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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Dämpfungsmechanismus
und insbesondere einen Dämpfungsmechanismus zur Dämpfung
von Torsionsschwingungen in einem Kraftübertragungssystem.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Dämpfungsmechanismen
werden zur Dämpfung von Torsionsschwingungen in Kraftübertragungssystemen
von Fahrzeugen verwendet. Als Beispiel wird hier eine Kupplungsvorrichtung
beschrieben, die ein Drehmoment zu einem Motor überträgt und
eine Übertragung von dem Motor unterbindet.
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Eine
Kupplungsvorrichtung besteht aus einer Kupplungsscheibenanordnung,
die in der Nähe eines Schwungrads vorgesehen ist, und aus
einer Kupplungsabdeckungsanordnung zum Andrücken der Kupplungsscheibenanordnung
an das Schwungrad. Die Kupplungsscheibenanordnung arbeitet sowohl als
Kupplung als auch als Dämpfer.
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Die
Kupplungsabdeckungsanordnung hat eine ringförmige Kupplungsabdeckung,
die an dem Schwungrad befestigt ist, eine Druckplatte, die sich
in axialer Richtung bewegen und mit der Kupplungsabdeckung als Einheit
drehen kann, und eine Membranfeder, die die Druckplatte in Richtung
auf das Schwungrad vorspannt.
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Die
Kupplungsscheibenanordnung besteht aus einer Kupplungsscheibe, die
zwischen der Druckplatte und dem Schwungrad aufgenommen ist, einem
Paar Eingangsplatten, die einander gegenüberliegend angeordnet
sind und an denen die Kupplungsscheibe befestigt ist, einem Nabenflansch,
der in der axialen Richtung zwischen dem Eingangsplattenpaar angeordnet
ist, Schraubenfedern, die das Eingangsplattenpaar und den Nabenflansch
in der Drehrichtung elastisch verbinden, und eine Ausgangsnabe,
die in der Drehrichtung elastisch mit dem Nabenflansch verbunden
ist. Das Eingangsplattenpaar, der Nabenflansch und die Schraubenfedern
bilden einen Dämpfungsmechanismus.
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Bei
einer konventionellen Kupplungsscheibenanordnung wird zur Begrenzung
der relativen Drehung zwischen Nabenflansch und Eingangsplatten
innerhalb eines bestimmten Torsionswinkelbereichs ein Anschlagbolzen
verwendet. Dieser Anschlagbolzen verbindet das Eingangsplattenpaar
und ist durch eine in dem Nabenflansch gebildet Öffnung hindurchgeführt.
Die Funktion eines Anschlagmechanismus wird ausgeübt, wenn
der Anschlagbolzen in der Drehrichtung auf die Öffnung
trifft.
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Zur
Sicherstellung der Festigkeit muss der Anschlagbolzen jedoch über
einen einheitlichen Durchmesser verfügen und er muss in
der radialen Richtung weiter nach innen angeordnet sein als die äußeren
Umfangskanten des Eingangsplattenpaares. In diesem Fall wird ein
angemessener relativer Torsionswinkel nicht erreicht, selbst dann
nicht, wenn Schraubenfedern mit einer hohen Steifigkeit verwendet
werden. Deshalb lässt sich die Funktion von Schraubenfedern
bei einem konventionellen Anschlagmechanismus mit Anschlagbolzen
nicht erschöpfend vorteilhaft nutzen.
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Deshalb
wurde ein Dämpfungsmechanismus vorgeschlagen, bei dem ein
Anschlagmechanismus ohne Verwendung eines Anschlagbolzens zum Einsatz
kommt (siehe z. B. Patentdokument 1).
- Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegung
H9-196078
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Bei
diesem Dämpfungsmechanismus ist ein Anschlagmechanismus
durch eine Vielzahl von Verbindungselementen realisiert, die ein
Eingangsplattenpaar verbinden. Insbesondere sind die Verbindungselemente
flache Bereiche, die integral mit einer der Eingangsplatten ausgebildet
sind. Die Verbindungelemente haben jeweils einen Kontaktelement,
das sich in der axialen Richtung von der äußeren
Umfangskante einer der Eingangsplatten in Richtung auf die andere
Eingangsplatte erstreckt, und ein festgelegtes Element, das sich
in der radialen Richtung von dem Ende des Kontaktelements nach innen
erstreckt und an der anderen Eingangsplatte festgelegt ist. Der äußere
Umfangsbereich des Nabenflansches ist ebenfalls mit einer Vielzahl
von Vorsprüngen versehen, die sich in radialer Richtung
nach außen erstrecken, und mit Ausschnitten, die in der
Drehrichtung zwischen den Vorsprüngen gebildet sind. Die
Kontaktelemente der Verbindungselemente durchgreifen die Ausschnitte
in der axialen Richtung und gelangen in Drehrichtung mit den Vorsprüngen
in Kontakt, wenn sich die Eingangsplatten und der Nabenflansch relativ
zueinander drehen. Dieser Dämpfungsmechanismus verzichtet
auf einen Anschlagbolzen, und daher lässt sich ein Anschlagmechanismus
durch eine einfache Konstruktion verwirklichen.
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Jedoch
sind die Schraubenfedern bei diesem Dämpfungsmechanismus
in Drehrichtung zwischen den Verbindungselementen (in Drehrichtung zwischen
den Ausschnitten des Nabenflansches) vorgesehen, und die vorhandene
Vielzahl von Verbindungselementen ist in Drehrichtung mit gleichem Abstand
(gleich weit voneinander entfernt) angeordnet. Daher sollten im
Prinzip alle Schraubenfedern bevorzugt über die gleichen
Dimensionen verfügen. Mit anderen Worten ist es bei diesem
Dämpfungsmechanismus, was die Anordnung betrifft, sehr
schwierig, einige der Schraubenfedern größer auszubilden, selbst
wenn manche der Schraubenfedern kleiner ausgebildet werden können.
Das bedeutet bei einem konventionellen Dämpfungsmechanismus,
dass die Anordnung der Schraubenfedern tendenziell eingeschränkt
ist und dass sich die Konstruktion nicht für eine größere
Variation der Torsionscharakteristiken anbietet.
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Wenn
indessen niedrigere Kosten zu berücksichtigen sind, bedarf
es eines Dämpfungsmechanismus, der es erlaubt, bei minimalen
konstruktiven Änderungen verschiedene Torsionscharakteristiken
zu erzielen.
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Es
ist daher eine Aufgabe der Erfindung, bei minimalen konstruktiven Änderungen
eine größere Gestaltungsbreite für einen
Dämpfungsmechanismus zu schaffen.
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Gemäß einem
ersten Aspekt betrifft die Erfindung einen Dämpfungsmechanismus,
umfassend ein Paar von Rotationselementen, die in der axialen Richtung
aufeinander ausgerichtet sind, ein zweites Rotationselement, das
in der axialen Richtung relativ drehbar zwischen dem Paar erster
Rotationselemente angeordnet ist, und wenigstens ein elastisches Element
für die elastische Verbindung der ersten Rotationselemente
und des zweiten Rotationselements in der Drehrichtung. Das zweite
Rotationselement hat ein zweites Hauptkörperelement und
eine Vielzahl von Vorsprüngen, die sich von der äußeren
Umfangskante des zweiten Hauptkörperelements in radialer
Richtung nach außen erstrecken und korrespondierend zu
den elastischen Elementen angeordnet sind. Das Paar erster Rotationselemente
hat ein Paar erster Hauptkörperelemente und eine Vielzahl von
Verbindungselementen, die in der Drehrichtung zwischen der Vielzahl
von Vorsprüngen angeordnet sind und die das Paar erster
Hauptkörperelemente verbinden. Die Vielzahl von Verbindungselementen ist
derart angeordnet, dass benachbarte Elemente unterschiedliche Abstände
haben.
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Wenn
bei diesem Dämpfungsmechanismus beispielsweise ein Drehmoment
in die ersten Rotationselemente eingeleitet wird, drehen sich die
ersten Rotationselemente und das zweite Rotationselement relativ
zueinander. An diesem Punkt wird die in die ersten Rotationselemente
eingeführte Vibration durch das elastische Element absorbiert
und gedämpft. Wenn sich die ersten Rotationselemente und das
zweite Rotationselement unter einem speziellen Torsionswinkel relativ
zueinander drehen, gelangen die Verbindungselemente der ersten Rotationselemente
und die Vorsprünge des zweiten Rotationselements in Drehrichtung
miteinander in Kontakt. Dadurch kann bei diesem Dämpfungsmechanismus
das von einem Rotationselement eingeleitete Drehmoment auf das andere
Rotationselement übertragen werden, während Torsionsschwingungen
während der Einleitung des Drehmoments absorbiert und gedämpft
werden können.
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Da
die Vielzahl von Verbindungselementen in diesem Fall so angeordnet
ist, dass die benachbarten Abstände unterschiedlich sind,
lässt sich die Größe der zwischen den
Verbindungselementen angeordneten elastischen Elemente variieren.
Zum Beispiel können große elastische Elemente
in einem Bereich mit großem Abstand angeordnet sein. Dies schafft
bei minimalen konstruktiven Änderungen eine größere
Variationsbreite hinsichtlich der Anordnung und Art von elastischen
Elementen, so dass sich eine größere Variation
der Torsionscharakteristiken des Dämpfungsmechanismus erzielen
lässt. Speziell bei diesem Dämpfungsmechanismus
kann bei minimalen konstruktiven Änderungen eine große
Gestaltungsbreite erzielt werden.
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Der
Dämpfungsmechanismus gemäß einem zweiten
Aspekt der Erfindung ist ein Dämpfungsmechanismus gemäß dem
ersten Aspekt der Erfindung, wobei die Verbindungselemente ein Kontaktelement aufweisen,
das sich in der axialen Richtung von einem der ersten Hauptkörperelemente
erstreckt, und ein festgelegtes Element, das sich von dem Ende des Kontaktelements
in der radialen Richtung nach innen erstreckt und an dem anderen
der ersten Hauptkörperelemente festgelegt ist. Das Rotationszentrum des
Kontaktelements und das Rotationszentrum des feststehenden Elements
befinden sich in der Drehrichtung an unterschiedlichen Orten.
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Der
Dämpfungsmechanismus gemäß einem dritten
Aspekt der Erfindung ist ein Dämpfungsmechanismus gemäß dem
zweiten Aspekt der Erfindung, wobei die Rotationszentren der Kontaktelemente
in der Drehrichtung von den Rotationszentren der korrespondierenden
feststehenden Elemente weg zu der Seite verlagert sind, auf der
der angrenzende Abstand kleiner ist, wobei die korrespondierenden
Verbindungselemente als Referenz verwendet werden.
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Der
Dämpfungsmechanismus gemäß einem vierten
Aspekt der Erfindung ist ein Dämpfungsmechanismus gemäß einem
der Aspekte eins bis drei, wobei das zweite Rotationselement ferner
eine Vielzahl von Fenstern aufweist, die an der inneren Umfangsseite
der Vorsprünge angeordnet sind und in denen die elastischen
Elemente aufgenommen sind. Die Vielzahl von Vorsprüngen
umfasst erste Vorsprünge, die in dem Bereich angeordnet
sind, in dem der angrenzende Abstand größer ist,
wobei die Verbindungselemente als Referenz verwendet werden. Die
in Drehrichtung weisenden Endflächen der ersten Vorsprünge
sind bezogen auf die in Drehrichtung weisenden Endflächen
der korrespondierenden Fenster in Drehrichtung an der Außenseite
angeordnet.
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In
diesem Fall können in dem Bereich der Verbindungselemente,
in dem die benachbarten Abstände größer
sind, größere Fenster als bisher gebildet werden.
Dadurch können größere elastische Elemente
als bisher angeordnet werden, wodurch es leichter wird, die Variationsbreite
der Torsionscharakteristiken zu vergrößern.
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Der
Begriff ”in Drehrichtung an der Außenseite” bedeutet
hier in Drehrichtung an der Außenseite, wenn das Rotationszentrum
der ersten Vorsprünge oder das Rotationszentrum der korrespondierenden
Fenster als Referenz verwendet wird.
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Der
Dämpfungsmechanismus gemäß einem fünften
Aspekt der Erfindung ist ein Dämpfungsmechanismus gemäß dem
vierten Aspekt, wobei die Vielzahl von Vorsprüngen ferner
zweite Vorsprünge umfasst, die in dem Bereich angeordnet
sind, in dem der angrenzende Abstand kleiner ist, wobei die Verbindungselemente
als Referenz verwendet werden. Die beiden Endflächen der
zweiten Vorsprünge in Drehrichtung sind bezogen auf die
beiden Endflächen der korrespondierenden Fenster in Drehrichtung
auf der in Drehrichtung inneren Seite angeordnet.
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In
diesem Fall kann der Abstand zwischen benachbarten Vorsprüngen
vergrößert werden, und auch der relative Rotationswinkel
zwischen den ersten Rotationselementen und dem zweiten Rotationselement
lässt sich vergrößern. Das heißt,
bei diesem Dämpfungsmechanismus lässt sich ein
Arbeitswinkel sicherstellen, der genauso groß oder größer
ist als vorher.
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Der
Begriff ”in Drehrichtung an der Innenseite” bedeutet
hier in Drehrichtung an der Innenseite, wenn das Rotationszentrum
der zweiten Vorsprünge oder das Rotationszentrum der korrespondierenden Fenster
als Referenz verwendet wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine vereinfachte vertikale Schnittansicht einer Kupplungsscheibenanordnung;
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2 ist
eine vereinfachte Draufsicht einer Kupplungsscheibenanordnung;
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3 ist
eine vereinfachte Draufsicht eines Dämpfungsmechanismus;
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4 ist
eine Draufsicht eines Nabenflansches;
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5 ist
eine Draufsicht eines Eingangsrotationselements;
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6 ist
eine Teilschnittansicht eines Dämpfungsmechanismus;
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7 ist
eine Teilschnittansicht eines Dämpfungsmechanismus;
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8 ist
ein mechanisches Schaltdiagramm eines Dämpfungsmechanismus;
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9 ist
ein mechanisches Schaltdiagramm eines Dämpfungsmechanismus;
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10 ist
ein mechanisches Schaltdiagramm eines Dämpfungsmechanismus;
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11 ist
ein mechanisches Schaltdiagramm eines Dämpfungsmechanismus;
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12 ist
ein Graph der Torsionscharakteristiken eines Dämpfungsmechanismus.
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BESTE ART DER AUSFÜHRUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Ausführungsform des Dämpfungsmechanismus gemäß der
vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die
anliegenden Zeichnungen beschrieben. Das hier beschriebene Beispiel
ist eine Kupplungsscheibenanordnung, in der ein Dämpfungsmechanismus
eingebaut ist.
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1. Gesamtkonfiguration der
Kupplungsscheibenanordnung
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Eine
Kupplungsscheibenanordnung 1, in der ein erfindungsgemäßer
Dämpfungsmechanismus 4 eingebaut ist, wird mit
Bezug auf 1 bzw. 2 beschrieben. 1 ist
eine vereinfachte vertikale Schnittansicht der Kupplungsscheibenanordnung 1, und 2 ist
eine vereinfachte Draufsicht der Kupplungsscheibenanordnung 1.
Die Linie O-O in 1 ist die Rotationsachse der
Kupplungsscheibenanordnung 1. Auf der linken Seite in 1 sind
auch ein Motor und ein Schwungrad (nicht gezeigt) angeordnet, und
ein Getriebe (nicht gezeigt) befindet sich auf der rechten Seite
in 1. Ferner ist die Seite R1 in 2 die Antriebsseite
in Drehrichtung (positive Seite) der Kupplungsscheibenanordnung 1,
während die Seite R2 die entgegengesetzte Seite (negative
Seite) ist.
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Die
Kupplungsscheibenanordnung 1 ist ein Mechanismus, der in
einer Kupplungsvorrichtung verwendet wird, die einen Teil des Kraftübertragungssystems
in einem Fahrzeug bildet, und sie umfasst einen Kupplungsmechanismus
und einen Dämpfungsmechanismus. Die Funktion des Kupplungsmechanismus
ist die Drehmomentübertragung und die Unterbrechung der
Drehmomentübertragung über eine Druckplatte (nicht
gezeigt), die die Kupplungsscheibenanordnung 1 an das Schwungrad
(nicht gezeigt) drückt oder von dem Schwungrad abrückt.
Die Funktion des Dämpfungsmechanismus ist die Absorption
und Dämpfung von Torsionsschwingungen, die von der Schwungradseite
eingeleitet werden, durch Schraubenfedern oder dergleichen.
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Wie
die 1 und 2 zeigen, umfasst die Kupplungsscheibenanordnung 1 hauptsächlich
eine Kupplungsscheibe 23, in die ein Drehmoment von dem
Schwungrad eingeleitet wird, und den Dämpfungsmechanismus 4,
der von der Kupplungsscheibe 23 eingeleitete Torsionsschwingungen
absorbiert und dämpft.
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Die
Kupplungsscheibe 23 ist der Bereich, der an das Schwungrad
(nicht gezeigt) gedrückt wird, und sie umfasst hauptsächlich
ein Paar ringförmiger Reibbeläge 25 und
eine Dämpfungsplatte 24, an der die Reibbeläge 25 befestigt
sind. Die Dämpfungsplatte 24 umfasst ein ringförmiges
Element 24a, acht Dämpfungselemente 24b,
die an der äußeren Umfangsseite des ringförmigen
Elements 24a vorgesehen und in Drehrichtung aufeinander
ausgerichtet sind, und vier festgelegte Elemente 24c, die
sich von dem ringförmigen Element 24a in radialer
Richtung nach innen erstrecken. Die Reibbeläge 25 sind
durch Niete 26 an beiden Seiten der Dämpfungsteile 24b befestigt.
Die festgelegten Elemente 24c sind an dem äußeren
Umfangsteil des Dämpfungsmechanismus 4 befestigt.
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2. Konfiguration des Dämpfungsmechanismus
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Die
verschiedenen Elemente, die den Dämpfungsmechanismus 4 bilden,
werden nunmehr unter Bezugnahme auf die 3 bis 7 im
Detail beschrieben. 3 ist eine vereinfachte Draufsicht
des Dämpfungsmechanismus 4, 4 ist
eine Draufsicht des Nabenflansches 6, 5 ist
eine Draufsicht eines Eingangsrotationselements 2, und
die 6 und 7 sind Teilschnittansichten
des Dämpfungsmechanismus 4.
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Der
Dämpfungsmechanismus 4 umfasst hauptsächlich
das Eingangsrotationselement 2, an welchem die Kupplungsscheibe 23 befestigt
ist, den Nabenflansch 6, der als zweites Rotationselement dient
und hinsichtlich des Eingangsrotationselements 2 drehbar
angeordnet ist, eine Keilnabe 3, die hinsichtlich des Nabenflansches 6 drehbar
angeordnet ist, eine erste Schraubenfeder 7, die den Nabenflansch 6 und
die Keilnabe 3 in der Drehrichtung elastisch verbindet,
und eine zweite Schraubenfeder 8, die das Eingangsrotationselement 2 und
den Nabenflansch 6 in Drehrichtung elastisch verbindet.
Die Keilnabe 3 ist mit dem Ende einer Eingangswelle eines
Getriebes (nicht gezeigt) kerbverbunden.
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Das
Eingangsrotationselement 2 umfasst eine Kupplungsplatte 21 und
eine Halteplatte 22, die als das Paar erster Rotationselemente
dienen. Die Kupplungsplatte 21 und die Halteplatte 22 sind
scheibenförmige oder ringförmige Elemente aus
Blech und sind in der axialen Richtung mit einem bestimmten Abstand
zueinander angeordnet. Die Kupplungsplatte 21 befindet
sich auf der Motorseite, und die Halteplatte 22 befindet
sich auf der Getriebeseite. Die Kupplungsplatte 21 und
die Halteplatte 22 sind durch Verbindungselemente 31 (nachstehend
erläutert) aneinander befestigt. Deshalb können
sich die Kupplungsplatte 21 und die Halteplatte 22 in
einem Zustand, in dem der bestimmte Abstand in der axialen Richtung
eingehalten wird, als eine Einheit drehen. Die festgelegten Elemente 24c der
Kupplungsscheibe 23 sind ebenfalls durch Niete 27 an
dem äußeren Umfangsbereich der Kupplungsplatte 21 festgelegt.
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Die
Funktion der Kupplungsplatte 21 und der Halteplatte 22 ist
das Stützen der zweiten Schraubenfeder 8. Die
Kupplungsplatte 21 und die Halteplatte 22 umfassen
ein Paar ringförmiger erster Hauptkörperelemente 28,
vier Stützelemente 35, die aufeinander ausgerichtet
in der Drehrichtung um den äußeren Umfangsbereich
der ersten Hauptkörperelemente 28 angeordnet sind,
und vier Verbindungselemente 31, die in der Drehrichtung
zwischen den Stützelementen 35 angeordnet sind.
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Die
Stützelemente 35 haben gebördelte Bereiche 35a und 35b an
der inneren Umfangsseite und an der äußeren Umfangsseite.
Die gebördelten Bereiche 35a und 35b begrenzen
die Bewegung der zweiten Schraubenfedern 8 in der axialen
Richtung und in der radialen Richtung. Die Größe
der Stützelemente 35 in Drehrichtung stimmt im
Wesentlichen mit der Länge der zweiten Schraubenfedern 8 überein. Kontaktflächen 36,
die mit den Endflächen der zweiten Schraubenfedern 8 in
Kontakt oder annähernd in Kontakt kommen, sind in Umfangsrichtung
an den Enden der Stützelemente 35 gebildet. Die
vier Stützelemente 35 sind derart angeordnet,
dass benachbarte Abstände unterschiedlich sind (siehe 5). Insbesondere
sind die Stützelemente 35 links und rechts in 5 in
Drehrichtung um einen Winkel θ4 gegenüber den
oberen und unteren Stützelementen versetzt.
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Die
Verbindungselemente 31 sind an der äußeren
Umfangsseite des Paares erster Hauptkörperelemente 28 angeordnet
und verbinden das Paar erster Hauptkörperelemente 28.
Insbesondere umfassen die Verbindungselemente 31 jeweils
ein Kontaktelement 32, das sich in der axialen Richtung
von der äußeren Umfangskante eines der ersten
Hauptkörperelemente 28 (in dieser Ausführungsform
das erste Hauptkörperelement 28 der Kupplungsplatte 21)
zu dem anderen der ersten Hauptkörperelemente 28 (in dieser
Ausführungsform das erste Hauptkörperelement 28 der
Halteplatte 22) erstreckt, und ein festgelegtes Element 33,
das sich in der radialen Richtung von dem Ende des Kontaktelements 32 (siehe 7) nach
innen erstreckt. Die feststehenden Elemente 33 sind an
den feststehenden Elementen 24c der Kupplungsscheibe 23 und
durch Niete an den ersten Hauptkörperelementen 28 der
Kupplungsplatte 21 befestigt.
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Der
Nabenflansch 6 ist relativ drehbar zwischen der Kupplungsplatte 21 und
der Halteplatte 22 angeordnet und durch zweite Schraubenfedern 8 elastisch
mit der Kupplungsplatte 21 und der Halteplatte 22 verbunden.
Insbesondere umfasst der Nabenflansch 6 ein ringförmiges
zweites Hauptkörperelement 29, ein Paar erster
Fenster 41 und ein Paar zweiter Fenster 42, die
an dem äußeren Umfangsbereich des zweiten Hauptkörperelements 29 gebildet sind,
und vier Ausschnitte 43, die an dem äußeren Umfangsbereich
des zweiten Hauptkörperelements 29 gebildet sind.
Das Paar erster Fenster 41 und das Paar zweiter Fenster 42 sind
an Stellen angeordnet, die mit den vier Stützelementen 35 korrespondieren. Die
ersten Fenster 41 sind in radialer Richtung einander gegenüberliegend
angeordnet, und die zweiten Fenster 42 sind in radialer
Richtung einander gegenüberliegend angeordnet.
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Die
zweiten Schraubenfedern 8 sind in den ersten Fenstern 41 und
in den zweiten Fenstern 42 aufgenommen. Die Länge
der ersten Fenster 41 in Drehrichtung ist länger
bemessen als die der Stützelemente 35, und die
Länge der zweiten Fenster 42 in Drehrichtung ist
im Wesentlichen gleich groß bemessen wie die der Stützelemente 35.
Erste Kontaktflächen 44 und zweite Kontaktflächen 47,
die mit den Endflächen der zweiten Schraubenfedern 8 in
Kontakt oder annähernd in Kontakt kommen, sind in Umfangsrichtung
an beiden Enden der ersten Fenster 41 und der zweiten Fenster 42 gebildet.
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Die
Keilnabe 3 ist in den zentralen Öffnungen 37 und 38 der
Kupplungsplatte 21 und der Halteplatte 22 angeordnet.
Die Keilnabe 3 hat einen zylindrischen Vorsprung 52,
der sich in der axialen Richtung erstreckt, und einen Flansch 54,
der sich in der radialen Richtung von dem Vorsprung 52 nach
außen erstreckt. Eine Kerböffnung 53,
die mit der Eingangswelle des Getriebes (nicht gezeigt) im Eingriff
ist, ist in dem inneren Umfangsbereich des Vorsprungs 52 gebildet.
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Wie 3 zeigt,
kämmt eine Vielzahl von äußeren umfangsseitigen
Zähnen 55, die um den äußeren
Umfangsbereich des Flansches 54 gebildet sind, mit einer
Vielzahl von inneren umfangsseitigen Zähnen 59,
die um den inneren Umfangsbereich des Nabenflansches 6 gebildet
sind. Erste Ausschnitte 56 und zweite Ausschnitte 58,
in denen die ersten Schraubenfedern 7 aufgenommen sind,
sind um die äußere Umfangskante des Flansches 54 und
die innere Umfangskante des Nabenflansches 6 gebildet. Ein
Federsitzpaar ist an den Enden der ersten Schraubenfedern 7 montiert.
Wenn die ersten Schraubenfedern 7 nicht komprimiert sind,
wird in der Drehrichtung zwischen den äußeren
umfangsseitigen Zähnen 55 und den inneren umfangsseitigen Zähnen 59 ein
Spalt gebildet. Die diesem Spalt entsprechenden Torsionswinkel sind
erste Torsionswinkel θ1p und θ1n. Der auf der
Seite R1 der äußeren umfangsseitigen Zähne 55 gebildete
Spalt entspricht dem Spaltwinkel θ1p, während
der auf der Seite R2 der äußeren umfangsseitigen
Zähne 55 gebildete Spalt dem Spaltwinkel θ1n
entspricht.
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Auch
die zweiten Schraubenfedern 8 umfassen ein Paar von Schraubenfedern,
die koaxial angeordnet sind, jedoch verschiedene Durchmesser haben.
Die zweiten Schraubenfedern 8 haben einen größeren
Durchmesser und sind länger als die ersten Schraubenfedern 7.
Die Federkonstante der zweiten Schraubenfedern 8 ist größer
bemessen als die Federkonstante der ersten Schraubenfedern 7.
Insbesondere sind die zweiten Schraubenfedern 8 wesentlich
steifer als die ersten Schraubenfedern 7. Wenn also ein
Drehmoment in das Eingangsrotationselement 2 eingeleitet
wird, werden die ersten Schraubenfedern 7 zwischen dem
Nabenflansch 6 und der Keilnabe 3 komprimiert,
und wenn sich der Nabenflansch 6 und die Keilnabe 3 integral
bzw. als eine Einheit drehen, werden die zweiten Schraubenfedern 8 zwischen
dem Eingangsrotationselement 2 und dem Nabenflansch 6 komprimiert.
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Wie
vorstehend erläutert, wird das in das Eingangsrotationselement 2 eingeleitete
Drehmoment über die zweiten Schraubenfedern 8 auf
den Nabenflansch 6 übertragen, und der Nabenflansch 6 und
die Keilnabe 3 drehen sich relativ zueinander. Dadurch
werden die ersten Schraubenfedern 7 zwischen dem Nabenflansch 6 und
der Keilnabe 3 komprimiert. Sobald der relative Torsionswinkel
zwischen dem Nabenflansch 6 und der Keilnabe 3 einen
bestimmten Winkel erreicht, gelangen die äußeren
umfangsseitigen Zähne 55 und die inneren umfangsseitigen
Zähne 59 in Kontakt und bewirken, dass sich die
Elemente 6 und 3 als eine Einheit und das Eingangsrotationselement 2 und
der Nabenflansch 6 sich relativ zueinander drehen. Dadurch
werden die zweiten Schraubenfedern 8 zwischen dem Eingangsrotationselement 2 und
dem Nabenflansch 6 komprimiert. Dies bewirkt, dass die
von der Kupplungsscheibe 23 in das Eingangsrotationselement 2 eingeleiteten
Torsionsschwingungen absorbiert und gedämpft werden. Die
ersten Schraubenfedern 7 wirken parallel, und auch die
zweiten Schraubenfedern 8 wirken parallel.
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2.2. Anschlagmechanismus
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Der
Dämpfungsmechanismus 4 ist auch mit einem ersten
Anschlag 9 und einem zweiten Anschlag 10 als Anschlagmechanismus
für die direkte Übertragung des eingeleiteten
Drehmoments auf das Eingangsrotationselement 2 versehen.
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Der
erste Anschlag 9 ist ein Mechanismus zur Begrenzung der
relativen Bewegung zwischen dem Nabenflansch 6 und der
Keilnabe 3 auf einen bestimmten Bereich und umfasst die äußeren
umfangsseitigen Zähne 55 der Keilnabe 3 und
die inneren umfangsseitigen Zähne 59 des Nabenflansches 6.
Der erste Anschlag 9 erlaubt eine relative Drehung zwischen
dem Nabenflansch 6 und der Keilnabe 3 innerhalb
eines Bereichs der Spaltwinkel θ1p und θ1n.
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Der
zweite Anschlag 10 ist ein Mechanismus zur Begrenzung der
relativen Bewegung zwischen dem Nabenflansch 6 und der
Keilnabe 3 auf einen bestimmten Bereich und umfasst die
Verbindungselemente 31 des Eingangsrotationselements 2 und
die ersten Vorsprünge 49 und die zweiten Vorsprünge 57 des
Nabenflansches 6.
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Insbesondere
sind um die äußere Umfangskante des zweiten Hauptkörperelements 29 ein
Paar erster Vorsprünge 49 und ein Paar zweiter
Vorsprünge 57 als sich in radialer Richtung nach
außen erstreckende Vorsprünge gebildet. Die ersten
Vorsprünge 49 und die zweiten Vorsprünge 57 sind
an der äußeren Umfangsseite der ersten Fenster 41 und
der zweiten Fenster 42 angeordnet, und Anschlagflächen 50 und 51 sind
in Drehrichtung an den Enden gebildet. Die Anschlagflächen 50 und 51 sind
für den Kontakt mit den Anschlagflächen 39 der
Verbindungselemente 31 ausgebildet.
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Im
neutralen Zustand, der in 3 dargestellt
ist, ist in der Drehrichtung zwischen den Verbindungselementen 31 und
den ersten Vorsprüngen 49 und den zweiten Vorsprüngen 57 ein
Spalt sichergestellt. Die diesem Spalt entsprechenden Torsionswinkel
sind die Spaltwinkel θ3p und θ3n. Der auf der
Seite R1 der Verbindungselemente 31 gebildete Spalt entspricht
dem Spaltwinkel θ3p, während der auf der Seite
R2 der Verbindungselemente 31 gebildete Spalt dem Spaltwinkel θ3n
entspricht. Folglich erlaubt der zweite Anschlag 10 eine
relative Drehung des Eingangsrotationselements 2 und der
Keilnabe 3 in einem Bereich der Spaltwinkel θ3p
und θ3n.
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2.3. Reibungserzeugungsmechanismus
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Ein
Reibungserzeugungsmechanismus 5 zur Nutzung des Reibwiderstands
für die Erzeugung eines Hysteresedrehmoments ist für
den Dämpfungsmechanismus 4 vorgesehen, um Torsionsschwingungen
wirksamer zu absorbieren und zu dämpfen. Insbesondere umfasst
der Reibungserzeugungsmechanismus 5 eine erste Reibscheibe 79,
eine zweite Reibscheibe 72 und eine dritte Reibscheibe 85.
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Die
erste Reibscheibe 79 ist in der axialen Richtung zwischen
dem Flansch 54 und der Keilnabe 3 und dem inneren
Umfangsbereich der Halteplatte 22 und an der äußeren
Umfangsseite des Vorsprungs 52 angeordnet. Die erste Reibscheibe 79 besteht
aus Kunststoff. Sie umfasst hauptsächlich einen ringförmigen
Hauptkörper 81 und eine Vielzahl von Vorsprüngen 82,
die sich in der radialen Richtung von dem Hauptkörper 81 nach
außen erstrecken.
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Der
Hauptkörper 81 berührt die Fläche
des Flansches 54 auf der Getriebeseite, und eine erste Kegelfeder 80 ist
zwischen dem Hauptkörper 81 und der Halteplatte 22 angeordnet.
Die erste Kegelfeder 80 wird in der axialen Richtung zwischen
dem Hauptkörper 81 und der Halteplatte 22 komprimiert.
Demzufolge wird die Reibfläche der ersten Reibscheibe 79 durch
die erste Kegelfeder 80 an den Flansch 54 gedrückt.
Die Vielzahl von Vorsprüngen 82 gelangt in Vertiefungen 77 (später
erläutert) der zweiten Reibscheibe 72 in Eingriff.
Dadurch können sich die erste Reibscheibe 79 und
die zweite Reibscheibe 72 als eine Einheit drehen.
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Die
zweite Reibscheibe 72 ist zwischen dem inneren Umfangsbereich
des Nabenflansches 6 und dem inneren Umfangsbereich der
Halteplatte 22 und an der äußeren Umfangsseite
der ersten Reibscheibe 79 angeordnet. Die zweite Reibscheibe 72 umfasst
hauptsächlich einen ringförmigen Hauptkörper 74,
eine Vielzahl von Eingriffselementen 76, die sich von dem
inneren Umfangsbereich des Hauptkörpers 74 in
Richtung auf die Getriebeseite erstrecken, und die Vertiefungen 77,
die auf der Getriebeseite des inneren Umfangsbereichs des Hauptkörpers 74 gebildet
sind. Die zweite Reibscheibe 72 besteht zum Beispiel aus
Kunststoff.
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Der
Hauptkörper 74 gelangt mit der Fläche des
Nabenflansches 6 auf der Getriebeseite in Kontakt, und
eine zweite Kegelfeder 73 ist zwischen dem Hauptkörper 74 und
der Halteplatte 22 angeordnet. Die zweite Kegelfeder 73 wird
zwischen dem Hauptkörper 74 und der Halteplatte 22 komprimiert.
Folglich wird die Reibfläche der zweiten Reibscheibe 72 durch
die zweite Kegelfeder 73 an den Nabenflansch 6 gedrückt.
Die Eingriffselemente 76 treten durch die Öffnungen
in der Halteplatte 22. Dadurch können sich die
zweite Reibscheibe 72 und die Halteplatte 22 als
eine Einheit drehen. Die Vorsprünge 82 der ersten Reibscheibe 79 sind
im Eingriff in den Vertiefungen 77. Folglich kann sich
die erste Reibscheibe 79 über die zweite Reibscheibe 72 als
eine Einheit mit der Halteplatte 22 drehen.
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Die
Vorspannkraft der ersten Kegelfeder 80 ist so bemessen,
dass sie kleiner ist als die Vorspannkraft der zweiten Kegelfeder 73.
Die erste Reibscheibe 79 hat einen geringeren Reibungskoeffizienten
als die zweite Reibscheibe 72. Daher ist die durch die
erste Reibscheibe 79 erzeugte Reibung (Hysteresedrehmoment)
geringer als die durch die zweite Reibscheibe 72 erzeugte
Reibung (Hysteresedrehmoment).
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Die
dritte Reibscheibe 85 ist zwischen dem Flansch 54 und
dem inneren Umfangsbereich der Kupplungsplatte 21 und an
der äußeren Umfangsseite des Vorsprungs 52 angeordnet.
Die dritte Reibscheibe 85 umfasst hauptsächlich
einen ringförmigen Hauptkörper 87 und
eine Vielzahl von Eingriffselementen 88, die sich von dem
Hauptkörper 87 in Richtung auf die Motorseite
erstrecken.
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Der
Hauptkörper 87 gelangt mit den Flächen des
Flansches 54 und des Nabenflansches 6 auf der Motorseite
und mit der Fläche der Kupplungsplatte 21 auf
der Getriebeseite in Kontakt. Die Eingriffselemente 88 treten
durch Öffnungen, die in der Kupplungsplatte 21 gebildet
sind. Die dritte Reibscheibe 85 kann sich mittels der Eingriffselemente 88 als
eine Einheit mit der Kupplungsplatte 21 drehen. Der Hauptkörper 87 ist
in Eingriff mit der Öffnung 37 der Kupplungsplatte 21,
so dass eine relative Drehung nicht möglich ist, und seine
innere Umfangsfläche gelangt in Gleitkontakt mit der äußeren
Umfangsfläche des Vorsprungs 52. Insbesondere
ist die Kupplungsplatte 21 in der radialen Richtung über
die dritte Reibscheibe 85 durch den Vorsprung 52 positioniert.
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Wie
vorstehend erläutert, werden ein Mechanismus 14 zur
Erzeugung einer hohen Reibung durch die erste Reibscheibe 79 und
die dritte Reibscheibe 85 und ein Mechanismus 15 zur
Erzeugung einer geringen Reibung durch die zweite Reibscheibe 72 und dritte
Reibscheibe 85 gebildet. Wenn sich das Eingangsrotationselement 2,
der Nabenflansch 6 und die Keilnabe 3 relativ
zueinander drehen, wird durch den Mechanismus 14 zur Erzeugung
einer hohen Reibung und durch den Mechanismus 15 zur Erzeugung
einer geringen Reibung ein Hysteresedrehmoment erzeugt, und Torsionsschwingungen
können durch den Dämpfungsmechanismus 4 wirksam
absorbiert und gedämpft werden.
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3. Charakteristische Konfiguration
der vorliegenden Erfindung
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Die
charakteristische Konfiguration des erfindungsgemäßen
Dämpfungsmechanismus 4 wird im Folgenden im Detail
erläutert.
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Das
Hauptmerkmal dieses Dämpfungsmechanismus 4 ist
die Anordnung der Verbindungselemente 31. Wie in 3 gezeigt
ist, sind die vier Verbindungselemente 31 insbesondere
nicht in gleichem Abstand angeordnet. Die benachbarten Abstände sind
stattdessen verschieden. Mit anderen Worten: die Rotationszentren
der festgelegten Elemente 33 der Verbindungselemente 31 sind
derart angeordnet, dass die benachbarten Abstände verschieden
sind. Zum Beispiel ist ein erster Winkel A1, der durch die beiden
in Drehrichtung beidseits der ersten Vorsprünge 49 angeordneten
Verbindungselemente 31 gebildet wird, größer
als ein zweiter Winkel A2, der durch die beiden Verbindungselemente 31 gebildet wird,
die in Drehrichtung beidseits der zweiten Vorsprünge 57 angeordnet
sind. Hier ist die Referenz für den ersten Winkel A1 und
für den zweiten Winkel A2 (Abstandsreferenz) in der Drehrichtung
die Mitte der Niete 27, die die festgelegten Elemente 33 der
Verbindungselemente 31 festlegen (oder in der Drehrichtung
die Mitte der Öffnungen 33a, durch welche die
Niete 27 hindurchtreten). Die beiden Verbindungselemente 31,
die auf der Seite R1 der beiden ersten Vorsprünge 49 vorgesehen
sind, sind an gegenüberliegenden Stellen angeordnet, wobei
die Rotationsachse O dazwischen liegt. Die beiden Verbindungselemente 31,
die auf der Seite R2 der beiden ersten Vorsprünge 49 vorgesehen
sind, sind ebenfalls an gegenüberliegenden Stellen angeordnet,
wobei die Rotationsachse O dazwischen liegt.
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Bei
dieser Konfiguration unterscheidet sich die Anordnung der Ausschnitte 43 des
Nabenflansches 6 von der früheren Anordnung. Wie 3 zeigt,
ist insbesondere die Form der Ausschnitte 43 komplementär
zu der Form der korrespondierenden festgelegten Elemente 33,
wobei diese Ausschnitte 43 geringfügig größer
ausgebildet sind als die festgelegten Elemente 33. Dies
deshalb, damit die festgelegten Elemente 33 bei der Montage
in der axialen Richtung durch die Ausschnitte 43 hindurchtreten können.
Wenn daher die Verbindungselemente 31 in verschiedenen
benachbarten Abständen angeordnet sind, wie das vorstehend
erwähnt wurde, sind dementsprechend auch die Ausschnitte 43 so
angeordnet, dass die benachbarten Abstände verschieden sind.
Dadurch können die ersten Fenster 41, die in dem
durch den ersten Winkel A1 gebildeten Bereich angeordnet sind, in
dem der Abstand der Verbindungselemente 31 größer
ist, in der Drehrichtung größer sein als die zweiten
Fenster 42, die in dem durch den zweiten Winkel A2 gebildeten
Bereich angeordnet sind, in dem der Abstand der Verbindungselemente 31 kleiner
ist.
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In 3 ist
zum Beispiel gezeigt, dass die vier zweiten Schraubenfedern 8 alle
gleich groß sind, dass aber die ersten Fenster 41 in
der Drehrichtung größer sein können als
die zweiten Fenster 42. Daher lässt sich in der
Drehrichtung zwischen den ersten Kontaktflächen 44 der
ersten Fenster 41 und den Enden der zweiten Schraubenfedern 8 ein
Spalt sicherstellen. Der diesem Spalt entsprechende Torsionswinkel
ist jeweils der Torsionswinkel θ2p und θ2n. Der
auf der Seite R1 der Enden der zweiten Schraubenfedern 8 gebildete
Spalt entspricht dem Spaltwinkel θ2p, während
der auf der Seite R2 der Enden der zweiten Schraubenfedern 8 gebildete
Spalt dem Spaltwinkel θ2n entspricht. Der Spaltwinkel θ2p
ist kleiner bemessen als der Spaltwinkel θ2n.
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Da
ein Spaltwinkel nur für die ersten Fenster 41 sichergestellt
wird, wie das vorstehend erläutert wurde, können
bei diesem Dämpfungsmechanismus 4 die Schraubenfedern 8 verwendet
werden, um, wie nachstehend erläutert, zweistufige Torsionscharakteristiken
zu erzielen.
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In 3 ist
ebenfalls gezeigt, dass sich zusätzlich zu der vorstehenden
Konfiguration die Positionen der Rotationszentren der Kontaktelemente 32 in
der Drehrichtung von jenen des Rotationszentrums der festgelegten
Elemente 33 unterscheiden. Insbesondere ist die Lage des
Rotationszentrums der Kontaktelemente 33 in der Drehrichtung
gegenüber dem Rotationszentrum der den Kontaktelementen 32 entsprechenden
festgelegten Elemente 33 in Richtung des benachbarten kleineren
Abstands verschoben, wobei die solchen Kontaktelementen 32 entsprechenden
Verbindungselemente 32 als Referenz verwendet werden. Wenn
beispielsweise in 3 das Verbindungselement 31 betrachtet
wird, das auf der Seite R1 des ersten Vorsprungs 49 angeordnet
ist, lässt sich erkennen, dass das Rotationszentrum des Kontaktelements 32 hinsichtlich
des Rotationszentrums des festgelegten Elements 33 auf
der Seite R1 liegt. Wenn dieses Verbindungselement 31 als
Referenz verwendet wird, ist das Rotationszentrum des Kontaktelements 32 in
den Bereich verlagert, der durch den zweiten Winkel A2 gebildet
wird und in dem der Abstand der Verbindungselemente 31 (zur Seite
des zweiten Winkels A2) kleiner ist. Dies gilt auch für
die anderen drei Verbindungselemente.
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Eine
Verlagerung der Kontaktelemente 32 gegenüber den
festgelegten Elementen 33 in der Drehrichtung führt
dazu, dass das Positionsverhältnis der Anschlagflächen 50 und
der ersten Vorsprünge 49 ein anderes ist als früher.
Insbesondere bei diesem Dämpfungsmechanismus 4 sind
die beiden Anschlagflächen 50, die an den ersten
Vorsprüngen 49 gebildet sind, in Drehrichtung
weiter nach außen angeordnet als die beiden ersten Kontaktflächen 44,
die in den ersten Fenstern 41 gebildet sind. Die Anschlagfläche 50 auf
der Seite R1 ist näher als die erste Kontaktfläche 44 an
der Seite R1 angeordnet, und die Anschlagfläche 50 auf
der Seite R2 ist näher als die erste Kontaktfläche 44 an
der Seite R2 angeordnet. Deshalb ist die Länge der ersten
Vorsprünge 49 in der Drehrichtung länger
als die Länge der ersten Fenster 41 in der Drehrichtung.
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Zur
Sicherstellung des Spaltwinkels θ3p sind die beiden an
den zweiten Vorsprüngen 57 gebildeten Anschlagflächen 51 in
Drehrichtung weiter nach innen angeordnet als die in den zweiten
Fenstern 42 gebildeten beiden zweiten Kontaktflächen 47.
Insbesondere ist die Anschlagfläche 51 auf der
Seite R1 näher zur Seite R2 angeordnet als die zweite Kontaktfläche 47 auf
der Seite R1, und die Anschlagfläche 51 auf der
Seite R2 ist näher zu Seite R1 angeordnet als die zweite
Kontaktfläche 47 auf der Seite R2. Deshalb ist
die Länge der zweiten Vorsprünge 57 in
Drehrichtung kürzer als die Länge der zweiten Fenster 42 in
Drehrichtung.
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Der
oben beschriebene Aufbau erlaubt eine Vergrößerung
der Fenster 41 in der radialen Richtung und einen den ersten
Fenstern 41 entsprechenden größeren Durchmesser
der zweiten Schraubenfedern 8.
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Die
Formulierung ”in Drehrichtung nach außen” bedeutet
hier in Drehrichtung nach außen bei Verwendung des Rotationszentrums
der ersten Vorsprünge 49 oder des Rotationszentrums
der entsprechenden ersten Fenster 41 als Referenz. Die
Formulierung ”in Drehrichtung nach innen” bedeutet
hier in Drehrichtung nach innen bei Verwendung des Rotationszentrums
des zweiten Vorsprungs 57 oder des Rotationszentrums des
entsprechenden zweiten Fensters 42 als Referenz.
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4. Mechanisches Schaltdiagramm
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8 zeigt
den vorstehend beschriebenen Dämpfungsmechanismus 4 in
einem mechanischen Schaltdiagramm. In diesem mechanischen Schaltdiagramm
ist die Relation der verschiedenen Elemente des Dämpfungsmechanismus
in der Drehrichtung schematisch dargestellt. Deshalb werden Elemente, die
sich zusammen bzw. als eine Einheit drehen, als ein Element betrachtet.
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Wie 8 zeigt,
ist der Nabenflansch 6 in der Drehrichtung zwischen dem
Eingangsrotationselement 2 und der Keilnabe 3 angeordnet.
Der Nabenflansch 6 ist in Drehrichtung über die
ersten Schraubenfedern 7 elastisch mit der Keilnabe 3 verbunden. Der
erste Anschlag 9 ist zwischen dem Nabenflansch 6 und
der Keilnabe 3 gebildet. Die ersten Schraubenfedern 7 können
innerhalb eines Bereichs erster Spaltwinkel θ1p und θ1n
in dem ersten Anschlag komprimiert werden. Der Nabenflansch 6 ist
in Drehrichtung über die zweiten Schraubenfedern 8 elastisch
mit dem Eingangsrotationselement 2 verbunden. Der zweite
Anschlag 10 ist zwischen dem Nabenflansch 6 und
dem Eingangsrotationselement 2 gebildet. Die zweiten Schraubenfedern 8 können
innerhalb eines Bereichs von Spaltwinkeln θ3p und θ3n in
dem zweiten Anschlag 10 komprimiert werden. Wie vorstehend
erläutert, sind das Eingangsrotationselement 2 und
die Keilnabe 3 in Drehrichtung durch die ersten Schraubenfedern 7 und
die zweiten Schraubenfedern 8, die in Reihe angeordnet
sind, elastisch verbunden.
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Hier
wirkt der Nabenflansch 6 als Zwischenelement, das zwischen
den beiden Schraubenfederarten angeordnet ist. Die vorstehend beschriebene Konstruktion
kann auch als eine Konstruktion betrachtet werden, bei der ein erster
Dämpfer, der aus einer Vielzahl von ersten Schraubenfedern 7 und dem
parallel dazu angeordneten ersten Anschlag 9 gebildet ist,
und ein zweiter Dämpfer, der aus einer Vielzahl von zweiten
Schraubenfedern 8 und dem parallel dazu angeordneten zweiten
Anschlag 10 gebildet ist, in Reihe angeordnet sind. Die
Steifigkeit der ersten Schraubenfedern 7 insgesamt ist
wesentlich geringer bemessen als die Steifigkeit der zweiten Schraubenfedern 8 insgesamt.
Demzufolge werden die zweiten Schraubenfedern 8 in Drehrichtung
innerhalb eines Torsionswinkelbereichs bis hin zu den ersten Spaltwinkeln θ1
und θ1n überhaupt kaum komprimiert.
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5. Betrieb
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Die
Torsionscharakteristiken und die Funktionsweise des Dämpfungsmechanismus
der Kupplungsscheibenanordnung 1 werden nachfolgend mit Bezug
auf die 8 bis 12 beschrieben.
Die 9 bis 11 sind mechanische Schaltdiagramme
während des Betriebs, wohingegen 12 ein Graph
der Torsionscharakteristiken ist. Die folgende Beschreibung ist
die der positiven Torsionscharakteristiken, wobei das Eingangsrotationselement 2 gegenüber
der Keilnabe 3 aus dem in 8 gezeigten Neutralzustand
zur Seite R1 verdreht wird. Das gleiche gilt für die negativen
Torsionscharakteristiken, so dass diese hier nicht eigens beschrieben
werden.
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Das
Eingangsrotationselement 2 wird gegenüber der
Keilnabe 3 aus dem in 8 gezeigten Neutralzustand
zur Seite R1 verdreht, das heißt, zur Drehantriebsseite.
Da hier die Federkonstante der ersten Schraubenfedern 7 kleiner
ist als die Federkonstante der zweiten Schraubenfedern 8,
werden die zweiten Schraubenfedern 8 nicht komprimiert,
jedoch werden die ersten Schraubenfedern 7 in Drehrichtung
zwischen der Keilnabe 3 und dem Nabenflansch 6 komprimiert.
Die relative Drehung zwischen der Keilnabe 3 und dem Nabenflansch 6 bewirkt
ein Rutschen in dem Mechanismus 15 für die Erzeugung einer
geringen Reibung. Wie 12 zeigt, erhält man
dadurch die Charakteristiken einer geringen Steifigkeit und eines
niedrigen Hysteresedrehmoments innerhalb eines Torsionswinkelbereichs
von 0 bis θ1p. In dem Zustand, der in 9 veranschaulicht
ist, kontaktieren die äußeren umfangsseitigen Zähne 55 des
Flansches 54 und die inneren umfangsseitigen Zähne 59 des
Nabenflansches 6 einander in der Drehrichtung, und es kommt
der erste Anschlag 9 zum Einsatz. Infolgedessen drehen
sich die Keilnabe 3 und der Nabenflansch 6 als
eine Einheit, wenn sich der Torsionswinkel des Eingangsrotationselements 2 ausgehend
von dem in 9 gezeigten Zustand vergrößert.
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Wenn
das Eingangsrotationselement 2 ausgehend von dem in 9 gezeigten
Zustand weiter zur Seite R1 verdreht wird, werden die zweiten Schraubenfedern 8 in
der Drehrichtung zwischen dem Nabenflansch 6 und dem Eingangsrotationselement 2 komprimiert.
Hier wird zwischen den ersten Kontaktflächen 44 der
ersten Fenster 41 und den Enden der zweiten Schraubenfedern 8 einer
erster Spaltwinkel θ2p sichergestellt. Wie in 10 gezeigt ist,
werden daher in einem von dem Torsionswinkel θ1p bis zu
dem Torsionswinkel θ1p + θ2p reichenden Bereich
nur die in den zweiten Fenstern 42 enthaltenen zweiten
Schraubenfedern 8 komprimiert. An diesem Punkt wird zusätzlich
zu dem Mechanismus 15 für die Erzeugung einer
geringen Reibkraft in dem Mechanismus 14 für die
Erzeugung einer hohen Reibkraft ein Reibwiderstand erzeugt.
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Wenn
das Eingangsrotationselement 2 ausgehend von dem in 10 gezeigten
Zustand weiter zur Seite R1 verdreht wird, werden zusätzlich
zu den beiden zweiten Schraubenfedern 8 in den Fenstern 42 auch
die beiden zweiten Schraubenfedern 8 in den Fenstern 41 komprimiert.
Sobald der Torsionswinkel den Wert θ1p + θ3p erreicht,
gelangen die Verbindungselemente 31 und die ersten Vorsprünge 49 sowie
die Verbindungselemente 31 und die zweiten Vorsprünge 57 in
Drehrichtung in Kontakt miteinander, und es kommt der zweite Anschlag 10 zum
Einsatz. Wie insbesondere 12 zeigt,
werden mit diesem Dämpfungsmechanismus in einem von dem
Torsionswinkel θ1p + θ2p zu dem Torsionswinkel θ1p
+ θ3p reichenden Bereich dreistufige Torsionscharakteristiken
realisiert, und sobald der Torsionswinkel den Wert θ1p
+ θ3p erreicht, wird das in das Eingangsrotationselement 2 eingeleitete
Drehmoment von der Keilwelle 3 abgegeben.
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Wie
vorstehend beschrieben, werden bei dieser Kupplungsscheibenanordnung 1 dreistufige Torsionscharakteristiken
durch die ersten Schraubenfedern 7, die zweiten Schraubenfedern 8 und
die Spaltwinkel θ1p, θ2p und θ3p realisiert.
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6. Funktionsweise und Wirkung
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Da
bei dieser Kupplungsscheibenanordnung 1 die benachbarten
Verbindungselemente 31 verschiedene Abstände haben,
kann der Bereich rund um die ersten Fenster 41 des Nabenflansches 6 größer
sein. Dadurch können auch die ersten Fenster 41 des
Nabenflansches 6 bzw. die zweiten Schraubenfedern 8 in
den ersten Fenstern 41 größer sein.
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Wie
vorstehend erläutert wurde, können in diesem Fall
zum Beispiel die Spaltwinkel θ2p und θ2n zwischen
den ersten Fenstern 41 und den zweiten Schraubenfedern 8 sichergestellt
werden, oder es können die zweiten Schraubenfedern 8 vergrößert werden,
ohne Spaltwinkel vorzusehen. Es ist auch möglich, lediglich
einen der Spaltwinkel θ2p und θ2n sicherzustellen.
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Auf
diese Weise können mit diesem Dämpfungsmechanismus 4 verschiedene
Torsionscharakteristiken realisiert werden, wobei die konstruktiven Änderungen
minimal sind. Mit anderen Worten: Die Gestaltungsbreite wird erheblich
vergrößert.
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7. Andere Ausführungsformen
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Die
spezielle Ausgestaltung der Erfindung ist nicht auf die vorstehend
beschriebene Ausführungsform beschränkt. Es sind
verschiedene Modifikationen und Änderungen möglich,
ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Bei
vorstehender Ausführungsform wurde als Beispiel die Kupplungsscheibenanordnung 1 mit dem
eingebauten Dämpfungsmechanismus 4 beschrieben,
wobei die Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist.
Die Erfindung kann beispielsweise auch bei einem Zweimassen-Schwungrad,
einer Überbrückungskupplung für eine
Fluid-Drehmomentübertragungsvorrichtung oder einer anderen
derartigen Kraftübertragungsvorrichtung zur Anwendung kommen.
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GEWERBLICHER NUTZEN
-
Mit
dem erfindungsgemäßen Dämpfungsmechanismus
kann die Gestaltungsbreite bei minimalen konstruktiven Änderungen
vergrößert werden, weshalb der erfindungsgemäße
Dämpfungsmechanismus auf dem Gebiet von Kraftübertragungsvorrichtungen
von Nutzen ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein
Dämpfungsmechanismus 4 umfasst eine Kupplungsplatte 21 und
eine Halteplatte 22, die in axialer Richtung aufeinander
ausgerichtet sind, einen Nabenflansch 6, der in axialer
Richtung relativ drehbar zwischen den Platten 21 und 22 angeordnet
ist, und eine zweite Schraubenfeder 8 für die
elastische Verbindung der Platten 21 und 22 mit
dem Nabenflansch 6 in der Drehrichtung. Die Platten 21 und 22 weisen
ein Paar erster Hauptkörperelemente 28 und eine
Vielzahl von Verbindungselementen 31 auf, die in Drehrichtung
zwischen den ersten Vorsprüngen 49 und den zweiten
Vorsprüngen 57 angeordnet sind und das Paar erster
Hauptkörperelemente 28 verbinden. Die Vielzahl
von Verbindungselementen 31 ist derart angeordnet, dass
benachbarte Abstände unterschiedlich sind.
-
- 1
- Kupplungsscheibenanordnung
- 2
- Eingangsrotationselement
(Paar erster Rotationselemente)
- 3
- Keilnabe
- 4
- Dämpfungsmechanismus
- 5
- Reibungserzeugungsmechanismus
- 6
- Nabenflansch
(zweites Rotationselement)
- 7
- erste
Schraubenfeder
- 8
- zweite
Schraubenfeder (elastisches Element)
- 9
- erster
Anschlag
- 10
- zweiter
Anschlag
- 28
- erster
Hauptkörperelement
- 29
- zweiter
Hauptkörperelement
- 35
- Stützelement
- 35
- Verbindungselement
- 32
- Kontaktteil
- 33
- festgelegtes
Element
- 41
- erstes
Fenster
- 42
- zweites
Fenster
- 43
- Ausschnitt
- 44
- erste
Kontaktfläche (Endfläche)
- 47
- zweite
Kontaktfläche (Endfläche)
- 49
- erster
Vorsprung (Vorsprung)
- 57
- zweiter
Vorsprung (Vorsprung)
- 50,
51
- Anschlagfläche
(Endfläche)
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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