DE3529816A1

DE3529816A1 - Vorrichtung zur absorption einer drehmomentaenderung

Info

Publication number: DE3529816A1
Application number: DE19853529816
Authority: DE
Inventors: Shigetaka Kariya Aichi Aiki; Satoshi Anjo Aichi Kato; Kiyonori Chiryu Aichi Kobayashi
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Priority date: 1984-08-21
Filing date: 1985-08-20
Publication date: 1986-03-06
Also published as: FR2571461A1; US4857032A; DE3529816C2; FR2571461B1

Description

Vorrichtung zur Absorption einer Drehmomentanderung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Absorption einer Drehmomentanderung, die an einem Schwungrad eines Fahrzeugmotors zur Anwendung kommt oder als ein Dämpfer bei einem Schiff verwendet wird, um Vibrationen eines Motors zu dämpfen.

Die Vorrichtung zur Absorption einer Drehmomentanderung der in Rede stehenden Art umfaßt ein an einer Antriebswelle befestigtes Antriebselement, ein Abtriebselement, das koaxial zum Antriebselement angeordnet sowie an diesem drehbar gelagert ist, und einen Drehmoment-Begrenzungs- sowie einen •Dämpfungsmechanismus, die zwischen das An- und Abtriebselement eingefügt sind.

Um die Lebensdauer der Vorrichtung zur Absorption einer Drehmomentanderung zu steigern und eine gute Leistungsfähigkeit sowie ein gutes Betriebsverhalten dieser Vorrichtung

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zu gewährleisten, wird angestrebt, die folgenden Punkte einer Lösung zuzuführen.

Als erster Punkt soll eine einen Teil des Dämpfungsmechanismus bildende Schraubenfeder an einer übermäßigen Aus- oder Einwärtsverfonnung und an einer Berührung mit außen- oder innenseitig der Feder befindlichen Bauteilen gehindert werden, um die Lebensdauer und Leistungsfähigkeit der Absorptionsvorrichtung zu bewahren.

Als zweiter Punkt ist es von Bedeutung, um wirksam Vibrationen eines Motors durch einen Hysterese-, einen Dämpfungsund einen Drehmoment-Begrenzungsmechanismus zu absorbieren, in geeigneter Weise ein Verhältnis eines Trägheitsmoments des Antriebselements zu demjenigen des Abtriebselements zu bestimmen und auch spezifische Werte eines jeden Elements festzulegen. Wird das Verhältnis nicht in geeigneter Weise festgesetzt, dann wird der Resonanzpunkt der die Vibrationen absorbierenden Vorrichtung innerhalb der Betriebsdrehzahl des Motors liegen, was zum Ergebnis hat, daß die Vibrationen des Fahrzeugs erhöht werden und im Extremfall die Vorrichtung die Resonanz nicht durchstehen kann.

Wenn als dritter Punkt eine einen Teil des Dämpfungsmechanismus bildende Schraubenfeder mit einem ebenen Bauteil eines Antriebselements oder einer getriebenen Scheibe ein«s Abtriebselements mit einem unzureichenden Spalt in der Umfangsrichtung zu diesen Bauteilen in Anlage ist, dann wird eine gegenseitige Drehung zwischen der treibenden und der angetriebenen Scheibe allein durch einen Kompressionsgrad der Schraubenfeder bestimmt. Das hat zum Ergebnis, daß die erhaltene Drehverschiebung unzureichend ist, um das Dämpfen oder Absorbieren einer Vibration und Resonanz zu bewirken.

Ein erstes Ziel der Erfindung besteht insofern darin, eine übermäßige Verformung einer Schraubenfeder und deren Berührung mit innen- oder außenseitig von ihr befindlichen Bauteilen bei hoher Motordrehzahl oder bei niedriger Motordrehzahl während der Übertragung eines großen Drehmoments zu unterbinden, um eine Beeinträchtigung in der Lebensdauer und Leistungsfähigkeit der Drehmomentänderungen absorbierenden Vorrichtung zu verhindern.

Um das erste Ziel zu erreichen, wird das Zentrum einer jeden Stirnseite der Schraubenfeder näher zum Zentrum der gegenseitigen Drehung der Vorrichtung zur Absorption einer Drehmomentänderung hin angeordnet als das Zentrum eines schrägstehenden Sitzglieds, das an jedem Ende der Feder angeordnet ist, und ein dem Zentrum der gegenseitigen Drehung nähergelegener Schraubenfederteil wird so gelegt, daß dieser mehr zusammengedrückt wird als ein Teil der Schraubenfeder, der vom Zentrum der gegenseitigen Drehung weiter entfernt ist.

Auf Grund der obigen Anordnung des Zentrums der Stirnseite der Schraubenfeder wird diese nicht übermäßig in einer radialen Auswärtsrichtung verformt, selbst wenn eine große Zentrifugalkraft bei hoher Motordrehzahl auf die Schraubenfeder einwirkt. Andererseits wird wegen der oben herausgestellten Kompression des dem Zentrum der gegenseitigen Drehung nähergelegenen Schraubenfederteils die Feder leicht auswärts verformt, weshalb deren übermäßige Verformung nach innen hin auch dann verhindert wird, wenn bei niedriger Motordrehzahl ein großes Drehmoment übertragen wird.

Ein zweites Ziel der Erfindung wird in einer wirksamen Absorption von Vibrationen· gesehen.

Um dieses zweite Ziel zu erreichen, wird das Verhältnis von antr.tebsseitlgem Trägheitsmoment zu abtriebsseitigem Trägheitsmoment als zwischen 0,7 und 1,4 liegend festgesetzt.

Eine Resonanzfrequenz' zwischen dem antriebsseitigen Trägheitsmoment J₁, das eine Trägheitskraft eines drehbaren Bauteils eines Motors, wie dessen Antriebswelle, einschließt, und dem abtriebsseitigen Trägheitsmoment Jp, das eine Trägheitskraft eines an der Vibrationen dämpfenden Vorrichtung befestigten Kupplungsdeckels einschließt, wird folgendermaßen bestimmt:

worin K die Federkonstante des Dämpfungsmechanismus ist. Wenn das Verhältnis J₁ zu J₂ durch A ausgedrückt wird, dann ist

A = J₁ZJ₂

und die obige Gleichung kann umgeformt werden zu:

1 -ι- Α

7 YÄ

Wird in dieser Gleichung A zwischen 0,7 und 1,4 festgesetzt, so kann die Resonanzfrequenz f in den niedrigsten Frequenzbereichen gebracht und eine Resonanz wirksam unterdrückt werden.

Als drittes Ziel der Erfindung ist die wirksame Vibrationsabsorption zu nennen, indem ein Resonanzpunkt als unter dem üblichen Betriebsbereich der Motordrehzahl liegend festgesetzt wird.

Um dieses dritte Ziel zu erreichen, wird in der Umfangsrichtung zwischen einer Schraubenfeder und dem dieser gegenüberliegenden Bauteil, das ein An- oder Abtriebselement ist, ein Spalt vorgesehen.

Durch diesen Spalt in Umfangsrichtung wird die Schraubenfeder durch die Länge des Spalts während der ersten Stufe der Drehmomentübertragung nicht zusammengedrückt, weshalb die gegenseitige Drehung zwischen dem An- und dem Abtriebselement

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während der ersten Drehmoment-Übertragungsstufe ohne Kompression der Schraubenfeder stattfindet. Nach dem Berühren der beiden Stirnseiten der Schraubenfeder durch das An- und Abtriebselement beginnt die Kompression der Schraubenfeder. Demzufolge ist der Betrag der gesamten gegenseitigen Drehverlagerung 9_Q gleich der Summe aus Spalt Q^ und Kompressionsverformung O₂. Wenn das Verhältnis θ,/θ₀ nahezu gleich 0 ist, dann ist die Resonanzfrequenz der Leerlauffrequenz f_E der Motordrehzahl nahe, während im Bereich von 9./0Q = 0,3 die Resonanzfrequenz auf eine viel niedrigere Frequenz als die Leerlauffrequenz f_E gebracht wird, was zum Ergebnis hat, daß eine wirksame Vibrationsabsorption erlangt werden kann.

Die obigen sowie weitere Ziele der Erfindung wie auch deren Merkmale und Vorteile werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung von beispielhaften, jedoch bevorzugten Ausführungsformen deutlich. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise aufgebrochene Ansicht der bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung von Fig.1;

Fig. 3 eine Einzelheit im Bereich des Dämpfungsmechanismus der Vorrichtung;

Fig. 4 ein Diagramm über die Beziehung zwischen dem Verhältnis eines Trägheitsmoments und einer Resonanzfrequenz;

Fig. 5 ein Diagramm über die Beziehung zwischen einer gegenseitigen Drehung und einem übertragenen Drehmoment;

Fig. 6 ein Diagramm über die Beziehung zwischen einer Frequenz und einem Verhältnis von Ausgangs- zu Eingangsamplitude.

Die Fig. 1 und 2 zeigen den Gesamtaufbau einer Vorrichtung zur Absorption einer Drehmomentänderung, die mit einem Schwungrad eines Fahrzeugs zusammenwirkt. Ein durch einen Schraubenbolzen 12 an einer Antriebswelle 11 befestigtes

Antriebselement umfaßt eine erste Mitnehmer- oder Antriebsscheibe 13, einen Außenring 14, eine zweite Mitnehmer- oder Antriebsscheibe 16, einen diese drei Bauteile 13, 14 sowie 16 zusammenhaltenden Stift 18, einen am Außenumfang des Außenringes 14 befestigten Zahnkranz 15 und einen Innenring 17, der durch eine Schraube 30 an einem inneren Abschnitt der ersten Antriebsscheibe 13 fest angebracht ist. Am Außenumfang des Innenringes 17 ist über ein Kugellager 19 koaxial zum Antriebselement und drehbar mit Bezug zu diesem ein Abtriebselement (getriebenes Element) angeordnet, das eine das Kugellager 19 tragende Abtriebsscheibe (getriebene Scheibe) 20 und ein an dieser mittels einer Schraube 31 befestigtes Schwungrad 21 umfaßt.

Ein Drehmoment-Begrenzungs-, ein Vibrationen unterdrückender Dämpfungs- und ein Hysterese-mechanismus sind zwischen das Antriebs- sowie Abtriebselement eingefügt.

Der Drehmoment-Begrenzungsmechanismus umfaßt von den getriebenen Scheiben 23 getragene Reibbeläge 22, die einem Druck von der Abtriebsscheibe 20 sowie dem Schwungrad 21 und von den getriebenen Scheiben 23 sowie einer diese belastenden Kegelfeder 24 ausgesetzt sind.

Der Dämpfungsmechanismus umfaßt eine Schraubenfeder 34 und ein Sitzglied 32 mit einem Gummistück 33, wobei das Sitzglied 32 zwischen Fenstern 23b, 13b und 16b, die in den getriebenen Scheiben 23 sowie in der ersten und zweiten Antriebsscheibe 13 und 16 ausgebildet sind, angeordnet ist.

Der Hysteresemechanismus, der benötigt wird, wenn das Antriebs- und das Abtriebselement gegenseitig drehen, umfaßt eine Druckplatte 26 mit einer dämpfenden Kunstharzkappe 27, die an der ersten Antriebsplatte 13 angreift, ein Reibelement 25, das zwischen die Druckplatte 26 und die Abtriebsscheibe 20 eingefügt ist, eine eine Druckkraft erzeugende Kegelfeder

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28 und einen Zwischen- oder Beilagering 29.

Über eine Kupplungsscheibe 40 ist am Schwungrad 21 ein Kupplungsdeckel 41 befestigt, um die Übertragung eines Motordrehmoments auf ein (nicht gezeigtes) Getriebe zu bewerkstelligen oder zu unterbrechen.

Um das erste Ziel der Erfindung bei der in Fig. 1 und 2 gezeigten Vorrichtung zu erreichen, d.h., um eine übermäßige Auswärts- oder Einwärtsverformung der Schraubenfeder 34 zu unterbinden, kommt die in Fig. 3 gezeigte Anordnung zur Anwendung.

Das Sitzglied 32 umfaßt konvex gerund-ete Teile 32a, die mit konkav gerundeten Teilen 13a, 16a der ersten und zweiten Antriebsscheibe 13, 16 zur Anlage kommen können, einen Flanschring 32c, an dem eine Stirnseite der Schraubenfeder 34 anliegt und der mit Fensterkanten 13c, 16c der ersten sowie zweiten Antriebsscheibe 13, 16 in Anlage ist, um eine übermäßige Neigung des Sitzglieds 32 zu verhindern, ein mit dem Gummistück 33 fest verbundenes Führungsstück 32d zur Führung der Schrau- ' benfeder 34 und eine konkave Ausnehmung 32b, in der der konvexe Vorsprung 23a der Abtriebsscheibe 23 aufgenommen wird.

Das Führungsstück 32d ist so ausgebildet, daß das Zentrum B einer jeden Stirnseite der Schraubenfeder 34 um eine Strecke <f näher am Zentrum X der gegenseitigen Drehung ist als das Zentrum A des eine Neigung aufweisenden, konvex gerundeten Teils 32a. Ferner wird die Achse des Flanschringes 32c der Sitzglieder 32 an jeder Stirnseite der Schraubenfeder 34 unter einem Winkel « mit Bezug zu einer durch die Zentren B an beiden Eriden der Feder 34 verlaufenden Linie angeordnet, um zu verhindern, daß die beiden Stirnseiten der Schraubenfeder 34 eine parallele Lage zueinander einnehmen. Der Winkel <* wird dem Flanschring dadurch gegeben, daß ein Winkel <* an den radial innen-

liegenden Teilen 13c, 16c der Fenster 13b, 16b vorgesehen wird, der mit Bezug zu parallelen Ebenen, welche durch den allgemeinen Abstand 1 bestimmt sind, geneigt ist, so daß ein Schraubenfederteil 34a, das näher zum Zentrum X der gegenseitigen Drehung liegt, mehr zusammengepreßt wird als der von diesem Zentrum X weiter entfernte Schraubenfederteil 34b. Zwischen dem Flanschring 32c des Sitzglieds 32 und den radial außenliegenden Teilen 13d, 16d der Fenster 13b, 16b bleibt in Winkel- oder Drehrichtung ein Spalt mit dem Winkel β , so daß diese radial außenliegenden Teile 13d, 16d der Fenster 13b, 16b einen Druck auf das Sitzglied 32 auch dann nicht ausüben, wenn die gegenseitige Drehung zwischen An- und Abtriebselement den größten Wert oder das größte Ausmaß annimmt.

Mit der oben erläuterten Anordnung ist mehr als die Hälfte der Stirnseite der Schraubenfeder 34 näher zim Zentnm X der gegenseitigen Drehung angeordnet als das Zentrum des Sitzglieds 32. Demzufolge wird, selbst wenn bei hoher Motordrehzahl eine große Zentrifugalkraft auf die Schraubenfeder 34 einwirkt, diese Feder 34 nicht übermäßig auswärts in der Radialrichtung der Vorrichtung zur Absorption einer Drehmomentänderung verformt, weil der Teil des Sitzglieds 32, der näher zum Zentrum X der gegenseitigen Drehung ist, an den radial innenliegenden Teilen 13c, 13d der Fenster 13b und 16b in der ersten und zweiten Antriebsscheibe 13 und 16 anliegt, weshalb eine weitere Neigung praktisch unmöglich ist. Andererseits ist die Stirnseite der Schraubenfeder 34 im Winkel <* geneigt. Demzufolge werden, auch wenn ein großes Drehmoment bei niedriger Motordrehzahl die Schraubenfeder 34 zusammenpreßt, die Länge des zum Zentrum X nähergelegenen Schraubenfederteils 34a und die Länge des vom Zentrum X der gegenseitigen Drehung weiter entfernten Schraubenfederteils 34b nahezu gleich, was zum Ergebnis hat, daß eine übermäßige Verformung der Feder 34 zum Zentrum X der gegenseitigen Drehung hin verhindert wird.

Um die Wirkung der Erfindung zu bestätigen, wurde ein Versuch durchgeführt. Für eine Vorrichtung zur Absorption einer Drehmomentänderung mit einem Abstand von 100 mm zwischen dem Zentrum X der gegenseitigen Drehung und der Achse der Schraubenfeder 34, mit einer Länge von 20 mm für die Schraubenfeder 34, mit einem Durchmesser von 26 mm und mit einer Federkonstanten von etwa 1,2 kg/mm für diese Feder 34 wurde mit 6 = 1,5 mm und oc = 3° der beste Verformungskennwert erhalten.

Um das erste Ziel der Erfindung zu erreichen, kann eine zur Erfindung unterschiedliche Vorgehensweise in Betracht gezogen werden, nämlich z.B. eine Vergrößerung des Durchmessers der Schraubenfeder, um deren übermäßige Verformung zu verhindern. Bei diesem Vorgehen wird jedoch der für die Feder benötigte Raum vergrößert, und der Kraftbedarf der Vorrichtung wird unvermeidlich erhöht. Dagegen brauchen gemäß der Erfindung nur die Lage der Schraubenfeder und der Winkel des Sitzglieds in geeigneter Weise festgesetzt zu werden, wobei keinerlei Notwendigkeit für einen vergrößerten Raum und erhöhten Kraftbedarf besteht.

Um das zweite Ziel der Erfindung zu erreichen, d.h., eine wirksame Schwingungsdämpfung zu erlangen, wird erfindungsgemäß die folgende Anordnung vorgesehen.

Die Leistung des Motors wird über die Antriebswelle 11 auf die Antriebsscheiben 13, 16 und den Außenring 14 übertragen. Die Kanten der in den Antriebsscheiben 13 und 16 ausgebildeten Fenster 13b und 16b üben auf das am einen Ende der Schraubenfeder 34 befindliche Sitzglied 32 einen Druck aus. Die Feder 34 wird zusammengepreßt, so daß durch diese sowie das am anderen Ende der Schraubenfeder 34 befindliche Sitzglied 32 die Antriebskraft auf die getriebenen Scheiben 23 übertragen wird. Der Drehmoment-Begrenzungsmechanismus ist so ausgelegt, daß er einen Schlupf bei einem Drehmoment, das größer als

das der höchsten Leistungsabgabe des Motors ist, herbeiführt, während bei einem Drehmoment, das kleiner ist als dasjenige bei der höchsten Leistungsabgabe des Motors, der Drehmoment-Begrenzungsmechanismus zusammen mit dem Schwungrad 21 dreht und die von den getriebenen Scheiben 23 aufgenommene Leistung auf das Schwungrad 21 und weiter auf den an diesem befestigten Kupplungsdeckel 41 übertragen wird. Veränderungen in der Kraftübertragung, z.B. aus einer Motorvibration herrührende, werden durch die Schraubenfeder 34 gedämpft. Auch wird eine Motorvibration, wenn das Antriebs- und das Abtriebselement gegenseitig zueinander drehen, durch die Längung und Zusammenpressung der Schraubenfeder 34 wirksam absorbiert, und im Hysteresemechanismus tritt eine Hysterese auf.

Wenn sich die Motordrehzahl von einer Start- zu einer Leerlaufdrehzahl erhöht, so geht die Frequenz der Drehung der Vorrichtung zur Absorption einer Drehmomentänderung durch einen Resonanzpunkt.

Die von der Antriebswelle auf das Schwungrad 21 übertragene Kraft wird in einem Resonanzpunkt ein Vielfaches der maximalen Motorleistung, und es wird deshalb, um ein übermäßiges Drehmoment am Resonanzpunkt zu vermindern, der Drehmoment-Begrenzungsmechanismus vorgesehen.

Der Kraftübertragungsweg wird durch die Schraubenfeder 34 mit Bezug auf das Trägheitsmoment in zwei Teile geteilt. Die Bauteile, die am antriebsseitigen Trägheitsmoment J. beteiligt sind, sind ein Motor-Drehelement, wie die Antriebswelle 11, die treibenden Elemente 13, 14, 16 und 17, der Zahnkranz 15, die Schrauben 12 und 30, der Stift 18, die Druckplatte 26, die Kegelfeder 28 und der Beilagering 29. Die am abtriebsseitigen Trägheitsmoment J₂ beteiligten Bauteile sind das Schwungrad

21, die Abtriebsscheibe 20, die Schraube 31, die Reibbeläge

22, die getriebenen Scheiben 23, die Kegelfeder 24 und der

Kupplungsdeckel 41. Was das Lager 19, das Reibelement 25, die Schraubenfeder 34 und die Teile 32 sowie 33 angeht, so ist jeweils ein halbes Trägheitsmoment dieser dem antriebsseitigen Trägheitsmoment J. und ein halbes Trägheitsmoment dem abtriebsseitigen Trägheitsmoment J₂ zuzurechnen.

Bei der obigen Anordnung wird das Verhältnis A des antriebsseitigen Trägheitsmoments J^ zum abtriebsseitigen Trägheitsmoment J₂ (A = J₁ZJ₂) zwischen 0,7 und 1,4 festgesetzt. Dadurch kann die Resonanzfrequenz der Vorrichtung zur Absorption einer Drehmomentänderung so niedrig angesetzt werden, wie das in Fig. 4 gezeigt ist, woraus zu erkennen ist, daß die oberen und unteren Grenzen des Bereichs, in dem eine Resonanzfrequenz der Vorrichtung zur Absorption einer Drehmomentänderung niedrig gehalten wird, bei 0,7 und 1,4 liegen.

Eine andere Vorgehensweise, um das zweite Ziel der Erfindung zu erreichen, besteht darin, die Summe des antriebsseitigen Trägheitsmoments J₁ und des abtriebsseitigen Trägheitsmoments Jp groß zu machen. Wenn jedoch derart verfahren wird, so ist es notwendig, das Gewicht und die Kapazität der Vorrichtung zu erhöhen, was zum Ergebnis hat, daß die Vorrichtung vergrößert werden muß, womit Probleme in bezug auf den Raum zu ihrem Einbau und in bezug auf eine Verschlechterung der Beschleunigungskennwerte des Fahrzeugs hervorgerufen werden.

Durch die Erfindung ist dagegen lediglich eine Einstellung des Verhältnisses im Trägheitsmoment erforderlich, so daß keine übermäßige Erhöhung im Gewicht oder in der Kapazität notwendig ist.

Um das dritte Ziel der Erfindung zu erreichen, d.h., um eine wirksame Absorption von Vibrationen zu erlangen, wird die foglende Anordnung vorgesehen.

Das Sitzglied 32 hat das konvex gerundete Teil 32a, das den konkav gerundeten Teilen 13a und 16a der ersten und zweiten Antriebsscheibe 13 bzw. 16 gegenüberliegt und damit zur Anlage kommen kann. Das Sitzglied 32 hat auch eine konkave Ausnehmung 32b, die den konvexen Vorsprung 23a der getriebenen Scheiben 23 aufnimmt. Zwischen den getriebenen Scheiben 23 und dem Sitzglied 32 ist in der Umfangsrichtung ein Winkelspalt Θ, (= 0,17 Radiant) vorgesehen.

Wenn bei der obigen Anordnung ein Drehmoment von der Antriebswelle 11 auf die erste sowie zweite Antriebsscheibe 13 und übertragen wird, so wird von diesen auf die Schraubenfeder ein Druck ausgeübt. Da zwischen den getriebenen Scheiben 23 und dem Sitzglied 32 ein Spalt O₁ in der Umfangsrichtung vorhanden ist, tritt hierbei eine gegenseitige Drehung zwischen den Antriebsscheiben 13, 16 und dem Schwungrad 21 auf, weshalb nur das auf der Hysterese des Hysteresemechanismus beruhende Drehmoment auf das Schwungrad 21 übertragen wird. Nach einer Θ., gleichen gegenseitigen Drehung und Anlage des Sitzgliedes 32 an den getriebenen Scheiben 23 beginnt ein Zusammenpressen der Schraubenfeder 34, von der das Drehmoment über die getriebenen Scheiben 23 auf das Schwungrad 21 übertragen wird. Der Kompressionswinkel θ₂ der Feder 34 beträgt etwa 0,26 Radiant und das Verhältnis Ö^Qq wird etwa 0,4, wobei 9_Q die gesamte gegenseitige Drehung (Q₀ = Q₁ + θ«) von 0,43 Radiant ist. Da der Bereich der gegenseitigen Drehung weit genug ausgelegt werden kann, kommt der Resonanzpunkt in einen viel tieferen Bereich als die Leerlauffrequenz des Motors, was zum Ergebnis hat, daß eine ausreichende Vibrationsabsorption möglich ist.

Die gesamte gegenseitige Drehung 9_Q zwischen dem An- und Abtriebselement ist die Summe der auf dem Spalt O₁ und der auf der Kompression θο der Schraubenfeder 34 beruhenden gegenseitigen Drehung, wie Fig. 5 zeigt. Eine Beziehung zwischen

dem Verhältnis θ./Q^ und einer Verstärkung (Verhältnis einer Ausgangsamplitude zu einer Eingangsamplitude) ist in Fig. 6 gezeigt, aus der zu entnehmen ist, daß ein Resonanzpunkt in in einem einer Leerlauffrequenz f_F eines Motors nahen Bereich ist, wenn das Verhältnis O₁ZQq nahezu Ö ist, während ein Resonanzpunkt zu einer viel niedrigeren Frequenz als die Leerlauffrequenz fp des Motors kommt, wenn das Verhältnis nicht kleiner als 0,3 ist. Deshalb wird, wenn das Verhältnis nicht kleiner als 0,3 ist, eine wirksame Vibrationsabsorption möglich.

Um das genannte dritte Ziel der Erfindung zu erreichen, könnte man auch eine wirksame Verlängerung der Gesamtlänge der Schraubenfeder in Betracht ziehen. In diesem Fall ist jedoch ein Auswölben oder -beulen der Schraubenfeder sehr wahrscheinlich, wie auch ein großer Raum zur Aufnahme der langen Schraubenfeder benötigt wird. Dagegen ist es gemäß der Erfindung * lediglich notwendig, in der Umfangsrichtung einen Spalt zwischen dem Sitzglied und den diesem gegenüberliegenden Teilen vorzusehen.

Erfindungsgemäß umfaßt eine Vorrichtung zur Absorption einer Drehmomentänderung ein Antriebselement, ein Abtriebselement und einen zwischen diese Elemente eingefügten Dämpfungs- sowie Drehmoment-Begrenzungsmechanismus. Der Dämpfungsmechanismus enthält eine in Umfangsrichtung der Vorrichtung verlaufende Schraubenfeder sowie an deren beiden Stirnseiten vorgesehene Sitzglieder. Das Zentrum einer jeden Schraubenfederstirnseite ist einem Zentrum einer gegenseitigen Drehung zwischen dem An- und Abtriebselement näher als ein Zentrum einer schrägliegenden Stirnfläche des Sitzglieds. Ein Verhältnis des antriebsseitigen Trägheitsmoments zum abtriebsseitigen Trägheitsmoment wird zwischen 0,7 und 1,4 liegend festgesetzt. In Umfangsrichtung ist zwischen dem Sitzglied des Dämpfungs- f mechanismus und wenigstens einem der An- sowie Abtriebsele-

mente, dem das Sitzglied gegenüberliegt, ein Spalt vorgesehen.

Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf ihre bevorzugten Ausführungsformen dargestellt und beschrieben, jedoch ist sie darauf nicht beschränkt. Bei Kenntnis der offenbarten Erfindung wird der Fachmann Möglichkeiten zu Abwandlungen, Auslassungen und Änderungen sehen, die jedoch als im Rahmen der Erfindung liegend zu betrachten sind.

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Claims

TIedtke -Bühling- Kinne- Grupe: : SKSSKäl Im PELLMANN-GRAMS-STRUfF1 ^ SIT?* Γ Dipl.-Chem. G. Bühling Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-Ing. R Grupe 3529816 DipL-lng. B.Pellmann Dipl.-Ing. K Grams Dipl.-Chem. Dr. B. Struif Bavariaring 4, Postfach 202403 8000 München 2 Tel.: 089-539653 Telex: 5-24845 tipat Telecopier: O 89-537377 cable: Germaniapatent München 20. August 1985 DE 5101 / case DT 850821 Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Absorption einer Drehmomentänderung mit einem an einer Antriebswelle festen Antriebselement, mit einem mit Bezug zu diesem koaxial und drehbar angeordneten Abtriebselement und mit einem zwischen das An- sowie Abtriebselement eingefügten Drehmoment-Begrenzungsmechanismus sowie Dämpfungsmechanismus, wobei der Dämpfungsmechanismus eine Schraubenfeder und ein Sitzglied mit konvex gerundeten Teilen umfaßt, das in Übereinstimmung mit der gegenseitigen Drehung zwischen An- und Abtriebselement eine Schräglage einnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrum (B) einer jeden Stirnseite der Schraubenfeder (34) näher zum Zentrum (X) der gegenseitigen Drehung als das Zentrum (A) der schrägen Stirnfläche des Sitzglieds (32) angeordnet ist und daß ein dem Zentrum (X) der gegenseitigen Drehung nahegelegener Schraubenfederteil (34a) einer stärkeren Kompression ausgesetzt ist als ein vom Zentrum (X) ferngelegener Schraubenfederteil (34b).

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sitzglied (32) mit einem Flanschring (32c) versehen ist, dessen Achse unter einem Winkel (<χ) mit Bezug zu einer die Zentren (B) der beiden Stirnseiten der Schraubenfeder (34) verbindenden Linie angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten von inneren Teilen (13c, 16c) von in einer ersten sowie zweiten Antriebsscheibe (13, 16) des Antriebselements ausgebildeten Fenstern (13b, 16b) unter dem Winkel (c*) mit Bezug zu parallelen Ebenen angeordnet sind, so daß der dem Zentrum (X) der gegenseitigen Drehung nahegelegene Schraubenfederteil (34a) einer stärkeren Kompression ausgesetzt ist als der zum Zentrum (X) entfernter gelegene Schraubenfederteil (34b).

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Umfangsrichtung verlaufender Winkelspalt mit dem Winkel ((i } zwischen dem Flanschring (32c) sowie Kanten von äußeren Teilen (13d, 16d) von in einer ersten sowie zweiten Antriebsscheibe (13, 16) des Antriebselements ausgebildeten Fenstern (13b, 16b) vorgesehen ist, so daß die Kanten der äußeren Teile (13d, 16d) der Fenster bei einer maximalen gegenseitigen Drehung zwischen An- und Abtriebselement keinen Druck auf das Sitzglied (32) ausüben.

5. Vorrichtung zur Absorption einer Drehmomentänderung mit einer ein auf einer Antriebswelle befestigtes Antriebselement umfassenden Antriebsseite, mit eiri&r mit Bezug zum Antriebselement koaxial sowie drehbar angeordneten, ein Abtriebselement umfassenden Abtriebsseite und mit einem zwischen das An- sowie Abtriebselement eingefügten Drehmoment-Begrenzungsmechanismus und Dämpfungsmechanismus, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von antriebsseitigem Trägheitsmoment (J..) zu abtriebsseitigem Trägheitsmoment (J₂) mit einem Wert zwischen 0,7 und 1,4 festgesetzt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die das antriebsseitige Trägheitsmoment (J₁) bildenden Bauteile die Antriebswelle (11), einen am Antriebselement befestigten Zahnkranz (15), einen das Antriebselement an der Antriebswelle festlegenden Schraubenbolzen (12), das Antriebselement im zusammengefügten Zustand haltende Stifte (18), eine Hälfte einer Schraubenfeder (34) des Dämpfungsmechanismus und eine Hälfte des Lagers (19), über das das Abtriebselement drehbar am Antriebselement befestigt ist, umfassen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebsseite ein Schwungrad (21), eine an diesem befestigte Abtriebsscheibe (20), eine das Schwungrad und die Abtriebsscheibe zusammenhaltende Schraube (31), den Drehmoment-Begrenzungsmechanismus, eine Hälfte einer Schraubenfeder (34) des Dämpfungsmechanismus und eine Hälfte des Lagers (19), über das das Abtriebselement drehbar am Antriebselement befestigt ist, umfaßt.

8. Vorrichtung zur Absorption einer Drehmomentänderung mit einem an einer Antriebswelle festen Antriebselement, mit einem mit Bezug zu diesem koaxial und drehbar angeordneten Abtriebselement und mit einem zwischen das An- sowie Abtriebselement eingefügten Drehmoment-Begrenzungsmechanismus, wobei der Dämpfungsmechanismus eine Schraubenfeder und ein an jeder Stirnseite dieser Schraubenfeder angeordnetes Sitzglied umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß in Umfangsrichtung der Vorrichtung zur Absorption einer Drehmomentädnerung zwischen einem Sitzglied (32) des Dämpfungsmechanismus und wenigstens einem der An- und Abtriebselemente, dem das Sitzglied (32) gegenüberliegt, ein Spalt vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verhältnis einer auf dem Spalt beruhenden gegenseitigen Drehverschiebung (θ.) zu einer gesamten Drehverschiebung (Gq) zwischen An- und Abtriebselement wenigstens 0,3 ist.