auf der radial äußeren Seite der Feder befindet.
Vorzugsweise umfasst jedes Ende der Feder eine letzte Windung, die mittels einer Windung mit verringertem Durchmesser mit der drittletzten Federwindung verbunden ist, wobei diese letzte Windung im Wesentlichen senkrecht zur Achse der Feder ist.
Die Erfindung schlägt außerdem ein Zweimassenschwungrad vor, insbesondere für Kraftfahrzeuge, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es in Umfangsrichtung angeordnete Federn umfasst, die vom oben genannten Typ sind.
Die Enden dieser Federn werden vorteilhafterweise in kreisbogenförmigen Einkerbungen aufgenommen, die beiderseits eines Zentrierzapfens in den radialen Rändern der Laschen oder Arme eines ringförmigen Flansches ausgebildet sind, der mit einer der Schwungmassen des Zweimassenschwungrades fest verbunden ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Zweimassenschwungrad Federn von dem oben genannten Typ, welche so angeordnet sind, dass sie stumpf aneinander stoßen, und welche aus Drähten mit unterschiedlichen Querschnitten hergestellt sind, wobei diese Federn entgegengesetzte Wicklungsrichtungen aufweisen.
Vorteilhafterweise weisen die Drähte der Federn im Wesentlichen ovale Querschnitte auf, deren Enden von Kreisbögen mit unterschiedlichen Radien gebildet werden, und die Querschnitte der Drähte der stumpf aneinander stoßend angeordneten Federn sind von einer Feder zur anderen umgekehrt gestaltet, wobei die Querschnitte des Drahtes einer Feder große Kreisbögen auf der Innenseite der Windungen aufweisen und die Querschnitte des Drahtes der anderen Feder kleine Kreisbögen auf der Innenseite der Windungen aufweisen, um eine Selbstzentrierung der sich aufeinander stützenden Enden der Federn zu bewirken.
Allgemein gesprochen, ermöglicht die Erfindung, korrekte Abstützungen der Enden der Federn auf die von einer der Schwungmassen gebildeten Widerlager und auf die radialen Laschen des mit der anderen Schwungmasse fest verbundenen ringförmigen Flansches sicherzustellen, bei gleichzeitiger Einsparung der Kosten des Schleifens der Enden der Federn und unter Vermeidung einer Schwächung der Endwindungen.
Außerdem halten die Endwindungen der Federn besser der Übertragung der Spitzen des Antriebsmoments stand, bei welchen die Federn maximal zusammengedrückt werden und die Windungen aneinander anliegen.
Die Lebensdauer der Rinnen, welche zwischen den Federn und der radial äußeren Wand ihres Sitzes in einer der Schwungmassen angeordnet sind, wird verlängert, da die Rinnen nicht mehr der Einwirkung der Kanten ausgesetzt sind, die aus dem Schleifen der Endwindungen der Federn resultieren.
Beim Studium der nachfolgenden Beschreibung wird die Erfindung besser verständlich, und weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile derselben werden deutlicher sichtbar, wobei die Beschreibung beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben wird. Dabei zeigen:
1: eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Feder;
2: eine Vorderansicht von zwei stumpf aneinander stoßend angeordneten erfindungsgemäßen Federn;
die 3 und 4: vergrößerte Teilansichten der eingekreisten Einzelheiten III und IV von 2;
5: eine Ansicht der Enden der in 4 dargestellten Federn in größerem Maßstab und im Schnitt; und
6: schematisch einen Torsionsdämpfer für ein Zweimassenschwungrad.
Die in 1 dargestellte Feder 10 wird von einem Metalldraht 12 gebildet, der in spiralförmigen Windungen mit konstantem Durchmesser gewickelt ist, wobei die Windungen der Feder in dem in der Zeichnung dargestellten freien Zustand nicht aneinander anliegen, so dass diese Feder sowohl als Zugfeder als auch als Druckfeder fungieren kann, wie dies in einem Torsionsdämpfer eines Zweimassenschwungrades der Fall ist.
Die letzte Windung 14 an jedem Ende der Feder ist durch eine vorletzte Windung 16 mit verringertem Durchmesser mit der vorhergehenden oder drittletzten Windung 18 der Feder verbunden.
Der verringerte Durchmesser der vorletzten Windung 16 der Feder ermöglicht dieser, sich in das Innere der Endwindung 14 und der drittletzten Windung 18 einzufügen, wie zum Beispiel in 3 am besten zu erkennen ist. Die Anordnung der vorletzten Windung 16 im Inneren der Windungen 14 und 18 gestattet es, die letzte Windung 14 an der drittletzten Windung 18 zur Anlage zu bringen und dabei den Neigungswinkel der spiralförmigen Windungen zu kompensieren, derart, dass die letzte Windung 14 im Wesentlichen senkrecht zur Achse der Feder ist. Die letzte Windung 14 bildet somit eine ebene Fläche der Abstützung auf eine zur Achse der Federn senkrechte Fläche, zum Beispiel auf ein mit einer Schwungmasse fest verbundenes Widerlager oder auf eine radiale Lasche eines mit der anderen Schwungmasse fest verbundenen ringförmigen Flansches. Man erzielt auf diese Weise dieselben Vorteile wie mit geschliffenen Endwindungen, jedoch unter Vermeidung der Nachteile derselben (hohe Kosten des Schleifvorgangs, Sprödigkeit der Endwindung, Abnutzung der Führungsrinnen usw.).
Bei einem Torsionsdämpfer eines Zweimassenschwungrades für ein Kraftfahrzeug ist es vorteilhaft, zwei gekrümmte Federn, welche sich jeweils über etwas weniger als 90° erstrecken und welche aus Drähten mit unterschiedlichen Querschnitten hergestellt sind, damit sie unterschiedliche Steifigkeiten aufweisen, so anzuordnen, dass sie stumpf aneinander stoßen, wie in 2 dargestellt.
In dieser Figur ist eine der stumpf aneinander stoßend angeordneten Federn mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet und wird von einem Draht 12 mit einem Querschnitt gebildet, der kleiner als der des Drahtes 22 der anderen Feder 20 ist, wobei die Windungen der zwei Federn im Wesentlichen denselben Außendurchmesser aufweisen.
Die Endwindungen 14 der ersten Feder 10 sind durch die vorletzten Windungen 16 mit verringertem Durchmesser mit den drittletzten Windungen 18 verbunden und erstrecken sich in einer Ebene, die im Wesentlichen senkrecht zur Achse der Feder ist, und ebenso sind die Endwindungen 24 der anderen Feder 20 sind vorletzte Windungen 26 mit verringertem Durchmesser mit den drittletzten Windungen der Feder verbunden. Die Wicklungsrichtungen der zwei Federn sind entgegengesetzt, wobei die Windungen 16 und 26 mit verringertem Durchmesser sich auf der radial äußeren Seite der zwei Federn befinden. Auf diese Weise sind, wenn die Federn maximal zusammengedrückt werden, ihre Windungen 16 mit verringertem Durchmesser keinen hohen Beanspruchungen ausgesetzt.
Es ist außerdem vorteilhaft, wie besser auf der Ansicht im Schnitt und in größerem Maßstab von 5 zu erkennen ist, wenn der Draht der Feder 10 einen im Wesentlichen ovalen Querschnitt aufweist, der von zwei Kreisbögen c1 und c2 mit unterschiedlichen Radien gebildet wird, die durch Geradenabschnitte d verbunden sind, wobei der Kreisbogen c1 einen Radius hat, der kleiner ist als der des Kreisbogens c2. Ebenso weist der Draht der Feder 20 einen im Wesentlichen ovalen Querschnitt auf, der von zwei Kreisbögen c'1 und c'2 mit unterschiedlichen Radien gebildet wird, die durch Geradenabschnitte d' verbunden sind, wobei der Kreisbogen c'1 einen Radius hat, der kleiner ist als der des Kreisbogens c'2.
Die Wicklungsrichtungen der Federn 10 und 20 sind, wie bereit erwähnt, entgegengesetzt, und die Querschnitte der Drähte der Federn sind von einer Feder zur anderen umgekehrt gestaltet, wobei der Kreisbogen c1 mit kleinerem Radius des Drahtes der Feder 10 sich radial an der Außenseite der Feder befindet und der Kreisbogen c2 mit größerem Radius im Inneren der Feder, während bei der Feder 20 der Kreisbogen c'1 mit kleinerem Radius des Querschnittes des Drahtes der Feder sich radial innerhalb der Feder befindet und der Kreisbogen c'2 mit größerem Radius radial an der Außenseite der Feder.
Diese Umkehrung der Querschnitte der Drähte der Federn an ihrer Kontaktfläche, das heißt an der Grenzfläche der Abstützung der Endwindungen 14 und 24 aufeinander, bewirkt eine Selbstzentrierung dieser Enden der Federn, wobei bewirkt wird, dass die Endwindung 14 der Feder 10 axial bezüglich der Endwindung 24 der Feder 20 ausgerichtet wird, aufgrund der Neigungen der Geradenabschnitte der Querschnitte der Drähte dieser Federn an der Grenzfläche.
In 6, welche einen Teil eines Torsionsdämpfers eines Zweimassenschwungrades zeigt, findet man zwei Anordnungen von zwei Federn 10 und 20 wieder, die in 2 dargestellt sind und deren freie Enden sich auf radiale Laschen 30 eines ringförmigen Flansches 32 stützen, der dazu bestimmt ist, an einer Schwungmasse, zum Beispiel an einer Sekundärschwungmasse, eines Zweimassenschwungrades befestigt zu werden. Die radialen Ränder 34 der radialen Laschen weisen jeweils zwei kreisbogenförmige Einkerbungen 36 auf, die jeweils dazu bestimmt sind, den radial inneren Teil und den radial äußeren Teil der Endwindung 14 oder 24 einer Feder 10 oder 20 aufzunehmen. Der Abschnitt des radialen Randes 34, welcher sich zwischen den zwei Einkerbungen 36 befindet, bildet einen Zentrierzapfen für die Endwindung 14 oder 24 der Feder, wobei die relativ geringe Umfangsabmessung des Zentrierzapfens ermöglicht, die vorletzte Windung 16 oder 26 der Feder nicht zu beschädigen.
Es ist daher sehr einfach und mit sehr wenig Kosten verbunden, die radialen Ränder 34 der radialen Laschen 30 des ringförmigen Flansches zu bearbeiten, um die Zentrierung und die Abstützung der Enden der Federn 10 und 20 des Torsionsdämpfers sicherzustellen.

Claims

Torsionsdämpferfeder, die von einem Metalldraht (12, 22) gebildet wird, der in spiralförmigen Windungen gewickelt ist, die im freien Zustand nicht aneinander anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem Ende der Feder die letzte Windung (14, 24) durch eine Windung (16, 26) mit verringertem Durchmesser mit der vorhergehenden oder drittletzten Windung (28) verbunden ist und sich in einer Ebene erstreckt, die im Wesentlichen senkrecht zur Achse der Feder ist.
Feder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Windung (16, 26) mit verringertem Durchmesser im Inneren der letzten Windung (14, 24) und der drittletzten Windung (18, 28) angebracht ist.
Feder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die letzte Windung (14, 24) an der drittletzten Windung (18, 28) zur Anlage gebracht wird.
Feder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht (12, 22) einen kreisförmigen oder im Wesentlichen ovalen oder flachen Querschnitt aufweist.
Feder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie kreisbogenförmig gekrümmt ist und dass sich die Windung (16, 26) mit verringertem Durchmesser auf der radial äußeren Seite der Feder befindet.
Feder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem ihrer Enden eine letzte Windung (14, 24) durch eine Windung (16, 26) mit verringertem Durchmesser mit der drittletzten Windung (18, 28) der Feder verbunden ist und sich im Wesentlichen senkrecht zur Achse der Feder erstreckt.
Zweimassenschwungrad, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass es Federn (10, 20) von dem in einem der vorhergehenden Ansprüche beschriebenen Typ umfasst.
Zweimassenschwungrad nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, dass die Enden (14, 24) der Federn in kreisbogenförmigen Einkerbungen (36) aufgenommen werden, die beiderseits eines Zentrierzapfens in den radialen Rändern (34) der radialen Laschen (30) eines ringförmigen Flansches ausgebildet sind, der mit einer Schwungmasse fest verbunden ist.
Zweimassenschwungrad nach Anspruch 7 oder 8, welches Federn (10, 20) umfasst, die stumpf aneinander stoßend angeordnet sind und aus Drähten mit unterschiedlichen Querschnitten hergestellt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die stumpf aneinander stoßend angeordneten Federn (10, 20) entgegengesetzte Wicklungsrichtungen, sowie Endwindungen, welche im Wesentlichen senkrecht zu den Achsen der Federn sind und aneinander angesetzt sind, aufweisen.
Zweimassenschwungrad nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drähte der Federn (10, 20) im Wesentlichen ovale Querschnitte aufweisen, deren Enden von Kreisbögen (c1, c'1, c2, c'2) mit unterschiedlichen Radien gebildet werden, und dass die Querschnitte der Drähte der stumpf aneinander stoßend angeordneten Federn (10, 20) entgegengesetzt zueinander gestaltet sind, wobei die Kreisbögen (c2) mit großem Radius der Querschnitte des Drahtes einer Feder (10) sich im Inneren der Windungen der Feder befinden und die Kreisbögen (c'2) mit großem Radius der Querschnitte des Drahtes der anderen Feder (20) sich an der Außenseite der Windungen der Feder befinden, um eine Selbstzentrierung der sich aufeinander stützenden Enden (14, 24) der Federn zu bewirken.
Feder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder als Zugfeder ausgebildet ist.
Feder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, dass die Feder als Druckfeder ausgebildet ist.