DE112007000558B4 - Torque limiter - Google Patents
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Abstract
Drehmomentbegrenzer (1) mit einem im Verhältnis zu einer Antriebswelle ortsfesten flexiblen Schwungrad (3), einer im Verhältnis zu dem Schwungrad (3) ortsfesten ersten Andrückplatte (13), einer im Verhältnis zu dem flexiblen Schwungrad (3) axial beweglichen und drehfesten zweiten Andrückplatte (19), einer Reibungskupplungsscheibe (17), die zwischen der ersten (13) und zweiten (19) Andrückplatte eingefügt und dazu bestimmt ist, eine Abtriebswelle anzutreiben, und elastischen Mitteln (22), die eine axiale Beanspruchung auf die besagte zweite Andrückplatte (19) ausüben können, um die Reibungskupplungsscheibe (17) zwischen der ersten (13) und zweiten (19) Andrückplatte einzuspannen, wobei die elastischen Mittel (22) zwischen dem flexiblen Schwungrad (3) und der zweiten Andrückplatte (19) eingefügt sind.Torque limiter (1) comprising a flexible flywheel (3) fixed relative to a drive shaft, a first pressure plate (13) fixed relative to the flywheel (3), a second pressure plate (19) axially movable and non-rotatable relative to the flexible flywheel (3), a friction clutch disc (17) inserted between the first (13) and second (19) pressure plates and intended to drive an output shaft, and elastic means (22) capable of exerting an axial stress on said second pressure plate (19) in order to clamp the friction clutch disc (17) between the first (13) and second (19) pressure plates, the elastic means (22) being inserted between the flexible flywheel (3) and the second pressure plate (19).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehmomentbegrenzer.The present invention relates to a torque limiter.
Nach dem Stand der Technik sind Drehmomentbegrenzer bekannt, die dazu bestimmt sind, zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle eingebaut zu werden; derartige Drehmomentbegrenzer werden vor allem im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik verwendet und ermöglichen beispielsweise eine Begrenzung des Drehmoments, das von einem Verbrennungsmotor an eine nicht ausrückbare Kraftübertragung übertragen wird, etwa an eine automatische Kraftübertragung oder an ein Getriebe mit stufenlos veränderbarer Übersetzung (häufig abgekürzt als „CVT“ bezeichnet).According to the state of the art, torque limiters are known which are intended to be installed between a drive shaft and an output shaft; such torque limiters are used primarily in the field of automotive engineering and make it possible, for example, to limit the torque transmitted from an internal combustion engine to a non-disengageable power transmission, such as an automatic power transmission or a continuously variable transmission (often abbreviated to ‘CVT’).
Herkömmlicherweise umfassen diese Drehmomentbegrenzer eine Reibungskupplungsscheibe, die unter der Einwirkung von elastischen Mitteln zwischen zwei Andrückplatten eingespannt wird, wobei diese Einspannung so eingestellt ist, dass, wenn das durch die Antriebswelle ausgeübte Drehmoment einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, die Kupplungsscheibe zwischen den beiden Andrückplatten rutschen und dabei durch Reibung den durch die Antriebswelle ausgeübten Drehmomentüberschuss abführen kann, wodurch sich eine Beschädigung der hinter der Antriebswelle befindlichen Organe verhindern lässt.Conventionally, these torque limiters comprise a friction clutch disc clamped between two pressure plates under the action of elastic means, this clamping being adjusted so that when the torque exerted by the drive shaft exceeds a predetermined threshold, the clutch disc can slip between the two pressure plates and dissipate, by friction, the excess torque exerted by the drive shaft, thus preventing damage to the components located behind the drive shaft.
Mit anderen Worten: Der Drehmomentbegrenzer arbeitet als Sicherung zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle.In other words, the torque limiter works as a safety device between the drive shaft and the output shaft.
Eine besondere Drehomentbegrenzer-Bauart ist der Drehmomentbegrenzer mit flexiblem Schwungrad. Das Vorhandensein eines flexiblen Schwungrads ermöglicht es, die durch die Antriebswelle übertragenen Stöße in der Axial- und Taumelbewegung auszugleichen, insbesondere wenn diese Welle durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wird.A special type of torque limiter is the torque limiter with a flexible flywheel. The presence of a flexible flywheel makes it possible to compensate for the shocks in the axial and wobble movement transmitted by the drive shaft, especially when this shaft is driven by an internal combustion engine.
Ferner sind Drehmomentbegrenzer aus der
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders einfache Anordnung für einen solchen Drehmomentbegrenzer vorzuschlagen, die sowohl dessen Herstellungskosten als auch seinen Bauraumbedarf verringern soll.The present invention is based on the object of proposing a particularly simple arrangement for such a torque limiter, which is intended to reduce both its manufacturing costs and its installation space requirements.
Diese Aufgabe der Erfindung wird mit einem Drehmomentbegrenzer gelöst, der ein im Verhältnis zu einer Antriebswelle ortsfestes flexibles Schwungrad, eine im Verhältnis zu dem besagten Schwungrad ortsfeste erste Andrückplatte, eine im Verhältnis zu dem besagten flexiblen Schwungrad axial bewegliche und drehfeste zweite Andrückplatte, eine Reibungskupplungsscheibe, die zwischen der besagten ersten und zweiten Andrückplatte eingefügt und dazu bestimmt ist, eine Abtriebswelle anzutreiben, und elastische Mittel umfasst, die eine axiale Beanspruchung auf die besagte zweite Andrückplatte ausüben können, um die Reibungskupplungsscheibe zwischen der ersten und zweiten Andrückplatte einzuspannen, wobei in diesem Drehmomentbegrenzer die besagten elastischen Mittel zwischen dem flexiblen Schwungrad und der besagten zweiten Andrückplatte eingefügt sind.This object of the invention is achieved by a torque limiter comprising a flexible flywheel fixed in relation to a drive shaft, a first pressure plate fixed in relation to said flywheel, a second pressure plate axially movable and non-rotatable in relation to said flexible flywheel, a friction clutch disc inserted between said first and second pressure plates and intended to drive an output shaft, and elastic means capable of exerting an axial stress on said second pressure plate in order to clamp the friction clutch disc between the first and second pressure plates, wherein in this torque limiter said elastic means are inserted between the flexible flywheel and said second pressure plate.
Dadurch dass die elastischen Mittel an dem flexiblen Schwungrad zur Anlage kommen, kann eine ganze Reihe von Zwischenteilen entfallen, durch die bisher die Herstellung von Drehmomentbegrenzern mit flexiblem Schwungrad erschwert wurde und die eine Vergrößerung vor allem seines axialen Bauraumbedarfs zur Folge hatten.Because the elastic means are applied to the flexible flywheel, a whole series of intermediate parts can be eliminated, which previously made the manufacture of torque limiters with flexible flywheels difficult and which resulted in an increase in the axial installation space required.
Auf diese Weise lässt sich ein Drehmomentbegrenzer mit einer minimalen Teilezahl herstellen, so dass sich seine Ausführung entsprechend kostengünstig und platzsparend gestaltet.In this way, a torque limiter can be manufactured with a minimal number of parts, so that its design is correspondingly cost-effective and space-saving.
Nach optionalen Merkmalen des erfindungsgemäßen Drehmomentbegrenzers ist folgendes vorgesehen:
- - Die besagten elastischen Mittel umfassen eine Federscheibe in der Ausführung als Tellerfeder, die vorgespannt zwischen dem besagten flexiblen Schwungrad und der besagten zweiten Andrückplatte eingebaut ist.
- - Die besagte zweite Andrückplatte weist eine axiale Dicke auf, die deutlich größer als die der besagten ersten Andrückplatte ausfällt.
- - Die besagte erste Andrückplatte ist in einem Deckel des besagten Drehmomentbegrenzers ausgebildet.
- - Der besagte Drehmomentbegrenzer umfasst außerdem Dämpfungsmittel zur Dämpfung der Drehungleichförmigkeiten, deren Eingang mit der besagten Reibungskupplungsscheibe zusammenwirkt und deren Ausgang mit der besagten Abtriebswelle zusammenwirken kann.
- - Der besagte Drehmomentbegrenzer umfasst eine Platte, die an das besagte flexible Schwungrad angefügt ist, um die Beanspruchungen der Befestigungsmittel zur Befestigung des besagten flexiblen Schwungrads an der besagten Antriebswelle zu verteilen.
- - Der besagte Drehmomentbegrenzer umfasst gesicherte Befestigungsmittel, um das besagte flexible Schwungrad an der besagten Antriebswelle zu befestigen, und Öffnungen, die den Zugang zu diesen Befestigungsmitteln ermöglichen.
- - Die besagten Öffnungen gehen durch die besagten Dämpfungsmittel hindurch.
- - Die besagte erste und zweite Andrückplatte sind durch mehrere Zungen miteinander verbunden, die eine relative axiale Verschiebung dieser beiden Platten ermöglichen, während sie die Drehung dieser beiden Platten im Verhältnis zueinander verhindern.
- - Said elastic means comprise a spring washer in the form of a disc spring, which is pre-tensioned and installed between said flexible flywheel and said second pressure plate.
- - The said second pressure plate has an axial thickness which is significantly greater than that of the said first pressure plate.
- - Said first pressure plate is formed in a cover of said torque limiter.
- - The said torque limiter also comprises damping means for damping the rotational irregularities, the input of which cooperates with the said friction clutch disc and the output of which can cooperate with the said output shaft.
- - Said torque limiter comprises a plate attached to said flexible flywheel to distribute the stresses on the fastening means for securing said flexible flywheel to said drive shaft.
- - Said torque limiter comprises secured fasteners for securing said flexible flywheel to said drive shaft and openings for Provide access to these fasteners.
- - The said openings pass through the said damping means.
- - Said first and second pressure plates are connected to each other by a plurality of tongues which allow a relative axial displacement of these two plates while preventing the rotation of these two plates relative to each other.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen. Darin zeigen im Einzelnen:
-
1 : eine teilweise ausgebrochene Vorderansicht des erfindungsgemäßen Drehmomentbegrenzers; -
2 : eine entlang der Linie II-II von1 ausgeführte Schnittansicht des erfindungsgemäßen Drehmomentbegrenzers, wenn er an einer Kurbelwelle eingebaut und im Innern eines ortsfesten Getriebegehäuses angeordnet ist; -
3 : eine Teilansicht des erfindungsgemäßen Drehmomentbegrenzers in Richtung des Pfeils III von1 .
-
1 : a partially broken-away front view of the torque limiter according to the invention; -
2 : one along line II-II from1 sectional view of the torque limiter according to the invention when installed on a crankshaft and arranged inside a stationary transmission housing; -
3 : a partial view of the torque limiter according to the invention in the direction of arrow III of1 .
Wie in den
Es werden Befestigungsmittel, wie etwa Innensechskantschrauben 7i, verwendet, um das flexible Schwungrad 3 an der Kurbelwelle 5 zu befestigen.Fasteners such as
Es ist vorzugsweise vorgesehen, das flexible Schwungrad 3 mit einer Druckverteilungsplatte 9 in ihrem Befestigungsbereich zur Befestigung an der Kurbelwelle 5 zu verstärken.It is preferably provided to reinforce the
An dem flexiblen Schwungrad 3 ist ein starrer Deckel 11 befestigt, der einen ringförmigen Teil 13 umfasst, welcher eine erste Andrückplatte bildet.A
Gegenüber dieser ersten Andrückplatte befinden sich die Reibbeläge 15 einer Reibungskupplungsscheibe 17.Opposite this first pressure plate are the
Auf der anderen Seite der Reibbeläge 15 befindet sich eine in etwa ringförmig gestaltete zweite Andrückplatte 19, die eine axiale Dicke aufweist, die größer als die der ersten Andrückplatte 13 ausfällt.On the other side of the
Die zweite Andrückplatte 19 ist drehfest im Verhältnis zum Deckel 11 und zum flexiblen Schwungrad 3, aber axial beweglich im Verhältnis zu diesen Organen eingebaut. Diese geradlinig verschiebbare, aber drehfeste Anbringung wird anhand mehrerer elastischer Zungen 21a, 21b, 21c herbeigeführt, die gleichmäßig um den Drehmomentbegrenzer herum verteilt sind (siehe
Zwischen dem flexiblen Schwungrad 3 und der zweiten Andrückplatte 19 befindet sich eine Federscheibe 22 in der Ausführung als Tellerfeder, die in dieser Platte bzw. im flexiblen Schwungrad 3 zentriert ist.Between the
Diese Federscheibe 22 kann eine Abschrägung, eine Furche oder eine Einprägung an ihrem Außendurchmesser und an ihrem Innendurchmesser in ihren Auflagebereichen an der Platte 19 bzw. am Schwungrad 3 aufweisen, um einerseits die Beanspruchungen zu verringern und andererseits eine verbesserte Auflage an dieser Platte und an diesem Schwungrad herbeizuführen.This
Diese Federscheibe ist so vorgespannt, dass sie ständig einen eingestellten Druck auf die zweite Andrückscheibe 19 ausübt, wodurch das Einspannen der Reibbeläge 15 der Reibungskupplungsscheibe 17 zwischen dieser zweiten Andrückplatte und der ersten Andrückplatte 13 ermöglicht wird.This spring disk is preloaded so that it constantly exerts a set pressure on the
In einer vereinfachten und nicht dargestellten Variante könnte die Reibungskupplungsscheibe 17 direkt mit einer Abtriebswelle verbunden sein, die ihrerseits beispielsweise eine automatische Kraftübertragung oder ein Getriebe mit stufenlos veränderbarer Übersetzung antreiben könnte.In a simplified variant not shown, the
In der dargestellten Variante umfasst der erfindungsgemäße Drehmomentbegrenzer, wie dies an sich bekannt ist, Mittel, die es ermöglichen, die durch die Kurbelwelle 5 übertragenen Drehungleichförmigkeiten zu dämpfen. In the variant shown, the torque limiter according to the invention comprises, as is known per se, means which make it possible to dampen the rotational irregularities transmitted by the
Diese Dämpfungsmittel umfassen zwei Führungsscheiben 23, 25, zwischen denen sich eine Dämpfungsscheibe 27 erstreckt, die ihrerseits fest mit einer Nabe 29 verbunden ist, die eine (nicht dargestellte) Abtriebswelle 29 antreiben kann.These damping means comprise two
Zwischen den beiden Führungsscheiben 23 und 25 sind mehrere Federn oder Federgruppen 31a bis 31d angeordnet, die mit der Dämpfungsscheibe 27 zusammenwirken.Between the two
Die Führungsscheibe 25 ist ihrerseits fest mit der Reibungskupplungsscheibe 15 verbunden.The
Sowohl in den beiden Führungsscheiben 23, 25 als auch in der Dämpfungsscheibe 27 sind Öffnungen 33i vorgesehen, die den Durchgang eines Schraubwerkzeugs für die Befestigungsmittel 17 ermöglichen.Both the
In diesem Zusammenhang ist festzustellen, dass vorteilhafterweise vorgesehen sein kann, dass die Köpfe 35i der Befestigungsmittel 7i zu groß sind, um in die Öffnungen 33i zu gelangen, so dass man davon ausgehen kann, dass diese Befestigungsmittel 7i im Innern des erfindungsgemäßen Drehmomentbegrenzers gesichert sind.In this context, it should be noted that it can advantageously be provided that the
In den Dämpfungsmitteln ist ein, an sich bekanntes, Hysteresystem in Einfach- oder Mehrfachausführung (veränderliche Hysterese) vorgesehen.The damping means include a known hysteresis system in single or multiple design (variable hysteresis).
Dieses System umfasst insbesondere eine Reibscheibe 36, die an ihrem Umfang gleichmäßig verteilte Ausnehmungen Ei und Zapfen Ti aufweist.This system comprises in particular a
Die Zapfen Ti ermöglichen die Verbindung der Reibscheibe 36 mit der Führungsscheibe 25.The pins Ti enable the connection of the
Die Anordnung der Ausnehmungen Ei und der Zapfen Ti ermöglicht es, einen Verschluss der Öffnungen 33i zu vermeiden, so dass ein Schraubwerkzeug hindurchgeführt werden kann.The arrangement of the recesses Ei and the pins Ti makes it possible to avoid closing the
Wie dies an sich bekannt ist, ist der Drehmomentbegrenzer 1 im Innern eines Schutzgehäuses 37 angeordnet, das anschließend gegebenenfalls zwischen einem Verbrennungsmotor und einer automatischen Kraftübertragung oder einem Getriebe mit stufenlos veränderbarer Übersetzung (nicht dargestellt) eingebaut wird.As is known per se, the torque limiter 1 is arranged inside a
Die Funktionsweise und die Vorteile des erfindungsgemäßen Drehmomentbegrenzers ergeben sich unmittelbar aus der vorangehenden Beschreibung.The operation and advantages of the torque limiter according to the invention are immediately apparent from the preceding description.
Die Kurbelwelle 5, das flexible Schwungrad 3, der Deckel 11, die erste Andrückplatte 13, die zweite Andrückplatte 19 und die Federscheibe 22 befinden sich ständig und ununterbrochen in Drehung.The
Solange das durch die Kurbelwelle 5 übertragene Drehmoment kleiner als ein vorbestimmter Wert ausfällt, der durch die Einstellung an der Federscheibe vorgegeben ist, werden die Reibbeläge 15 zwischen der ersten 13 und zweiten 19 Andrückplatte eingespannt gehalten.As long as the torque transmitted by the
Wenn das durch die Kurbelwelle 5 übertragene Drehmoment den besagten vorbestimmten Wert übersteigt, rutschen die Reibbeläge 15 der Reibungskupplungsscheibe 17 zwischen der ersten 13 und der zweiten Andrückplatte 19, so dass ein Teil des Drehmoments durch Reibung abgebaut wird, wodurch die Möglichkeit entsteht, das effektiv an die Abtriebswelle übertragene Drehmoment zu begrenzen und eine Beschädigung der durch diese Abtriebswelle angetriebenen Organe zu verhindern.When the torque transmitted by the
Die Dämpfungsmittel umfassen die beiden Führungsscheiben 23, 25, die Dämpfungsscheiben 27 und die Mehrzahl von Federn 31a bis 31d, die ihrerseits eine Verringerung der durch die Kurbelwelle 5 übertragenen Drehungleichförmigkeiten ermöglichen.The damping means comprise the two
Es ist darauf hinzuweisen, dass das flexible Schwungrad 3 es ermöglicht, die durch die Kurbelwelle 5 übertragenen Stöße in der Axial- und Taumelbewegung zu absorbieren.It should be noted that the
Außerdem ist darauf hinzuweisen, dass, indem eine relativ große axiale Dicke für die zweite Andrückplatte 19 vorgesehen wird, die Möglichkeit entsteht, diese zweite Andrückplatte die Funktion eines Schwungrads übernehmen zu lassen und die Ableitung der durch die Reibung der Reibbeläge 15 der Reibungskupplungsscheibe 17 entstandenen Wärme zu begünstigen.Furthermore, it should be noted that by providing a relatively large axial thickness for the
Für den Fall, dass kein großer Energiespeicherbedarf besteht, kann als Variante eine dünne Andrückplatte verwendet werden, die dann aus Stahl ausgeführt und durch Pressstanzen hergestellt werden kann.In case there is no great need for energy storage, a thin pressure plate can be used as an alternative, which can then be made of steel and manufactured by press stamping.
Ferner ist zu beachten, dass, dadurch dass die Befestigungsmittel 7i im Drehmomentbegrenzer gesichert sind, dieser Drehmomentbegrenzer transportiert werden kann, ohne dass die Gefahr besteht, diese Befestigungsmittel zu verlieren.Furthermore, it should be noted that since the fastening means 7i are secured in the torque limiter, this torque limiter can be transported without the risk of losing these fastening means.
Das Vorhandensein der Öffnungen 33i ermöglicht die Betätigung dieser Befestigungsmittel im Hinblick auf ihr Zusammenwirken mit der Kurbelwelle 5, obwohl sie gesichert sind.The presence of the
Dank dieser Merkmale kann der erfindungsgemäße Drehmomentbegrenzer vollständig vormontiert werden, bevor er effektiv an der Kurbelwelle 5 eingebaut wird. Durch diese modulare Konstruktion wird die Integration dieses Drehmomentbegrenzers in einen Fertigungsprozess erheblich vereinfacht.Thanks to these features, the torque limiter according to the invention can be completely pre-assembled before it is actually installed on the
Es ist darauf hinzuweisen, dass es für den Ausbau des Drehmomentbegrenzers von der Kurbelwelle 5 erforderlich sein kann, die Reibungskupplungsscheibe 17 und ihre zugehörigen Dämpfungsmittel zu drehen, um die Öffnungen 33i in eine Position gegenüber den Befestigungsmitteln 35i zu bringen. Dazu ist ein genutetes Werkzeug vorgesehen, das mit der Nabe 29 in Eingriff kommen kann.It should be noted that in order to remove the torque limiter from the
Dies ist in dem Fall unabdingbar, in dem der Deckel 11 nicht abnehmbar (beispielsweise durch Niete) an der flexiblen Metallplatte 3 befestigt ist.This is essential in the case where the
Wenn hingegen der Deckel, wie hier dargestellt, durch abnehmbare Mittel, etwa durch Schrauben/Muttern, an der flexiblen Metallplatte befestigt ist, kann der Zugang zu den Befestigungsmitteln 35i durch Lösen des Deckels 11 von der flexiblen Metallplatte 3 erfolgen.If, however, the cover is attached to the flexible metal plate by removable means, such as screws/nuts, as shown here, access to the fastening means 35i can be achieved by detaching the
Darüber hinaus ist festzustellen, dass, dadurch dass die Öffnungen 33i kleiner als die Köpfe 35i der Befestigungsmittel 7i ausgeführt sind, die Möglichkeit geschaffen wird, die Größe der werkstofffreien Bereiche der Scheibe 27 zu verringern und dadurch ihre mechanische Festigkeit zu verstärken.Furthermore, it should be noted that, by making the
Die Einfügung der Federscheibe 22 zwischen dem flexiblen Schwungrad 3 und der zweiten Andrückplatte 19 ohne zusätzliches Zwischenteil stellt eine besonders einfache und kostengünstige Anordnung dar, die insbesondere in axialer Richtung einen geringen Bauraumbedarf aufweist.The insertion of the
Eine solche Anordnung ist bislang noch nicht in Betracht gezogen worden, da man zu Unrecht davon ausging, es sei ausgeschlossen, dass eine Federscheibe 22 an einem Organ mit einer gewissen Biegsamkeit wie an dem flexiblen Schwungrad 3 zur Auflage kommt.Such an arrangement has not yet been considered since it was wrongly assumed that it was impossible for a
Die vorliegende Erfindung ist natürlich keineswegs auf das beschriebene und dargestellte Beispiel beschränkt, das nur zur Veranschaulichung angeführt wird und keinerlei einschränkende Wirkung aufweist.Of course, the present invention is in no way limited to the example described and illustrated, which is given purely by way of illustration and has no limiting effect.
So könnte man beispielsweise die Federscheibe 22 durch direkt in das flexible Schwungrad eingearbeitete Einschnitte (zum Beispiel in Form von Zungen) ersetzen.For example, the
Dadurch könnte die Federscheibe 22 entfallen, wodurch sich wiederum ein Bauteil einsparen ließe.This would make it possible to omit the
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