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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Schwungradanordnung gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Ein Schwungrad wird für gewöhnlich an
einem Ende einer Kurbelwelle eines Motors angeordnet, um Drehzahlschwankungen
während
geringer Drehzahl durch Bereitstellen einer Masse oder eines Massenträgheitsmomentes
zu verhindern. Ein Zahnkranz für
einen Anlasser, sowie ein Kupplungsmechanismus sind typischerweise
an dem Schwungrad befestigt.
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Eine bekannte Schwungradanordnung
ist mit einem unterteilten Schwungrad ausgebildet, bei dem erste
und zweite Schwungräder
vorhanden sind, wobei ein Dämpfungsmechanismus
zwischen diesen Schwungrädern
angeordnet ist. Der Dämpfungsmechanismus
umfaßt
elastische Bauteile, welche in umfangsseitiger Richtung der Schwungradanordnung zusammengedrückt werden,
wenn die Schwungräder
relativ zueinander drehen. Der Dämpfungsmechanismus
kann einen Gleitmechanismus verwenden, der parallel mit den elastischen
Bauteilen wirkt.
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Ein Antriebssystem eines Fahrzeuges
verursacht Geräusche
und Vibrationen, beispielsweise Getriebegeräusche und interne Resonanzgeräusche während der
Fahrt. Um diese Geräusche
und Vibrationen zu verringern, ist es notwendig, die Torsionssteifigkeit
in einem Beschleunigungs- und Verzögerungsdrehmomentbereich zu
verringern und hierdurch eine Torsionsresonanzfrequenz des Antriebssystems
unterhalb einer Betriebsdrehzahl zu verringern. Um die Torsionssteifigkeit
des Dämpfungsmechanismus
abzusenken, kann der maximale Torsionswinkel der elastischen Bauteile
erhöht
werden und/oder eine Mehrzahl von elastischen Bauteilen kann angeordnet
werden, um in Serienschaltung zu wirken.
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Bei einer Schwungradanordnung, in
der zwei Schwungräder
verwendet werden, ändert
sich die Drehzahl um einen Resonanzpunkt bei einem geringen Drehzahlbereich,
beispielsweise unterhalb von 500 UpM (Umdrehungen pro Minute) während des Anlassens
und Anhaltens des Motors. Während
dieser Vorgänge
wird eine sehr hohe Drehmomentschwankung erzeugt, welche in manchen
Fällen
zu einem Bruch im Dämpfermechanismus
und/oder starken Geräuschen
und Vibrationen führen
kann. Um diese Probleme zu beseitigen, ist eine Schwungradanordnung
bekannt geworden, welche einen Reibungskupplungsmechanismus verwendet,
der zur Übertragung
eines Drehmomentes in Serie mit einem elastischen Kupplungsteil
angeordnet ist, wie es beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 7-92114 B offenbart ist. Wenn bei dieser Schwungradanordnung
eine sehr hohe Drehmomentschwankung während einer Änderung
der Drehzahl um einen Resonanzpunkt in einem niedrigen Drehzahlbereich
auftritt (z. B. unterhalb 500 UpM), tritt ein Rutschen an einem
Reibungsteil eines Reibkupplungsmechanismus auf und somit wird ein
hohes Hysterese-Drehmoment erzeugt, wodurch die Vibration gedämpft wird.
Somit können
Geräusche
und Vibrationen zum Zeitpunkt der Resonanz unterdrückt werden.
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Bei der Schwungradanordnung der japanischen
Patentveröffentlichung
Nr. 7-92114 B ist jedoch der Reibkupplungsmechanismus radial innerhalb
des elastischen Kupplungsteils angeordnet. Von daher hat das Reibungsteil
einen kleinen Radius und somit ist es schwierig, ein großes Hysterese-Drehmoment
zu erzeugen. Eine starke Drucklast muß durch ein Vorspann-Bauteil
aufgebracht werden, um ein großes
Hysterese-Drehmoment zu erzeugen. Dies bewirkt eine Instabilität in der
Größe des Hysterese-Drehmomentes.
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Die
DE 36 24 610 A1 beschreibt eine Vorrichtung
zur Aufnahme von Drehmomentschwankungen mit einem ersten Schwungrad,
das eine ringförmige Kammer
in einem radial mittleren Bereich aufweist. Weiter ist eine erste
Platte mit einem ersten Fenster und eine zweite Platte mit einem
zweiten Fenster vorgesehen. Ein elastisches Element ist in den ersten und
zweiten Fenstern angeordnet. Weiter ist ein Schlupfmechanismus vorgesehen,
welcher an einem äußeren Umfangsbereich
radial außerhalb
der ersten und zweiten Fenster und des elastischen Elements angeordnet
ist. Der Schlupfmechanismus erzeugt Reibung in Reaktion auf eine
Relativrotation zwischen der zweiten Platte und dem ersten Schwungrad.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine
Stabilisierung des Hysterese-Drehmomentes in einem Hysterese-Drehmomenterzeugungsmechanismus
zu schaffen, der in einem Dämpfermechanismus
verwendet wird.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt
erfindungsgemäß durch
die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale, wobei vorteilhafte Weiterbildungen
und Ausgestaltungen der Erfindung Gegenstand der Unteransprüche sind.
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Gemäß eines Aspektes der vorliegenden
Erfindung wird demnach eine Schwungradanordnung geschaffen mit einem
ersten Schwungrad, wobei ein radial mittlerer Abschnitt des ersten
Schwungrades eine ringförmige
Kammer aufweist. Eine erste Platte ist drehbar in der ringförmig umlaufenden
Kammer für
eine Drehung bezüglich
des ersten Schwungrades angeordnet, wobei die erste Platte ein erstes Fenster
aufweist. Eine zweite Platte ist benachbart der ersten Platte innerhalb
der ringförmigen
Kammer angeordnet, wobei die zweite Platte einen äußeren Umfangsabschnitt
und ein zweites Fenster aufweist, welches radial innerhalb des äußeren Umfangsabschnittes
liegt. Ein elastisches Bauteil ist in den ersten und zweiten Fenstern
angeordnet und verbindet die ersten und zweiten Platten elastisch
miteinander und beschränkt
eine relative Rotationsversetzung zwischen ihnen. Ein Reibungskupplungsmechanismus
ist an dem äußeren Umfangsabschnitt
radial außerhalb
der ersten und zweiten Fenster und dem elastischen Bauteil befestigt,
wobei der Reibungskupplungsmechanismus so ausgelegt ist, daß er eine Reibkraft
in Antwort auf eine relative Drehversetzung zwischen der zweiten
Platte und dem ersten Schwungrad erzeugt, so daß die relative Drehversetzung
zwischen diesen eingeschränkt
wird.
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Das erste Schwungrad ist mit einer
Mehrzahl von umfangsseitig voneinander beabstandeten Anschlagabschnitten
an einem radial äußeren Umfang hiervon
versehen, wobei jeder der äußeren Umfangsabschnitte
der zweiten Platte mit einem sich radial erstreckenden Vorsprung
versehen ist, wobei jeder der Vorsprünge sich zwischen umfangsseitig
benachbarten Paaren der Anschlagabschnitte erstreckt, so daß die relative
Drehversetzung zwischen der zweiten Platte und dem ersten Schwungrad
auf einen bestimmten Winkelbetrag beschränkt ist.
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Bevorzugt ist ein Gummielement jeweils
mit einem der Vorsprünge
verbunden.
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Weiterhin bevorzugt ist ein zweites Schwungrad
an der ersten Platte angeordnet.
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Ein Lager ist bevorzugt an einem
Abschnitt des ersten Schwungrades angeordnet, wobei die erste Platte
an dem Lager derart angeordnet ist, daß die erste Platte und das
erste Schwungrad für
eine relative Drehversetzung zueinander ausgelegt sind.
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Der Reibungskupplungsmechanismus
weist bevorzugt auf: erste und zweite Reibscheiben, die an einander
gegenüberliegenden
Seiten des äußeren Umfangsabschnittes
der zweiten Platte angeordnet sind, wobei die erste Reibscheibe
eine ringförmig umlaufende
Oberfläche
kontaktiert, die innerhalb der ringförmigen Kammer des ersten Schwungrades ausgebildet
ist, sowie eine Druckplatte, welche in Anlage mit der zweiten Reibscheibe
ist, eine umlaufende Feder, welche in Anlage mit einer Oberfläche der Druckplatte
ist und eine Halteplatte, die an einem äußeren Umfangsabschnitt des
ersten Schwungrades derart befestigt ist, daß die ersten und zweiten Reibscheiben,
die Druckplatte, die umlaufende Feder und der äußere Umfangsabschnitt zwischen
der Halteplatte und der umlaufenden Oberfläche innerhalb der Kammer derart
sind, daß die
umlaufende Feder die Druckplatte in Richtung der zweiten Reibscheibe
und die erste Reibscheibe gegen die ringförmige Oberfläche drückt.
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Bevorzugt weist das elastische Bauteil
weiterhin eine Mehrzahl von Federn, die seriell in Umfangsrichtung
angeordnet sind, und einen Rutschkörper auf, der sich in radialer
Richtung zwischen Enden benachbarter Paare der Federn erstreckt.
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Weitere Einzelheiten, Aspekte, Merkmale und
Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung, welche in Zusammenschau mit der beigefügten Zeichnung
zu lesen ist.
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Es zeigt:
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1 eine
teilweise Draufsicht bzw. teilweise geschnittene Darstellung einer
Schwungradanordnung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Querschnittsdarstellung der Schwungradanordnung entlang Linie II-II
in 1; und
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3 eine
Ausschnitts-Schnittdarstellung von Abschnitten der Schwungradanordnung
aus 2 in vergrößerter Darstellung.
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Die 1, 2 und 3 zeigen eine Schwungradanordnung 1 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die Schwungradanordnung 1 ist
an dem hinteren oder rückwärtigen Ende
einer (nicht dargestellten) Kurbelwelle eines Motors angeordnet,
um ein Drehmoment an einen Antrieb über eine (ebenfalls nicht dargestellte) Kupplungsanordnung
zu übertragen.
Der (nicht dargestellte) Motor ist in 2 auf
der linken Seite angeordnet und der (ebenfalls nicht dargestellte)
Antrieb ist in 2 auf der
rechten Seite angeordnet. Um nachfolgend eindeutige Richtungsbeziehungen
zu schaffen, wird die in 2 linke
Seite als "Motorseite" bezeichnet und die
in 2 rechte Seite als "Antriebsseite".
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Die Schwungradanordnung 1 ist
im wesentlichen gebildet aus einem ersten Schwungrad 2,
einem zweiten Schwungrad 3, einem Reibungskupplungsmechanismus 7 und
einem Dämpfermechanismus 5,
welche in Serie zwischen dem ersten Schwungrad 2 und dem
zweiten Schwungrad 3 angeordnet sind, um ein Drehmoment
zu übertragen,
wie nachfolgend noch im Detail erläutert wird.
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Das erste Schwungrad 2 ist
ein kreisförmiges und
scheibenförmiges
Bauteil und weist in einem mittigen Abschnitt eine zylindrische
Nabe 2a auf, welche sich in 2 in
Richtung der Antriebsseite erstreckt. Die mittige Nabe 2a ist
mit einer Öffnung 2b versehen,
durch welche ein Bolzen 11 verläuft. Ein Lager 15 ist
am inneren Umfang der mittigen Nabe 2a befestigt. Das Lager 15 trägt drehbeweglich
ein Ende einer (nicht dargestellten) Hauptantriebswelle, welche
von dem Antrieb her verläuft.
Ein Lager 4 verläuft um
die mittige Nabe 2a herum. Zum Halten des Lagers 4 ist
eine kreisförmige
umlaufende Befestigungsplatte 12 an einem Ende der mittigen
Nabe 2a mittels Schraubbolzen 13 oder dergleichen
befestigt. Ein Zahnrad 14 ist an einem äußeren Umfang des ersten Schwungrades 2 befestigt.
Der äußere Umfangsabschnitt
des ersten Schwungrades 2 ist an einer seitlichen Oberfläche hiervon
mit einer Mehrzahl von axial vorstehenden Anschlägen 2d versehen, welche
in Richtung der Antriebsseite vorstehen. Die Anschläge 2d sind
umfangsseitig gleichmäßig voneinander
beabstandet angeordnet, wobei ihre Anzahl bevorzugt sechs beträgt. Die
Anschläge 2d sind
weiterhin mit Gewindeausnehmungen für Schraubbolzen versehen.
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Zwischen den Anschlägen 2d sind
bogenförmig
verlaufende Spalten 2f ausgebildet. Eine flache kreisförmige Reiboberfläche 2e ist
radial innerhalb der Anschläge 2d ausgebildet.
Innerhalb des ersten Schwungrades 2 ist ein ringförmiger Raum
S definiert. Die Anschläge 2d definieren
eine radial äußere Grenzlinie
des ringförmigen
Raumes S und die flache kreisförmige
Reiboberfläche 2e verläuft radial
innerhalb des ringförmigen
Raumes S.
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Das zweite Schwungrad 3 ist
ein kreisförmiges
Scheibenbauteil mit einem Innendurchmesser, der größer ist
als derjenige der mittigen Nabe 2a des ersten Schwungrades 2.
Zusammen mit einer angetriebenen Platte 23, welche nachfolgend
noch näher beschrieben
wird, wird der innere Umfangsabschnitt des zweiten Schwungrades 3 mittels
des Lagers 4 relativ um die mittige Nabe 2a des
ersten Schwungrades 2 drehbar gelagert.
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Das zweite Schwungrad 3 ist
mit einer flachen Reiboberfläche 3a ausgestattet,
welche an der Antriebsseite des zweiten Schwungrades 3 ausgebildet
ist. Das zweite Schwungrad 3 ist weiterhin in einem Abschnitt
radial innerhalb der Reiboberfläche 3a mit
einer Mehrzahl von umfangsseitig sich lang erstreckenden Lüftungsöffnungen 3b versehen.
Jede der Lüftungsöffnungen 3b erstreckt
sich axial durch das zweite Schwungrad 3.
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Der Dämpfermechanismus 5 (Dämpfereinheit)
ist innerhalb des ringförmigen
Raumes S angeordnet, der innerhalb des ersten Schwungrades 2 definiert
ist. Der Dämpfermechanismus 5 umfaßt im wesentlichen
eine erste Antriebsplatte 21, eine zweite Antriebsplatte 22,
eine angetriebene Platte 23, eine Mehrzahl von Schraubenfe dern 24 und
einen Schwingmechanismus 25, wobei diese Bauelemente zusammen
eine einzige Einheit definieren oder bilden. Von daher können während des
Zusammenbaus diese Bauteile in Form einer Unterbaugruppe zusammengefügt werden,
das heißt
zu dem Dämpfermechanismus 5 vor
dem endgültigen
Zusammenbau der Schwungradanordnung 1, so daß Transport und
Handhabung des Dämpfermechanismus 5 einfach
sind.
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Die erste Antriebsplatte 21 und
die zweite Antriebsplatte 22 sind kreisförmige Scheibenbauteile,
welche durch Blechbearbeitung ausgeformt werden und sind axial um
einen bestimmten Abstand voneinander beabstandet. Die ersten und
zweiten Antriebsplatten 21 und 22 sind in ihren
radial mittleren Abschnitten mit umfangsseitig verlaufenden langen
fensterartigen Ausnehmungen 21a und 22a versehen.
Die ersten und zweiten Antriebsplatten 21 und 22 weisen
ringförmig
umlaufende äußere Umfangsabschnitte 21b und 22b auf,
die miteinander in Kontakt oder Anlage sind und miteinander durch
eine Mehrzahl von Bolzen oder Nieten 47 verbunden sind. Diese
Nieten 47 verbinden auch erste und zweite Reibungsscheiben 42 und 43 des
Reibungskupplungsmechanismus 7, welche nachfolgend noch
beschrieben werden, mit den äußeren Umfangsabschnitten 21b und 22b.
Sechs Vorsprünge 21c und sechs
Vorsprünge 22c,
die umfangsseitig gleichmäßig voneinander
beabstandet sind, erstrecken sich radial nach außen von den äußeren Umfangsabschnitten 21b und 22b und
verlaufen in die bogenförmigen
Spalten 2f. Jeder der Vorsprünge 21c und 22c ist
umfangsseitig gesehen zwischen den Anschlägen 2d des ersten
Schwungrades 2 angeordnet. Eine Mehrzahl von Gummielementen
(Stoßdämpfer) 52 ist um
jeden der Vorsprünge 21c und 22c angeordnet, wobei
jedes Gummielement 52 einem Paar von Vorsprüngen 21c und 22c zugeordnet
ist. Die Gummielemente 52 sind innerhalb der bogenförmigen Spalten 2f angeordnet.
Wie oben beschrieben, bilden die Vorsprünge 21c und 22c,
die Anschläge 2d und
die bogenförmigen
Spalten 2f einen Stopper- oder Anschlagmechanismus zum
Begrenzen einer Relativdrehung zwischen dem ersten Schwungrad 2 und den
ersten und zweiten Antriebsplatten 21 und 22. Da
der Anschlagmechanismus an den radial äußeren Abschnitten des ersten
Schwungrades 2 und der ersten und zweiten Antriebsplatten 21 und 22 angeordnet
ist, ist es nicht notwendig, die üblicherweise verwendeten Bolzen
oder Stifte zum Begrenzen der Relativdrehung zu verwenden und der
Aufbau kann somit vereinfacht werden. Die jeweiligen Gummielemente 52,
welche als Schlag- oder Stoßdämpfer dienen,
können
leicht angebracht werden. In dieser Ausführungsform kann das Anbringen
und Entfernen der jeweiligen Gummielemente 52 an den Vorsprüngen 21c und 22c problemlos
in radialer Richtung erfolgen.
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Die angetriebene Platte 23 ist
ein kreisförmiges
Scheibenbauteil, das zwischen den ersten und zweiten Antriebsplatten 21 und 22 angeordnet
ist. Die angetriebene Platte 23 ist an ihrem inneren Umfangsabschnitt
mit einer Nabe 23a versehen, welche sich etwas in Richtung
der Antriebsseite erstreckt. In Axialrichtung mit Gewinde versehene Öffnungen
sind in der Nabe 23a ausgebildet. Bolzen 29 verlaufen
von einer Stelle an der Antriebsseite des zweiten Schwungrades durch Öffnungen
im inneren Umfangsabschnitt des zweiten Schwungrades 3 und
die Bolzen 29 sind mit den Gewindeöffnungen in der Nabe 23a in
Eingriff. Somit befestigen die Bolzen 29 die angetriebene
Platte 23 am zweiten Schwungrad 3.
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Die innere Umfangsoberfläche der
angetriebenen Platte 23 ist mit dem Außenring des Lagers 4 befestigt.
Die angetriebene Platte 23 ist mit ersten fensterartigen
Ausnehmungen entsprechend den Ausnehmungen 21a und 22a in
den ersten und zweiten Antriebsplatten 21 und 22 versehen.
Die ersten Ausnehmungen sind nicht durch äu ßere Umfangslinien begrenzt
und öffnen
sich daher radial nach außen. Die
ersten Ausnehmungen sind teilweise durch radiales Verlängern dreier
Stützabschnitte 23b definiert, die
an der angetriebenen Platte 23 ausgebildet sind. Somit
sind die voranstehenden ersten fensterartigen Ausnehmungen zwischen
den drei Stützabschnitten 23b definiert.
Jeder der Stützabschnitte 23b weist eine
sich radial erweiternde Form auf, so daß insgesamt die Formgebung
eines T vorhanden ist, wie in 1 gezeigt,
so daß weiterhin
jeder Stützabschnitt 23b einen
radial äußeren Abschnitt
hat, der in Umfangsrichtung breiter ist als ein radial innen liegender Abschnitt.
Jeder der Stützabschnitte 23b ist
an seinem radial äußeren Ende
mit Rückhalteabschnitten 23c versehen,
die in entgegengesetzte umfangsseitige Richtungen weisen.
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Ein Paar von Schraubenfedern 24 ist
in jedem Satz von fensterartigen Ausnehmungen 21a und 22a der
ersten Antriebsplatte 21 und zweiten Antriebsplatte 22 und
der ersten fensterartigen Ausnehmung in der angetriebenen Platte 23 angeordnet.
Jedes Paar von Schraubenfedern 24 erstreckt sich geradlinig
in tangentialer Richtung bezüglich
des Dämpfermechanismus.
Jede Schraubenfeder weist koaxial angeordnet zwei Schraubenfedern
mit großem
und kleinem Durchmesser auf, wie schematisch im oberen Abschnitt
von 2 dargestellt.
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Der Schwingmechanismus 25 ist
zwischen den paarweise angeordneten Schraubenfedern 24 in jeder
Ausnehmung 21a und 22a angeordnet, so daß die jeweiligen
Paare von Schraubenfedern 24 voneinander getrennt werden,
wie im oberen Abschnitt von 1 gezeigt,
wobei der Schwingmechanismus als zwischenliegender Kupplungsmechanismus
zur Drehmamentübertragung
zwischen den Schraubenfederpaaren 24 dient. Der Schwingmechanismus 25 weist
drei Schwingkörper 30 und
ein Paar von ring förmigen
Platten 31 und 32 auf. Jeder Schwingkörper 30 ist
zwischen zwei Schraubenfedern 24 in jeder Ausnehmung 21a und 22a angeordnet.
Jeder Schwingkörper 30 weist
eine sich radial erweiternde Form ähnlich den Stützabschnitten 23b auf
und hat somit einen radial äußeren Abschnitt,
der in Umfangsrichtung breiter ist als ein radial innen liegender Abschnitt.
Jeder Schwingkörper 30 ist
an seinem radial äußeren Ende
mit Vorsprüngen 30a versehen, welche
in Umfangsrichtung zueinander entgegengesetzt verlaufen, um eine
radial nach außen
gerichtete Trennbewegung der Schraubenfedern 24 zu unterbinden,
wie in 2 gezeigt.
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Der Abschnitt des Schwingkörpers, der
radial innerhalb der Vorsprünge 30a liegt,
ist in Anlage mit den Endoberflächen
der Schraubenfedern 24. Die zwei kreisförmigen Platten 31 und 32 sind
axial zwischen den inneren Umfangsabschnitten der ersten und zweiten
Antriebsplatten 21 und 22 angeordnet. Das radial
innere Ende des Schwingkörpers 30 ist
schwenkbeweglich an den ringförmigen
Platten 31 und 32 über einen Bolzen 33 befestigt.
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Da drei Paare der Schraubenfederanordnungen 24 im
Dämpfermechanismus 5 angeordnet
sind, ist die Torsionssteifigkeit gering und der maximale Versetzungswinkel
relativ groß.
Von daher ist es nicht notwendig, einen Reibwiderstands-Erzeugungsmechanismus
vorzusehen, der parallel zu den Schraubenfedern 24 arbeitet
und eine Torsionsvibration kann nur durch einen geringen Gleitwiderstand
gedämpft
werden, der zwischen den Bauteilen auftritt. Im Ergebnis können Getriebegeräusche und
interne Resonanzgeräusche
des Antriebssystems während des
Antriebes gedämpft
werden.
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Der Reibungskupplungsmechanismus 7 ist dafür vorgesehen,
ein Drehmoment zwischen dem ersten Schwungrad 2 und dem
Dämpfermechanismus 5 zu übertragen
und um hohe Drehmomentschwankungen abzudämpfen, welche bei oder nahe bei
einer Resonanzfrequenz der Schwungradanordnung 1 auftreten
können,
indem die Reibungsbauteile relativ zueinander gleiten, wodurch ein
hohes Hysterese-Drehmoment erzeugt wird.
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Wie in 3 vergrößert dargestellt,
ist der Reibungskupplungsmechanismus 7 aus einer Mehrzahl
von ringförmig
umlaufenden Bauteilen gebildet, nämlich einer ersten Reibscheibe 42,
einer zweiten Reibscheibe 43, einer Platte 46 und
einer konischen Feder 49. Der Reibungskupplungsmechanismus 7 ist radial
außerhalb
des Dämpfermechanismus 5 angeordnet.
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Eine erste ringförmige Platte 44 wird
einstückig
aus der ersten Reibplatte 42 und einer Stahlplatte 42a gebildet.
Die erste Reibscheibe 42 und die Stahlplatte 42a sind
miteinander durch ein entsprechendes Verfahren verbunden, beispielsweise
durch eine Verklebung, durch einen Gießvorgang, durch Sintern oder
dergleichen. Die erste ringförmige
Platte 44 ist mit dem äußeren Umfangsabschnitt 21b durch Bolzen 47 verbunden,
wie in 3 gezeigt. Die
erste Reibscheibe 42 kontaktiert die Reiboberfläche 2e des
ersten Schwungrades 2 und eine Reibung wird zwischen den
entsprechenden Flächen
in Antwort auf eine Relativdrehung zwischen dem Schwungrad 2 und
den Platten 21 und 22 erzeugt. Die erste Reibscheibe 42 ist
mit kreisförmigen Öffnungen 42b versehen,
welche jeweils die Köpfe
der Bolzen 47 aufnehmen.
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Eine zweite ringförmige Platte 45 ist
einstückig
aus der zweiten Reibscheibe 43 und einer Stahlplatte 43a gebildet,
und mit dem äußeren Umfangsabschnitt 22b über Bolzen 47 verbunden.
Die zweite Reibscheibe 43 ist in Gleitkontakt mit der Platte 46. Die
zweite Reib scheibe 43 ist mit kreisförmigen Öffnungen 43b versehen,
welche die Köpfe
der Bolzen 47 aufnehmen.
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Die Platte 46 ist in Kontakt
mit einer Oberfläche
der zweiten Reibscheibe 43 auf der Antriebsseite. Die Platte 46 ist
an ihrem radial äußeren Abschnitt mit
Eingriffsabschnitten versehen, die im unteren Teil von 1 dargestellt sind. Die
Eingriffsabschnitte sind mit den Anschlägen 2d des ersten
Schwungrades 2 in Eingriff und von daher kann die Platte 46 nicht
bezüglich
des ersten Schwungrades 2 drehen. Die Platte 46 kann
jedoch eine axiale Bewegung relativ zu dem ersten Schwungrad 2 und
den Anschlägen 2d ausführen. Die
Platte 46 ist an einer Seitenoberfläche hiervon mit einer Mehrzahl
von bogenförmigen
Vorsprüngen 46a versehen,
wie in 1 und dem oberen
Abschnitt von 3 dargestellt.
Die konische Feder 49 (Vorspannteil) ist zwischen der Platte 46 und
einer ringförmigen
Platte 50 angeordnet. Der äußere Umfang der konischen Feder 49 berührt die
ringförmige
Platte 50 und spannt die Platte 46 in Anlage oder
Eingriff mit der zweiten Reibscheibe 43. Die ringförmige Platte 50 ist
mit den Anschlägen 2d über Bolzen 51 befestigt.
Ein innerer Umfang der konischen Feder 49 ist in Anlage
mit ringförmigen
Vorsprüngen 46a der
Platte 46. Die konische Feder 49 wird in Axialrichtung
zwischen der Platte 46 und der ringförmigen Platte 50 zusammengedrückt.
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Die Drehmomentkapazität des Reibungskupplungsmechanismus 7 kann
so ausgelegt werden, daß sie
erheblich höher
ist als das maximale Betriebsdrehmoment des Motors und das Hysterese-Drehmoment
kann gleich dem Doppelten der Drehmomentkapazität gemacht werden und wirkt
dahingehend, überhohe
Drehmomentschwankungen zum Zeitpunkt der Resonanz zu dämpfen.
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Die Betriebs- oder Arbeitsweise der
erfindungsgemäßen Schwungradanordnung 1 wird
nachfolgend erläutert.
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Wenn der (nicht dargestellte) Motor
angelassen wird, wird ein Drehmoment von der Kurbelwelle auf das
erste Schwungrad 2 übertragen.
Das Drehmoment wird dann von dem ersten Schwungrad 2 auf das
zweite Schwungrad 3 über
den Reibungskupplungsmechanismus 7 und den Dämpfermechanismus 5 übertragen.
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Wenn eine überhohe Drehmomentschwankung
in der Schwungradanordnung 1 während des Durchlaufes eines
Resonanzpunktes in einem unteren Drehzahlbereich (z. B. zwischen
0 bis 500 UpM) auftritt, erfolgt eine Relativdrehung zwischen dem ersten
Schwungrad 2 und dem Dämpfermechanismus 5 und
ein Rutschvorgang erfolgt in dem Reibungskupplungsmechanismus 7.
Genauer gesagt, die erste Reibscheibe 42 gleitet auf dem
ersten Schwungrad 2 und dem ersten äußeren Umfangsabschnitt 21c und
die zweite Reibscheibe 43 gleitet auf dem zweiten äußeren Umfangsabschnitt 22c und
der Platte 46. Aufgrund des hierdurch erzeugten großen Hysterese-Drehmomentes
wird eine Torsionsvibration gedämpft.
Im Ergebnis wird ein Bruch der Schraubenfedern 24, welche
den Dämpfermechanismus 5 bilden,
sowie Geräusche
und Vibrationen unterdrückt.
Da der Reibungskupplungsmechanismus 7 radial außerhalb
der Schraubenfedern 24 angeordnet ist, kann jede Scheibe
einen größeren Radius
als bisher im Stand der Technik haben. Von daher kann eine durch
die konische Feder 49 auf jede Scheibe aufzubringende Drucklast
klein gemacht werden, so daß wiederum
der Oberflächendruck
an jedem Bauteil klein ist und das Hysterese-Drehmoment stabil sein kann.
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Wenn ein Torsionswinkel des ersten Schwungrades 2 bezüglich der
ersten und zweiten Antriebsplatten 21 und 22 anwächst, geraten
die Vorsprünge 21c und 22c in
An lage mit den Anschlägen 2b.
Zum Zeitpunkt des Kontaktes nehmen die an den Gummielementen 52 angebrachten
Vorsprünge 21c und 22c den
Auftreffschlag auf. Im Ergebnis werden Geräusche unterdrückt, welche
durch einen herkömmlichen
Anschlagmechanismus, der Stifte verwendet, verursacht werden. Bei
dem obigen Aufbau sind die Vorsprünge 21c und 22c,
die den Anschlagmechanismus bilden, aus Abschnitten der ersten und zweiten
Antriebsplatten 21 und 22 gebildet, welche wiederum
den Dämpfermechanismus 5 bilden,
so daß die
Teile und Bauelemente in ihrer Anzahl gering gehalten werden können und
der Aufbau vereinfacht wird. Da die Gummielemente 52 an
den Vorsprüngen 21c und 22c angebracht
sind, welche aus den Platten gefertigt sind, können sie leicht angebracht
werden.
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Wenn eine geringfügige Torsionsvibration, welche
aufgrund einer Drehzahlschwankung des Motors während des normalen Laufes erzeugt
wird, auf die Schwungradanordnung 1 übertragen wird, tritt keine
Gleit- oder Rutschbewegung in dem Reibungskupplungsmechanismus 7 auf
und nur der Dämpfermechanismus 5 arbeitet.
Genauer gesagt, die ersten und zweiten Antriebsplatten 21 und 22 drehen
sich relativ zu der angetriebenen Platte 23 und die Schraubenfedern 24 werden
zusammengedrückt.
Da die Schraubenfedern 24 seriell in den fensterartigen Ausnehmungen 22a und 21a angeordnet
sind, kann die Torsionssteifigkeit klein sein und der maximale Torsionsversetzungswinkel
kann groß sein.
Von daher ist es nicht notwendig, einen Reibungswiderstands-Erzeugungsmechanismus
vorzusehen, der parallel zu den Schraubenfedern 24 arbeitet
und die Torsionsvibration kann durch einen leichten Rutsch- oder
Gleitwiderstand zwischen den jeweiligen Bauteilen gedämpft werden.
Infolgedessen lassen sich Getriebegeräusche und interne Resonanzgeräu sche des
Antriebssystems während
des Antriebes verringern.
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Bei der Schwungradanordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung kann, da der Reibungskupplungsmechanismus radial außerhalb
der elastischen Kupplungsteile angeordnet ist, dieser einen größeren Radius
als im Stand der Technik haben. Von daher kann eine Drucklast auf
die Reibungsteile verringert werden und die Größe des Hysterese-Drehmomentes
kann stabil gemacht werden.
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Insofern zusammenfassend wurde somit eine
Schwungradanordnung 1 beschrieben, wobei diese Schwungradanordnung
ein erstes Schwungrad 2, ein zweites Schwungrad 3,
erste und zweite Antriebsplatten 21, 22, Schraubenfedern 24 und
einen Reibungskupplungsmechanismus 7 umfaßt. Die
ersten und zweiten Antriebsplatten 21, 22 sind
relativ zueinander drehbar zwischen den ersten und zweiten Schwungrädern 2, 3 angeordnet.
Die Schraubenfedern 24 verbinden in Umfangsrichtung elastisch
die ersten und zweiten Antriebsplatten 21, 22 mit
dem zweiten Schwungrad 3. Der Reibungskupplungsmechanismus 7 ist
radial außerhalb
der Schraubenfedern 24 angeordnet, um ein Drehmoment zwischen den
ersten und zweiten Antriebsplatten 21, 22 und dem
ersten Schwungrad 2 zu übertragen
und kann im Betrieb eine Gleitbewegung ausführen, wenn er ein Drehmoment
aufnehmen muß,
welches größer als
ein vorher bestimmtes Drehmoment ist.