DE1525365C

DE1525365C - Flexible coupling, in particular for motor vehicles

Info

Publication number: DE1525365C
Authority: DE
Inventors: Jean-Felix Luxemburg Paulsen
Original assignee: Luxembourgeoise de Brevets et de Participations SA
Current assignee: Luxembourgeoise de Brevets et de Participations SA
Publication date: 1972-01-20

Description

Die Erfindung betrifft Schwingungsdämpfer zwischen einer Kupplungsscheibe einer Reibungskupplung und einer Antriebswelle an einem auf der Antriebswelle angeordneten Drehkranz mit mehreren Armen, die in kleeblattförmige Ausnehmungen der Kupplungsscheibe hineinragen, wobei zwischen dem Drehkranz und den Begrenzungen des mit den Ausnehmungen versehenen inneren Teiles der Kupplungsscheibe elastisches Material angeordnet ist.The invention relates to vibration dampers between a clutch disc of a friction clutch and a drive shaft on a turntable with several arms arranged on the drive shaft, which protrude into clover-shaped recesses of the clutch disc, with between the turntable and the boundaries of the recessed inner part of the clutch disc elastic material is arranged.

Bei einem bekannten Schwingungsdämpfer dieser Art ist der gesamte Raum zwischen dem Drehkranz und dem inneren Teil der Kupplungsscheibe mit elastischem Material ausgefüllt. Das elastische Material besteht aus zwei Schichten unterschiedlicher Dicke und Steifigkeit, wobei die äußere dünne Schicht eine verhältnismäßig geringe und die innere am Drehkranz befestigte größere Schicht eine verhältnismäßig große Steifigkeit aufweist. Die äußere Schicht soll Schwingungen bei der Übertragung von kleinen Drehmomenten dämpfen und die innere Schicht soll auf Grund ihrer großen Steifigkeit große Drehmomente unter nahezu ausschließlicher Druckbeanspruchung übertragen. Trotz recht erheblicher Herstellungskosten dieses Schwingungsdämpfers, die insbesondere durch den großen Materialaufwand und das Aufeinanderbringen der beiden unterschiedlichen elastischen Schichten bedingt sind, kann mit dieser bekannten Anordnung eines Schwingungsdämpfers eine ausreichende Dämpfung von Schwingungen bei kleinen Drehmomenten, wobei große Drehmomente druckelastisch von dem elastischen Material aufgenommen werden, nicht erzielt werden.In a known vibration damper of this type, the entire space is between the slewing ring and the inner part of the clutch disc filled with elastic material. The elastic material consists of two layers of different thickness and stiffness, with the outer thin layer being one relatively small and the inner larger layer attached to the turntable a relatively large one Has rigidity. The outer layer is supposed to vibrate when transmitting small torques damping and the inner layer should due to its great rigidity large torques transferred under almost exclusive pressure. Despite quite considerable manufacturing costs this vibration damper, in particular due to the large amount of material used and the application due to the two different elastic layers, can be known with this one Arrangement of a vibration damper provides sufficient damping of vibrations in the case of small Torques, large torques being absorbed by the elastic material in a pressure-elastic manner cannot be achieved.

Bei einer anderen bekannten Kupplung, bei welcher große Drehmomente von nach außen ragenden Armen der Antriebswelle, die zwischen äußeren elastischen Puffern der Abtriebswelle mit Spiel angeordnet sind, übertragen werden, ist zwischen der Nabe der Antriebswelle und einer Bohrung der Abtriebswelle eine gummielastische Muffe zur Dämpfung von Schwingungen bei kleinen Drehmomenten vorgesehen. Diese allseitig eingespannte gummielastische Muffe ist jedoch viel zu steif, um diese Forderung wirkungsvoll zu erfüllen, insbesondere bei sehr kleinen Drehmomenten.In another known coupling, in which large torques from outwardly protruding arms the drive shaft, which are arranged between external elastic buffers of the output shaft with play, are transmitted, is between the hub of the drive shaft and a bore in the output shaft Rubber-elastic sleeve intended to dampen vibrations at low torques. This The rubber-elastic sleeve clamped on all sides is, however, much too stiff to effectively meet this requirement meet, especially with very small torques.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, einen einfachen Schwingungsdämpfer für Kupplungen der in Frage stehenden Art zu schaffen, der Schwingungen bei kleinen und kleinsten Drehmomenten wirkungsvoller als bisher dämpft und größere und größte Drehmomente unter druckelastischer Verformung einwandfrei überträgt.The object of the invention is therefore to provide a simple vibration damper for clutches of the type in question, the vibrations at small and very small torques dampens more effectively than before and larger and larger torques under elastic compression deformation transmits properly.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zentrische Teil des Drehkranzes mit dem zentrischen Teil des inneren Teils der Kupplungsscheibe über auf Scherung beanspruchbare elastische Zwischenglieder in Verbindung steht und daß die Arme des Drehkranzes innerhalb der Ausnehmungen mit Spiel angeordnet sind, wobei dieses Spiel durch elastische, auf Druck beanspruchbare Zwischenglieder begrenzt ist.This object is achieved in that the central part of the slewing ring with the central part of the inner part of the clutch disc via elastic that can be subjected to shear stress Intermediate links are connected and that the arms of the turntable within the recesses are arranged with game, this game by elastic, stressable intermediate links is limited.

Es ist bereits eine Kupplung vorgeschlagen worden, bei welcher auf Druck belastetes, elastisches Material mit Spiel in Umfangsrichtung zwischen den Drehkranzarmen und den Ausnehmungen der Kupplungsscheibe angeordnet ist.A coupling has already been proposed in which an elastic material loaded in pressure with play in the circumferential direction between the turntable arms and the recesses of the clutch disc is arranged.

Die erfindungsgemäße Anordnung der elastischen Zwischenglieder ermöglicht bei kompakter Bauweise der Kupplung durch Scherbeanspruchung der zentrischen elastischen Zwischenglieder eine sehr wirkungsvolle Dämpfung von Schwingungen im kleinen Drehmomentbereich, die sich hier besonders störend auswirken, wobei die zwischen den Armen des Drehkreuzes und den radialen Wänden der Ausnehmungen angeordneten elastischen Zwischenglieder erst bei größeren Drehmomenten allmählich auf Druck beansprucht werden und somit einen kontinuierlichen geräuschlosen Übergang von der Scherbeanspruchung der zentrischen Zwischenglieder ermöglichen.The arrangement according to the invention of the elastic intermediate members enables a compact design The coupling is very effective due to the shear stress on the central elastic intermediate links Damping of vibrations in the small torque range, which have a particularly disruptive effect here, being between the arms of the turnstile and the radial walls of the recesses arranged elastic intermediate links are only gradually subjected to pressure at larger torques and thus a continuous noiseless transition from shear stress of the central pontics.

ίο Die Erfindung ergibt sich aus den Darstellungen von Ausführungsbeispielen sowie aus der folgenden Beschreibung. Es zeigenίο The invention results from the representations of exemplary embodiments and from the following description. Show it

F i g. 1 und 2 in einem Querschnitt bzw. einem Axialschnitt unter Wegbrechung von Teilen eine in eine Kupplungsscheibe einer Kraftfahrzeugübertragung eingebaute erfindungsgemäße Kupplung,F i g. 1 and 2 in a cross section and an axial section, with parts being broken away, a in a clutch disc of a motor vehicle transmission built-in clutch according to the invention,

F i g. 3 eine der Darstellung der F i g. 1 entsprechende Darstellung in kleinerem Maßstab einer anderen Ausführungsform der Erfindung,F i g. 3 shows a representation of FIG. 1 corresponding illustration on a smaller scale another embodiment of the invention,

F i g. 4 und 5 zwei Diagramme, welche zum besseren Verständnis der Erfindung die Schwankungen des Drehmomentes eines Kraftfahrzeugmotors zeigen,F i g. 4 and 5 are two diagrams which, for a better understanding of the invention, show the fluctuations in the Show the torque of a motor vehicle engine,

F i g. 6 eine Kurve, welche das Drehmoment in Funktion des Torsionswinkels in einer erfindungsgemäßen elastischen Kupplung zeigt.F i g. 6 shows a curve which shows the torque as a function of the torsion angle in an inventive shows elastic coupling.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel ist insbesondere zum Einbau in ein Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor bestimmt. Bei Kolbenwärmekraftmotoren für Benzin oder Dieselbetrieb ist das Drehmoment stark pulsierend. Die relative Unregelmäßigkeit ist um so größer, je niedriger das mittlere Moment ist. Diese Erscheinung ist schematisch in dem Schaubild der F i g. 4 dargestellt, dessen Kurve den zyklischen Verlauf des Motormoments C in Funktion der Zeit / darstellt.The illustrated embodiment is intended in particular for installation in a motor vehicle with an internal combustion engine. In piston heat engines for gasoline or diesel operation, the torque is strongly pulsating. The lower the mean torque, the greater the relative irregularity. This phenomenon is shown schematically in the diagram in FIG. 4, the curve of which represents the cyclical course of the engine torque C as a function of time /.

In dem Schaubild der F i g. 4 ist angenommen, daß der Motor mit einem niedrigen mittleren Moment M läuft (z. B. im Langsamlauf), bei welchem Unregelmäßigkeiten auftreten, welche größer als das mittlere Moment selbst sein können, so daß dieses negative Spitzen Λ^Γ aufweist.In the diagram of FIG. 4 it is assumed that the engine is running with a low mean torque M (for example, at low speed), at which irregularities occur which can be greater than the mean torque itself, so that this has negative peaks Λ ^Γ .

Bei einem Viertaktmotor mit η Zylinder gibt es alsoIn a four-stroke engine with η cylinder there is

bei jeder Teilumdrehung _· sehr kurze Augenblicke,with every partial revolution _ very short moments,

während welcher das Drehmoment seinen Drehsinn ändert.during which the torque changes its direction of rotation.

Wenn die Übertragung Zahnräder aufweist, hat dies die periodische Umkehrung der Anlagerichtung der Verzahnungen zur Folge, und da stets notwendigerweise etwas Spiel vorhanden ist, entsteht hierdurch eine Reihe von Klappergeräuschen, welche dem im Kraftfahrzeugbau »Umkehrgeräusch« genannten Geräusch entsprechen.
Im modernen Kraftfahrzeug stehen selbst im »Totpunkt« stets Zahnräder im Eingriff, welche sich drehen, wenn der Motor läuft. Das Drehmoment ist dann sehr niedrig, und die obige Erscheinung kann auftreten, insbesondere wenn die Trägheit des Schwungrades etwas knapp ist.If the transmission has gears, this results in the periodic reversal of the contact direction of the gears, and since there is always necessarily some play, this creates a series of rattling noises, which correspond to the noise called "reversal noise" in automotive engineering.
In modern motor vehicles, even in the "dead center", there are always gears in mesh, which rotate when the engine is running. The torque is then very low and the above phenomenon can occur, especially when the inertia of the flywheel is somewhat tight.

Ebenso nimmt das Drehmoment ab, wenn die Leistung des Motors auf den Getriebekasten wirkt, wenn in diesem ein Gang eingeschaltet ist und das Gaspedal losgelassen wird, und kann sich sogar umkehren (Motorbremse). Das besonders unangenehme Umkehrgeräusch kann dann ebenfalls während einiger Augenblicke auftreten, und es ist größer als im Langsamlauf, da bei eingeschaltetem Getriebekasten die an der Ausgangswelle angreifende Trägheit größer ist,Likewise, the torque decreases when the power of the engine acts on the gear box, if a gear is engaged in this and the accelerator pedal is released, and can even reverse (Engine brake). The particularly unpleasant reversing noise can then also occur during some Moments occur, and it is greater than in slow speed, because when the gearbox is switched on, the the inertia acting on the output shaft is greater,

so daß der auf die Verzahnungen wirkende Stoß »härter« ist.so that the impact acting on the teeth is "harder".

Um diese Probleme zu lösen, wird in der Momentenübertragung, insbesondere zwischen dem Motor und dem Getriebekasten, eine elastische Kupplung gemäß den F i g. 1 bis 3 eingeschaltet. Die durch eine Vergrößerung des Moments erzeugte Torsion verursacht Energieabsorption, und die Energierückgabe bei der entgegengesetzten Verformung vergleichmäßigt bei einer Abnahme des Moments das Moment, dessen Spitze dann erheblich weniger ausgeprägt ist, so daß keine »negativen Spitzen« mehr auftreten, wie dies in F i g. 5 dargestellt ist.To solve these problems, torque transmission, especially between the engine and the gear box, a flexible coupling according to FIGS. 1 to 3 switched on. The one through an enlargement The torsion generated in the moment causes energy absorption, and the energy return in the opposite deformation evens out the moment when the moment decreases Peak is then considerably less pronounced, so that no more "negative peaks" occur, as in F i g. 5 is shown.

Die Berechnung und die Erfahrung zeigen, daß bei Fahrzeugen gängiger Bauart der zur Absorption der Schwingungen bei niedrigen Momenten (z. B. ein Drittel bis ein Fünftel des Nennmoments) erforderliche Tqrsionswinkel eine gewisse Zahl von Graden erreichen muß, z. B. 10° oder mehr. Wenn man hierfür eine elastische Kupplung mit linearer Kennlinie verwenden würde, käme man für das Nennmoment zu einer Torsion der elastischen Kupplung in der Größenordnung von 30 bis 50°, was schwer zu verwirklichen wäre, wenigstens in dem verfügbaren Raum.The calculation and experience show that in vehicles of common design, the absorption of the Vibrations at low torques (e.g. one third to one fifth of the nominal torque) Tqrsionswinkel must reach a certain number of degrees, e.g. B. 10 ° or more. If you can do this a flexible coupling with a linear characteristic would be used for the nominal torque a torsion of the elastic coupling of the order of 30 to 50 °, which is difficult to achieve would be, at least in the available space.

Die elastische Kupplung gemäß F i g. 1 bis 3 ist so ausgebildet, daß ihre Elastizität bei kleinen mittleren Momenten (z. B. ein Drittel bis ein Fünftel des Nennmoments des Motors) einen zur Absorption der Schwingungen des Moments hinreichenden Torsionswinkel ergibt, während bei höheren Momenten und nach Erreichung eines bestimmten Torsionswinkels (von z. B. größenordnungsmäßig 10 bis 15") die elastischen Zwischenglieder 11 in Tätigkeit treten, welche dann eine druckelastische Übertragung des Moments gewährleisten, wobei der Torsionswinkel nur noch geringfügig steigt.The elastic coupling according to FIG. 1 to 3 is designed so that its elasticity at small medium Moments (e.g. a third to a fifth of the nominal torque of the motor) to absorb the Oscillations of the moment result in sufficient torsion angle, while at higher moments and after reaching a certain torsion angle (of the order of magnitude of 10 to 15 ", for example) the elastic intermediate members 11 come into action, which then a pressure-elastic transmission of the Ensure moments, with the torsion angle only increasing slightly.

Bei der in F i g. 1 und 2 dargestellten Kupplung besteht das innere Teil 1 der Kupplungsscheibe aus zwei miteinander vereinigten Teilen la und Ib. Dieses innere Teil 1 ist so ausgeschnitten, daß eine kleeblattförmige Ausnehmung entsteht.In the case of the in FIG. 1 and 2 clutch shown, the inner part 1 of the clutch disc consists of two united parts la and Ib. This inner part 1 is cut out so that a clover-leaf-shaped recess is formed.

Diese Ausnehmung wird durch Wände begrenzt, welche durch Stanzen erzeugt sind, und zwar insbesondere drei kreisförmige Abschnitte 2, welche in der Nähe des Zentrums liegen, und drei kreisförmige äußere Abschnitte 3, welche mit den vorhergehenden Abschnitten 2 durch radiale Abschnitte 4 verbunden sind.This recess is delimited by walls which are produced by punching, in particular three circular sections 2, which are near the center, and three circular ones outer sections 3, which are connected to the preceding sections 2 by radial sections 4 are.

Die Nabe 5 weist den obigen Abschnitten 2 gegenüberliegende zylindrische Abschnitte 6 sowie radiale Arme 7 mit Seitenflächen 8 auf. Die entsprechend bearbeiteten Enden 9 der Arme 7 können zur Zentrierung der Nabe 5 an den zylindrischen kreisförmigen Abschnitten 3 des Teils 1 dienen.The hub 5 has the above sections 2 opposite cylindrical sections 6 and radial ones Arms 7 with side surfaces 8. The appropriately machined ends 9 of the arms 7 can be used for centering the hub 5 on the cylindrical circular sections 3 of the part 1 are used.

In den Raum zwischen den Abschnitten 6 und 2 sind drei gummielastische Zwischenglieder 10 eingesetzt, welche fest an diesen Abschnitten haften, vorzugsweise durch unmittelbares Aufvulkanisieren. An den radialen Abschnitten 4 des Teils 1 haften elastische Zwischenglieder 11, welche in der mittleren Stellung der Anordnung in einer gewissen Entfernung von den entsprechenden Seitenflächen 8 der Arme 7 der Nabe 5 bleiben.In the space between the sections 6 and 2 three rubber-elastic intermediate members 10 are used, which adhere firmly to these sections, preferably by means of direct vulcanization. On the radial sections 4 of the part 1 adhere elastic intermediate members 11, which in the middle Position of the arrangement at a certain distance from the corresponding side surfaces 8 of the arms 7 the hub 5 remain.

Bei der dargestellten Ausführungsform kann die Berührung zwischen den Flächen 8 und den Zwischengliedern 11 erst auftreten, wenn sich die Nabe aus ihrer mittleren Stellung um einen Winkel von größenordnungsmäßig 5 bis 10° verdreht hat. f.In the embodiment shown, the contact between the surfaces 8 and the intermediate members 11 only occur when the hub moves out of its central position by an angle of the order of magnitude Has twisted 5 to 10 °. f.

Das Teil 1 ist an der mit Belägen 14 versehenen Kupplungsscheibe 12 durch Niete 13 od. dgl. befestigt. Die Nabe 5 weist eine Bohrung auf, welche z. B. mit Riefen 15 versehen ist, so daß die Nabe an dem gerieften Ende der Eingangswelle des Getriebekastens befestigt werden kann.The part 1 is attached to the clutch disc 12 provided with linings 14 by rivets 13 or the like. The hub 5 has a bore which, for. B. is provided with grooves 15 so that the hub on the grooved end of the input shaft of the gear box can be attached.

Die dargestellte Anordnung arbeitet folgendermaßen: The arrangement shown works as follows:

Wenn eine Verdrehung der Nabe 5 gegenüber dem Teil I auftritt, erfolgt zunächst eine Verformung der gummielastischen Zwischenglieder 10 auf Abscherung. Da diese Zwischenglieder verhältnismäßig geringe Abmessungen haben, bleibt das entsprechende Moment klein, solange die Flächen 8 der Arme 7 nicht mit den Zwischengliedern 11 in Berührung gekommen sind, was erst nach einer Verdrehung von größenordnungsmäßig 5 bis 10° der Fall ist. Diese Berührung mit den elastischen Zwischengliedern 11 tritt erst bei größeren Momenten auf, insbesondere bei normalen Antriebsmomenten, wobei die Anschläge durch eine Druckbeanspruchung verformt werden und eine geringe zusätzliche Verdrehung zulassen.If the hub 5 rotates with respect to part I, the first deformation takes place rubber-elastic intermediate links 10 on shear. Since these intermediate links are relatively small Have dimensions, the corresponding moment remains small as long as the surfaces 8 of the arms 7 not with the Intermediate members 11 have come into contact, which only after a rotation of the order of magnitude 5 to 10 ° is the case. This contact with the elastic intermediate members 11 only occurs with larger ones Torques, especially with normal drive torques, the stops due to a pressure load are deformed and allow a little additional twist.

Um eine zu heftige Berührung zwischen den Flächen 8 und den Zwischengliedern 11 zu vermeiden, erhalten die Zwischenglieder 11. die mit den Zwischengliedern 10 ein Stück bilden, ein entsprechendes, eine allmähliche Anlage der Flächen 8 herstellendes Profil.In order to avoid too violent contact between the surfaces 8 and the intermediate members 11, obtained the intermediate links 11. which form one piece with the intermediate links 10, a corresponding, gradual one Plant of the surfaces 8 producing profile.

Die die Momente in Funktion des Torsionswinkels darstellende Kurve hat den in F i g. 6 dargestellten Verlauf, d. h., sie weist einen im wesentlichen linearen Abschnitt bis zu einem Torsionswinkel von größenordnungsmäßig 10⁼ auf, auf welchen ein hyperbolischer Abschnitt folgt. Bei .Vi,,. ist das normale Moment des Motors dargestellt. Für diesen Wert wird das Moment zum größten Teil durch die auf Druck beanspruchten Zwischenglieder 11 übertragen.The curve representing the moments as a function of the torsion angle has the curve in FIG. 6, that is, it has an essentially linear section up to a torsion angle of the order of magnitude 10 ⁼ , which is followed by a hyperbolic section. At .Vi ,,. the normal torque of the engine is shown. For this value, the moment is for the most part transmitted through the intermediate links 11 which are subjected to compression.

Die obige Ausführungsform stellt nur eine der möglichen Ausführungen dar. So können, z. B. wie in F i g. 5 dargestellt, die Zwischenglieder 11 anstatt an den Abschnitten 4 mit dem gleichen Ergebnis an den Armen 7 angebracht werden. Außerdem kann die Zahl der Arme und der Ausnehmungen verändert werden.The above embodiment is only one of the possible designs. B. how in Fig. 5, the intermediate links 11 instead of the sections 4 with the same result the arms 7 are attached. In addition, the number of arms and recesses can be changed will.

Claims

Claim:

Vibration damper between a clutch disc of a friction clutch and a drive shaft on a turntable with several arms arranged on the drive shaft, which are inserted into cloverleaf-shaped recesses in the clutch disc protrude, between the turntable and the boundaries of the with the recesses provided inner part of the clutch disc is arranged elastic material, characterized in that the central part (5) of the turntable with the central Part (2) of the inner part of the clutch disc via elastic that can be subjected to shear stress Intermediate members (10) is in connection and that the arms (7) of the turntable within the Recesses are arranged with play, this play by elastic, stressable on pressure Intermediate links is limited.

1 sheet of drawings