DE69700708T2

DE69700708T2 - Biegsame Platte und Schwungradgestaltung

Info

Publication number: DE69700708T2
Application number: DE69700708T
Authority: DE
Inventors: Hirotaka Fukushima; Mitsuhiko Takenaka
Original assignee: Exedy Corp
Current assignee: Exedy Corp
Priority date: 1996-02-09
Filing date: 1997-01-27
Publication date: 2000-03-09
Anticipated expiration: 2017-01-28
Also published as: EP0789153A3; US5868624A; EP0903511A2; DE69705714D1; EP0903511B1; DE69705714T2; US6039651A; EP0789153A2; EP0903511A3; DE69700708D1; EP0789153B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schwungradanordnung, und insbesondere auf eine Schwungradanordnung mit einer biegsamen Scheibe zur Dämpfung einer von einer Kurbelwelle eines Motors übertragenen Biegevibration.
Verbrennungsenergie eines Motors wird in einer bekannten Weise durch die Anordnung einer Kurbelwelle im Motor in ein Drehmoment umgewandelt. Das Drehmoment wird an ein Schwungrad übertragen und wird weiter über eine Kupplung an ein Getriebe übertragen.
Der Verbrennungsprozeß innerhalb des Motors verläuft derart, daß die auf die Kurbelwelle übertragene Energie eine Biegekraft auf die Kurbelwelle ausübt. Die Biegung der Kurbelwelle verursacht eine Vibration eines an einem Ende der Kurbelwelle angebrachten Schwungrades. Eine Gegenkraft davon wird zu einem Motorblock übertragen und wird weiter über eine Motoraufhängung zu einem Fahrzeugkörper übertragen, um den Körper in Schwingungen zu versetzen. Dies verursacht während der Beschleunigung des Fahrzeuges Geräusche.
Um solche Geräusche während der Beschleunigung zu vermindern, ist es erforderlich, die Vibrationen des Schwungrades zu reduzieren. Zu diesem Zweck sind auch Schwungradanordnungen verwendet worden, die mit einem Ende einer Kurbelwelle über eine biegsame Scheibe gekoppelt sind. Die biegsame Scheibe hat in der Drehrichtung (oder Umfangsrichtung) eine hohe Steifigkeit und in der Biegerichtung (oder generell axialen Richtungen) eine vorbestimmte Biegsamkeit.
Bei der oben beschriebenen herkömmlichen Schwungradanordnung wird der Schwungradkörper nur über die flexible Scheibe von der Kurbelwelle getragen. Daher kann er in einem Ungleichgewichtszustand drehen, wenn das Schwungrad selbst aufgrund von Biegekräften in bezug auf seine Drehachse geneigt ist.
Eine niedrigere Steifigkeit der biegsamen Scheibe kann die Biegevibrationen wirksamer reduzieren. Insbesondere ist es möglich, einen Resonanzpunkt von einem praktischen Betriebsbereich durch Reduktion der Steifigkeit der biegsamen Scheibe zu verschieben, und dadurch können Geräusche während der Beschleunigung des Motors weiter reduziert werden. Jedoch erfordert die Betätigung einer Kupplung üblicherweise, daß auf die Kupplungsanordnung eine Kraft ausgeübt wird, um die Kupplung vom übertragenen Drehmoment abzukoppeln. Typischerweise wird die Auskupplungskraft in einer Richtung aufgebracht, die letztendlich auf die Kurbelwelle des Motors ausgeübt wird. Mit anderen Worten ist die Auskupplungskraft generell axial gerichtet und wird auf eine Kupplungsanordnung ausgeübt. Die Kraft, oder Freigabebelastung, wird dann auf das Schwungrad und und die Biegescheibe übertragen und weiter zur Kurbelwelle des Schwungrades übertragen. Folglich würde sich, wenn die Steifigkeit der Biegescheibe in der axialen oder Biegerichtung übermäßig niedrig wäre, das Schwungrad während der Kupplungsfreigabeoperation in einem übermäßigen Ausmaß axial in Richtung der Kurbelwelle bewegen, was einen Auskupplungswirkungsgrad der Kupplung reduzieren würde.
Die DE 44 02 257 A1 beschreibt eine Schwungradanordnung zur Aufnahme eines Drehmomentes von einer Kurbelwelle. Die Schwungradanordnung umfaßt eine biegsame Scheibe und das Schwungrad. Die biegsame Scheibe hat eine Steifigkeit in einer Drehrichtung und Biegsamkeit in einer Biegerichtung und ist mit der Kurbelwelle gekoppelt. Weiterhin ist das Schwungrad an der biegsamen Scheibe befestigt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schrägstellung eines Schwungrades in Bezug auf seine Drehachse zu verhindern, um Geräusche während der Beschleunigung zu vermindern.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Geräusche während der Beschleunigung ohne Verminderung des Auskupplungswirkungsgrades der Kupplung zu reduzieren.
Gemäß der Erfindung werden diese Aufgaben durch die Kombination von Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche enthalten weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung nimmt eine Schwungradanordnung ein Drehmoment von einem Drehglied auf. Die Schwungradanordnung hat eine biegsame Scheibe und ein Schwungrad. Die biegsame Scheibe hat einen kreisförmigen Scheibenkörper mit Biegsamkeit in einer Biegerichtung, der an seinem inneren Randabschnitt mit dem Drehglied gekoppelt ist und einen zylindrischen Abstützabschnitt, der von einem inneren Rand des kreisförmigen Scheibenkörpers weg vom Drehglied vorsteht. Das Schwungrad hat eine Drehscheibe mit einem äußeren Randabschnitt, der an einem äußeren Randabschnitt des kreisförmigen Scheibenkörpers befestigt ist, und einen zylindrischen Abschnitt, der von einem inneren Rand der Drehscheibe in Richtung auf die biegsame Scheibe vorsteht und radial mit dem zylindrischen Abstützabschnitt überlappt.
Ein Drehmoment des Drehgliedes wird über die biegsame Scheibe auf das Schwungrad übertragen. Wenn von dem Drehglied eine Biegevibration übertragen wird, verbiegt sich die biegsame Scheibe elastisch in Axialrichtung, um die Biegevibration zu absorbieren. Weil der zylindrische Abstützabschnitt der biegsamen Scheibe und der zylindrische Abschnitt des Schwungrades einander radial überlappen, begrenzt die biegsame Scheibe eine Radialbewegung und Schrägstellung des Schwungrades. Als Folge wird bei dem Schwungrad unterdrückt, daß es während der Drehung den schräggestellten Zustand aufrechterhält.
Vorzugsweise ist der zylindrische Abschnitt radial innerhalb des zylindrischen Abstützabschnitts angeordnet.
Vorzugsweise stehen der zylindrische Abschnitt und der zylindrische Abstützabschnitt in Kontakt miteinander. Dies verbessert die Genauigkeit der Zentrierung zwischen dem Schwungrad und der biegsamen Scheibe.
Vorzugsweise sind der zylindrische Abschnitt und der zylindrische Abstützabschnitt so angeordnet, daß entsprechend einer relativen Bewegung zwischen der biegsamen Scheibe und dem Schwungrad Reibungsgleitung bewirkt wird. Wenn die Schwungradanordnung beispielsweise eine Biegevibration aufnimmt, findet zwischen dem zylindrischen Abschnitt und dem zylindrischen Abstützabschnitt reibende Gleitung statt, so daß die Biegevibration schnell gedämpft wird.
Vorzugsweise hat der zylindrische Abstützabschnitt einen durch Ziehen gebildeten, gewellten Abschnitt. Dies erhöht eine Steifigkeit des zylindrischen Abstützabschnittes, was eine Reduzierung der radialen Dicke des zylindrischen Abstützabschnittes ermöglicht.
Vorzgusweise ist der zylindrische Abstützabschnitt an seiner inneren Randoberfläche mit einer Kontaktoberfläche versehen, die in Kontakt mit einer äußeren Randoberfläche des zylindrischen Abschnittes steht. Dies verbessert eine Genauigkeit der Zentrierung zwischen der biegsamen Scheibe und dem Schwungrad.
Vorzugsweise umfaßt die Schwungradanordnung weiterhin eine Vielzahl in Umfangssrichtung angeordneter Befestigungsglieder zur Befestigung des inneren Randabschnittes des kreisförmigen Scheibenkörpers an dem Drehglied. Radial nach außen vorstehende Abschnitte des zylindrischen Abstützabschnittes sind zwischen den Befestigungsgliedern angeordnet. Gemäß diesem Aufbau kann der zylindrische Abstützabschnitt näher bei den Befestigungsgliedern angeordnet werden, so daß ein Raum effektiver genutzt werden kann.
Vorzugsweise ist die Drehscheibe an einer entfernt von der biegsamen Scheibe liegenden Seite mit einer Reibungsoberfläche versehen, die zum Andrücken gegen ein Reibungsglied einer Kupplungsscheibe vorgesehen ist.
Die vorhergehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird, besser ersichtlich.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein teilweiser schematischer Querschnitt einer Schwungradanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine teilweise Ansicht der in Fig. 1 dargestellten Schwungradanordnung mit Blick in die Richtung des Pfeiles II in Fig. 1;
Fig. 3 ist eine teilweise Ansicht der in Fig. 1 dargestellten Schwungradanordnung mit Blick in die Richtung von Pfeil III in Fig. 1;
Fig. 4 ist ein teilweiser Querschnitt eines Abschnittes der in Fig. 1 dargestellten Schwungradanordnung, der mit vergrößertem Maßstab gezeigt ist;
Fig. 5 ist ein teilweiser, schematischer Querschnitt einer Schwungradanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ist ein teilweiser schematischer Querschnitt einer Schwungradanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 ist eine teilweise Ansicht, ähnlich zu Fig. 2, die die in Fig. 6 dargestellte Schwungradanordnung zeigt;
Fig. 8 ist ein teilweiser Querschnitt eines Abschnittes der in Fig. 6 dargestellten Schwungradanordnung, der im vergrößerten Maßstab gezeigt ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Erste Ausführungsform

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Schwungradanordnung 1 einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Schwungradanordnung 1 ist zur Übertragung eines Drehmomentes von einer Kurbelwelle 100 eines Motors zu einer (nicht gezeigten) Kupplungseinrichtung vorgesehen. In Fig. 1 repräsentiert 0-0 eine Rotationsachse der Schwungradanordnung 1.
Die Schwungradanordnung 1 ist an einem Ende der Kurbelwelle 100 angebracht und wird im wesentlichen durch eine biegsame Scheibe 3 und ein Schwungrad 2 gebildet.
Die flexible Scheibe 3 ist aus einem kreisförmigen Metallblech hergestellt. Ein innerer Randabschnitt der flexiblen Scheibe 3 ist mittels Bolzen 5 an einem Ende der Kurbelwelle 100 befestigt. Ein ringförmiges Glied 6 ist zwischen Köpfen der Bolzen 5 und einem inneren Randabschnitt der biegsamen Scheibe 3 zwischengelegt. Ein äußerer Randabschnitt der biegsamen Scheibe 3 ist mittels einer Vielzahl von Bolzen 4 an einem äußeren Randabschnitt des Schwungrades 2 befestigt. Die biegsame Platte 3 hat eine hohe Steifigkeit in Drehrichtung, aber sie ist in der Biegerichtung biegsam und elastisch verformbar. Die biegsame Platte 3 ist an ihrem inneren Rand mit einem zylindrischen Abstützabschnitt 16 versehen, der sich weg von dem Motor, d. h. in Richtung des Schwungrades 2 erstreckt. Die biegsame Scheibe 3 ist auch mit einem gezogenen Abschnitt 17 versehen, der radial außerhalb der Bolzen 5 angeordnet ist und in Richtung des Schwungrades 2 vorsteht. Der gezogene Abschnitt 3 hat eine Ringform. Wie in Fig. 4 gezeigt, hat der gezogene Abschnitt 17 eine Vielzahl von extrudierten Abschnitten 18, die sich in der Randsrichtung erstrecken. Die extrudierten Abschnitte 18 stehen in Richtung des Schwungrades 2 vor und haben geschnittene Spitzenenden.
Die biegsame Scheibe 3 ist an ihrem radialen Mittelabschnitt mit acht kreisförmigen Löchern 19 versehen, die, wie in Fig. 3 gezeigt, in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet sind. Die Biegecharakteristika der biegsamen Scheibe 3 können durch Änderung der Anzahl, Größe, Position, Konfiguration und dergleichen der kreisförmigen Löcher 19 geändert werden.
Das Schwungrad 2 ist aus einem im wesentlichen kreisförmigen Gußglied hergestellt. Das Schwungrad 2 ist an seinem radial außen liegenden Abschnitt mit einer Reibungsoberfläche 11 versehen, die dem Getriebe gegenüberliegt und die dazu vorgesehen ist, gegen einen (nicht gezeigten) Reibungsbelag einer Kupplungsscheibenanordnung der Kupplungseinrichtung gepreßt zu werden. Das Schwungrad 2 ist mit Luftlöchern 12 versehen, die radial innerhalb der Reibungsoberfläche 11 liegen und sich axial durch das Schwungrad 2 hindurch erstrecken. Jedes Luftloch 12 erstreckt sich in Umfangsrichtung des Schwungrades 2 und hat einen in Richtung des Motors auseinanderlaufenden Abschnitt. Die Luftlöcher 12 sind jeweils entsprechend den kreisförmigen Löchern 19 der biegsamen Scheibe 3 geformt.
Das Schwungrad 2 ist weiterhin an einem Abschnitt radial innerhalb der Luftlöcher 12 mit Bolzenkopfausweichlöchern 14 zur Vermeidung einer gegenseitigen Beeinflussung mit Köpfen der Bolzen 5 versehen.
Das Schwungrad 2 ist an seinem inneren Randabschnitt mit einem zylindrischen Abschnitt 13 versehen, der sich in Richtung des Motors erstreckt. Der zylindrische Abschnitt 13 ist lose in den zylindrischen Abstützabschnitt 16 eingepaßt. Daher ist die äußere Randoberfläche des zylindrischen Abschnitts 13 in Kontakt mit oder geringfügig beabstandet von der engeren Randoberfläche des zylindrischen Abstützabschnitts 16. Dies verbessert eine Genauigkeit der Zentrierung zwischen diesen Gliedern. Obwohl der zylindrische Abschnitt 13 eine kugelförmige äußere Randoberfläche hat, kann er eine zylindrische äußere Randoberfläche haben, die ohne Spalt in Kontakt mit dem zylindrischen Abstützabschnitt 16 steht. Weiterhin hat das Schwungrad 2 einen ringförmigen Kontaktabschnitt 15, der den extrudierten Abschnitten 18 entspricht, die, wie in Fig. 1 und 4 gezeigt, an dem gezogenen Abschnitt 17 ausgebildet sind.
Luft, die durch die Luftlöcher 12 und an dem Schwungrad 2 bzw. der biegsamen Scheibe 3 gebildete kreisförmige Löcher 19 fließt, kühlt das Schwungrad 2. Daher ist die Wahrscheinlichkeit, daß das Schwungrad eine hohe Temperatur erreicht und sich überhitzt reduziert, sogar wenn an der Reibungsoberfläche 11 Reibungswärme erzeugt wird. Daher ist es möglich, abnormalen Verschleiß des Reibungsbelages und eine frühe Verschlechterung von beabsichtigten Charakteristika, die typischerweise durch übermäßige Wärmekonzentrationen in einem Schwungrad verursacht werden, zu reduzieren.
Die Arbeitsweise der Schwungradanordnung 1 wird im folgenden beschrieben werden.

Dämpfung von Biegevibrationen

Die Kurbelwelle 100 nimmt eine Biegevibration, die auf eine Verbrennungskraft des Motors zurückgeht, auf. Wenn diese Biegevibration auf die biegsame Scheibe 3 übertragen wird, verbiegt sich die biegsame Scheibe 3 in der Biegerichtung, um Gleitreibung zwischen dem zylindrischen Abstützabschnitt 16 und dem zylindrischen Abschnitt 13 zu verursachen, so daß die Biegevibration schnell gedämpft wird. Wenn sich die flexible Scheibe 3 nur in geringem Ausmaß verbiegt, verbiegt sich die flexible Scheibe 3 ganz, so daß sie eine niedrige Steifigkeit zeigt. Insbesondere ist die flexible Scheibe 3 dünn und hat die kreisförmigen Löcher 19, so daß eine niedrige Steifigkeit hat.
Wenn die biegsame Scheibe 3 sich um ein großes Ausmaß verbiegt, werden die an dem gezogenen Abschnitt 17 ausgebildeten extrudierten Abschnitte 18 teilweise in Kontakt mit dem Kontaktabschnitt 15 des Schwungrades 2 gebracht. Danach verbiegt sich die biegsame Scheibe 3 um den Kontaktabschnitt 15 und zeigt eine hohe Steifigkeit. Dank des Vorhandenseins des gezogenen Abschnittes 17 ist ein Abschnitt der biegsamen Scheibe 3, der sich am stärksten verbiegt, im Vergleich zu einem herkömmlichen Aufbau radial nach auswärts verschoben, so daß eine Spannung im Vergleich mit der herkömmlichen Struktur wirksam radial nach außen verteilt wird. Dies erhöht eine Lebensdauer der biegsamen Scheibe 3.

Aufnahme von Freigabelast

Wenn der Freigabevorgang der (nicht gezeigten) Kupplungseinrichtung durchgeführt wird, wirkt eine Freigabelast auf das Schwungrad 2. Dies bewegt das Schwungrad 2 in Richtung zum Motor. Dabei wird der Kontaktabschnitt 15 in die an dem gezogenen Abschnitt 17 ausgebildeten extrudierten Abschnitt 18 gebracht. Danach wird die Freigabelast von dem Schwungrad 2 über den gezogenen Abschnitt 17 auf die Kurbelwelle 100 übertragen. Auf diese Weise wird die axiale Bewegung des Schwungrades 2 signifikant begrenzt, so daß der Auskupplungswirkungsgrad der Kupplung verbessert wird. Weiterhin kann die Kurbelwelle die Freigabelast direkt aufnehmen, so daß die biegsame Scheibe 3 dünner sein kann als im Stand der Technik. Folglich kann die biegsame Scheibe 3 eine verbesserte Funktion der Dämpfung der Biegevibration haben.

Andere Wirkungen

Weil der zylindrische Abstützabschnitt 16 der biegsamen Scheibe 3 die Radialbewegung des drehenden Schwungrades 2 begrenzt, kann eine auslenkende Drehung, die durch Ungleichgewicht verursacht werden kann, unterdrückt werden. Folglich kann eine auf Auslenkungsdrehung zurückgehende Vibration unterdrückt werden. Weiterhin wird das Schwungrad 3 durch den zylindrischen Abstützabschnitt 16 abgestützt werden, falls ein radial innerer Abschnitt der biegsamen Scheibe 3 in der Nähe der Bolzen 5 getrennt oder gebrochen werden sollte, und wird somit davon abgehalten werden, in radialer Richtung außer Eingriff mit der Kurbelwelle 100 zu geraten.
Weil der zylindrische Trägerabschnitt 16 und der zylindrische Abschnitt 13 derart reibungsgepaßt sind, daß sie in Bezug aufeinander gleiten, hat das Schwungrad 2 eine verbesserte Genauigkeit der Zentrierung in Bezug auf die biegsame Scheibe 3.
Gemäß der Schwungradanordnung der Erfindung bewegt sich das Schwungrad um eine vorbestimmte Strecke, wenn eine Freigabelast auf das Schwungrad wirkt, und wird dann in Kontakt mit dem gezogenen Abschnitt der biegsamen Scheibe gebracht. Dabei wird das Schwungrad durch die Kurbelwelle über den Vorsprung der biegsamen Scheibe abgestützt. Weil der Vorsprung auf diese Weise die axiale Bewegung des Schwungrades begrenzt, kann eine Verminderung des Auskupplungswirkungsgrades der Kupplung vermieden werden.
Weil die flexible Scheibe an ihrem kreisförmigen Scheibenkörper mit dem gezogenen Abschnitt versehen ist, werden Spannungskonzentrationen in der flexiblen Scheibe verteilt, so daß andere Abschnitte der flexiblen Scheibe als der gezogene Abschnitt eine reduzierte Dicke haben können, während ihr Bruch unterdrückt ist.
Gemäß dem Aufbau, bei dem der kreisförmige Scheibenkörper an einem Abschnitt radial außerhalb des gezogenen Abschnittes mit einer Vielzahl von Löchern versehen ist, kann der Abschnitt radial außerhalb des gezogenen Abschnittes eine verminderte Steifigkeit haben.
Gemäß dem Aufbau, bei dem der gezogene Abschnitt in Richtung auf das Schwungrad vorsteht, um einen Spalt zwischen dem gezogenen Abschnitt und dem Schwungrad sicherzustellen, begrenzt der gezogene Abschnitt die axiale Bewegung des Schwungrades, so daß eine Reduzierung des Auskupplungswirkungsgrades der Kupplung verhindert werden kann.
Gemäß dem Aufbau, bei dem die biegsame Scheibe und das Schwungrad den zylindrischen Abstützabschnitt und den zylindrischen Abschnitt haben, die einander radial überlappen, wird das Schwungrad von einer radialen Bewegung und Schrägstellung in Bezug auf die biegsame Scheibe abgehalten.

Zweite Ausführungsform

Bei der in Fig. 5 gezeigten Schwungradanordnung 110 ist an der biegsamen Scheibe 30 kein gezogener Abschnitt, wie z. B. der bei der ersten Ausführungsform beschriebene gezogene Abschnitt 17, ausgebildet. Daher bewegt sich das Schwungrad 2 in Richtung des Motors und sein innerer Randabschnitt wird in Kontakt mit dem Ende des zylindrischen Abstützabschnitts 16 der biegsamen Scheibe 30 gebracht, wenn eine Freigabelast auf das Schwungrad 2 wirkt. Danach wird die Freigabelast über den zylindrischen Abstützabschnitt 16 auf die Kurbelwelle 100 übertragen. Weil die axiale Bewegung des Schwungrades 2, wie oben beschrieben, klein ist, wird der Auskupplungswirkungsgrad der Kupplung verbessert.

Dritte Ausführungsform

Fig. 6, 7 und 8 zeigen eine Schwungradanordnung 121 einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Schwungradanordnung 121 ist zur Übertragung eines Drehmomentes von einer Kurbelwelle 100 des Motors zu einem (nicht gezeigten) Getriebe über eine Kupplungseinrichtung vorgesehen. In Fig. 6 repräsentiert 0-0 eine Drehachse der Schwungradanordnung 121.
Die Schwungradanordnung 121 ist an einem Ende der Kurbelwelle 100 angebracht und umfaßt ein Schwungrad und eine biegsame Scheibe 35.
Die biegsame Scheibe ist beispielsweise aus Metallblech hergestellt. Ein innerer Randabschnitt der biegsamen Scheibe 35 ist mittels einer Vielzahl von Bolzen 5 an der Kurbelwelle 100 befestigt. Ein äußerer Randabschnitt der biegsamen Scheibe 35 ist mittels Bolzen 4 an dem Schwungrad 2 befestigt. Die biegsame Scheibe 35 ist an ihrem inneren Rand mit einem zylindrischen Abstützabschnitt 16' versehen, der sich in Richtung des Getriebes erstreckt. Der zylindrische Abstützabschnitt 16' hat, wie in Fig. 7 erkennbar, eine durch Ziehen gebildete gewellte Form oder einen gewellten Abschnitt und Abschnitte des zylindrischen Abstützabschnittes 16' erstrecken sich zwischen den Bolzen 5 radial auswärts.
Abschnitte des zylindrischen Abstützabschnittes 16' erstrecken sich radial nach innen und haben durch Schneiden oder spanende Bearbeitung gebildete Kontaktoberflächen. Die Kontaktoberflächen des Abstützabschnitts 16' greifen an einem an dem Schwungrad 2 gebildeten zylindrischen Abschnitt 13 an, wie in größerem Detail im folgenden erläutert wird.
Die biegsame Scheibe 35 ist an ihrem radialen Mittelabschnitt mit einer Vielzahl kreisförmiger Löcher 19 versehen, die in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet sind. Die Steifigkeit der Biegerichtung der flexiblen Scheibe 35 kann durch Änderung der Anzahl und Größe der kreisförmigen Löcher 19 eingestellt werden. Die biegsame Scheibe 35 ist an ihrem äußeren Rand mit einem äußeren zylindrischen Abschnitt 38 versehen, der sich in Richtung des Motors erstreckt. Ein Zahnkranz 20 ist an dem äußeren Rand des äußeren zylindrischen Abschnittes 38 angeschweißt.
Das Schwungrad 2 ist aus einem im wesentlichen kreisförmigen Gußglied hergestellt. Das Schwungrad 2 ist an seinem radialen Außenabschnitt mit einer Reibungsoberfläche 11 versehen, die dem Getriebe gegenüberliegt und dazu vorgesehen ist, gegen einen (nicht gezeigte) Reibungsbelag einer Kupplungsscheibenanordnung gepreßt zu werden. Das Schwungrad 2 ist mit Luftlöchern 12 versehen, die radial innerhalb der Reibungsfläche 11 liegen. Jedes Luftloch 12 erstreckt sich in der Umfangsrichtung des Schwungrades 2 und hat einen in Richtung des Motors auseinanderlaufenden Abschnitt. Die Luftlöcher 12 sind jeweils entsprechend den kreisförmigen Löchern 19 ausgebildet. Das Schwungrad 2 ist weiterhin an seinem inneren Randabschnitt mit Bolzenkopfausweichlöchern 14 zur Vermeidung von störenden Beeinträchtigungen mit Köpfen der Bolzen 5 versehen. Das Schwungrad 2 ist an seinem inneren Rand mit einem sich in Richtung Motor erstreckenden zylindrischen Abschnitt 13 versehen. Der zylindrische Abschnitt 13 ist lose in die inneren Kontaktoberflächen des zylindrischen Abstützabschnittes 16' eingepaßt. Weil sich das Schwungrad 2 und die biegsame Scheibe 35 auf diese Weise gegenseitig zentrieren, kann ein zusätzliches Glied zur Zentrierung beseitigt werden.
Eine Zwischenscheibe 8 ist zwischen dem inneren Randabschnitt der biegsamen Scheibe 35 und dem inneren Randabschnitt des Schwungrades 2 angeordnet. Die Zwischenscheibe 8 hat eine ringförmige Form und hat einen Außendurchmesser, der größer ist als der des Endes der Kurbelwelle 100. Wie im vergrößerten Maßstab in Fig. 8 gezeigt, ist ein radial äußerer Abschnitt 8a der Zwischenscheibe 8 um einen vorbestimmten Winkel in Richtung des Schwungrades 2 gebogen und der äußere Randabschnitt dieses radial äußeren Abschnittes ist gebogen, um eine flache Oberfläche 8b parallel zur Seitenoberfläche des Schwungrades 2 zu bilden. Die Zwischenscheibe 8 ist an ihrem äußeren Randabschnitt mit einer Vielzahl radialer Schitze versehen, die in Randsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet sind. Die biegsame Scheibe 35 ist mit einer Vielzahl von Vorsprüngen 37 ausgebildet, die sich zwischen die Schlitze erstrecken. Infolge des obigen Aufbaus hat die Zwischenscheibe 8 in Richtung der Kupplungsfreigabeoperationsrichtung (axiale Richtung) eine hohe Steifigkeit und hat eine niedrige Steifigkeit in der Biegerichtung. Jedoch hat der radiale äußere Abschnitt 8a eine Steifigkeit in axialer Richtung, die höher ist als die in der axialen Richtung der biegsamen Scheibe 35.
In dem obigen Aufbau hat die Zwischenscheibe 8 einen Außendurchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser des Endes der Kurbelwelle 100, wodurch eine Deformation der biegsamen Scheibe 35 unterdrückt wird und es möglich ist, die Maximalspannung in der biegsamen Scheibe 35, die an ihrem mit dem äußeren Randabschnitt der Kurbelwelle 100 verbundenen Abschnitt auftreten kann, zu divergieren oder verteilen. Weil die Zwischenscheibe 8 an ihrem radialen Außenende die flache Oberfläche 8b hat, wird die Zwischenscheibe immer im stabilen Kontakt mit der Seitenoberfläche des Schwungrades 2 gebracht, wenn eine große Biegevibration auftritt. Daher ist es möglich, eine Veränderung in der Größenordnung der Kontaktreibung über die Zeit zu unterdrücken.
Die biegsame Scheibe 35 und das Schwungrad 2 sind derart angeordnet, daß zwischen dem zylindrischen Abstützabschnitt 16' und der Seitenoberfläche des Schwungrades 2 ein Spalt D gebildet ist. Im zusammengebauten Zustand ist die flache Oberfläche 8b der Zwischenscheibe 8 nicht in Kontakt mit der Seitenoberfläche des Schwungrades 2, und somit ist ein Spalt d (siehe Fig. 8) sichergestellt. Der Spalt d ist kleiner als der Spalt D.
Luft, die durch die Luftlöcher 12 und die kreisförmigen Löcher 19 strömt, die an dem Schwungrad bzw. an der biegsamen Scheibe 35 ausgebildet sind, kühlt das Schwungrad 2. Daher wird bei dem Schwungrad 2 unterdrückt, daß es eine hohe Temperatur erreicht, sogar wenn Reibungswärme an der Reibungsoberfläche 11 erzeugt wird. Dadurch ist es möglich, abnormalen Verschleiß des Reibungsbelages und frühe Verschlechterung beabsichtigter Charakteristika, die durch Wärme verursacht werden könnte, zu unterdrücken.
Die Arbeitsweise der Schwungradanordnung 121 wird unten beschrieben werden.

Dämpfung von Biegevibrationen

Wenn eine Biegevibration von der Kurbelwelle 100 des Motors zur Schwungradanordnung 121 übertragen wird, verbiegen sich die biegsame Scheibe 35 und die Zwischenscheibe 8 in der Biegerichtung, um Gleitreibung zwischen dem zylindrischen Abstützabschnitt 16' und dem zylindrischen Abschnitt 13 zu erzeugen, so daß die Biegevibration schnell gedämpft wird. Dadurch werden Geräusche während der Beschleunigung unterdrückt. Weiterhin wird Auslenkungsdrehung des Schwungrades 2 in den schräggestellten Zustand unterdrückt, so daß lokaler Verschleiß des nicht gezeigten Reibungsbelages der Kupplungsscheibenanordnung unterdrückt werden kann.
Wenn die biegsame Scheibe 35 nur in geringem Ausmaß gebogen wird, stellt sie in Abhängigkeit von den ursprünglichen Belastungen der biegsamen Scheibe 35 und der Zwischenscheibe 8 Niedrigsteifigkeitscharakteristika bereit. Insbesondere reduzieren die verminderte Dicke der biegsamen Scheibe 35 und die Bereitstellung von kreisförmigen Löchern 19 die Steifigkeit weiter.
Wenn die biegsame Scheibe 35 nur in geringem Ausmaß gebogen wird, stellt sie Charakteristika in Abhängigkeit von den ursprünglichen Belastungen der biegsamen Scheibe 35 und der Zwischenscheibe 8 bereit.
Wenn sich die biegsame Scheibe 35 in einem großen Ausmaß verbiegt, wird die flache Oberfläche 8b zwischen Scheibe 8 in Kontakt mit der Seitenoberfläche des Schwungrades 2 gebracht. Danach hängen die Charakteristika zusätzlich zu den elastischen Charakteristika der biegsamen Scheibe 35 von der Steifigkeit der Zwischenscheibe 8 ab. Weiterhin wird durch Kontakt zwischen der flachen Oberfläche 8b der Zwischenscheibe 8 und dem Schwungrad 2 Reibung erzeugt. Diese Reibung dämpft die Biegevibration.
Wenn sich die biegsame Scheibe 35 weiterbiegt, wird das Ende des zylindrischen Abstützabschnitts 16' in Kontakt mit der Seitenoberfläche des Schwungrades 2 gebracht.
Wegen der Bereitstellung der Zwischenscheibe 8 und des zylindrischen Abstützabschnitts 16' ist es möglich, eine übertriebene Bewegung der biegsamen Scheibe 35 zu verhindern, die durch Biegevibration aufgrund von Verbrennung im Motor verursacht werden könnte. Folglich steigt die Spannung nicht übermäßig an und daher kann die biegsame Scheibe 35 eine lange Lebensdauer haben.

Aufnahme von Freigabelast

Beim Vorgang der Freigabe oder Auskupplung der Kupplung wirkt eine Freigabelast auf das Schwungrad 2. Das Schwungrad 2 bewegt sich, d. h. in Richtung des Motors und deformiert dabei die biegsame Scheibe 35 axial. Das Schwungrad 2 wird dann in Kontakt mit der Zwischenscheibe 8 gebracht und deformiert dadurch die biegsame Scheibe 35 und die Zwischenscheibe 8. Schließlich wird das Schwungrad 2 in Kontakt mit dem zylindrischen Abstützabschnitt 16' der biegsamen Scheibe 35 gebracht. In diesem Zustand wirkt die Freigabelast des Schwungrades 2 über den zylindrischen Abstützabschnitt 16' auf die Kurbelwelle 100. Durch Reduzierung der axialen Bewegung des Schwungrades 2 in dieser Weise wird der Auskupplungswirkungsgrad der Kupplung verbessert. Daher kann die biegsame Scheibe 35 dünner sein als die des Standes der Technik. Folglich kann die biegsame Scheibe 35 eine verbesserte Dämpfungsfunktion haben.

Andere Wirkungen

Weil der zylindrische Abstützabschnitt 16' durch Ziehen gebildet ist, hat er generell eine hohe Steifigkeit. Daher kann seine radiale Dicke kleiner sein als diejenige im Stand der Technik. Als Folge kann der zylindrische Abstützabschnitt 16' an einem schmalen Spalt zwischen dem zylindrischen Abschnitt 13 und den Bolzen 5 angeordnet sein. Weiterhin sind die Abschnitte des zylindrischen Abstützabschnittes 16', die radial auswärts verschoben sind, in Umfangsrichtung zwischen den Bolzen 5 angeordnet, so daß der zylindrische Abstützabschnitt 16' einen größeren Durchmesser haben und auf der gleichen Seite wie die Bolzen 5 angeordnet sein kann. Auf diese Weise kann der zylindrische Abstützabschnitt 16' in einer optimalen Weise in einem kleinen Raum zwischen den Bolzen 5 und dem zylindrischen Abschnitt 13 angeordnet sein.
Gemäß der Schwungradanordnung der Erfindung begrenzt die biegsame Scheibe Radialbewegung und Schrägstellung des Schwungrades, weil der zylindrische Abstützabschnitt der flexiblen Scheibe den zylindrischen Abschnitt des Schwungrades radial überlappt. Als Folge kann die Drehung des Schwungrades in einem schräggestellten Zustand unterdrückt werden.
Gemäß dem Aufbau, bei dem der zylindrische Abschnitt und der zylindrische Abstützabschnitt in Kontakt miteinander stehen, kann die Genauigkeit der Zentrierung zwischen dem Schwungrad und der biegsamen Scheibe verbessert werden.
Weil der zylindrische Abschnitt und der zylindrische Abstützabschnitt zur Erzeugung von gegenseitiger Gleitreibung gemäß der Relativbewegung zwischen der flexiblen Scheibe und dem Schwungrad angeordnet sind, gleiten der zylindrische Abschnitt und der zylindrische Abstützabschnitt reibend aneinander ab, wenn die Schwungradanordnung die Biegevibration aufnimmt, so daß die Biegevibration schnell gedämpft werden kann.
Gemäß dem Aufbau, bei dem der zylindrische Abstützabschnitt den durch Ziehen gebildeten gewellten Abschnitt hat, hat der zylindrische Abstützabschnitt eine höhere Steifigkeit, so daß die radiale Dicke des zylindrischen Abstützabschnittes reduziert werden kann.
Gemäß dem Aufbau, bei dem der zylindrische Abstützabschnitt die innere Randoberfläche hat, die die Kontaktoberfläche in Kontakt mit der äußeren Randoberfläche des zylindrischen Abschnittes bildet, kann die Genauigkeit der Zentrierung zwischen der biegsamen Scheibe und dem Schwungrad verbessert werden.
Gemäß dem Aufbau, bei dem die Abschnitte des zylindrischen Abstützabschnittes, die nach radial auswärts verschoben werden, zwischen den Befestigungsgliedern angeordnet sind, kann der zylindrische Abstützabschnitt näher bei den Befestigungsgliedern angeordnet sein, so daß der Raum effektiver genutzt werden kann.
Der zylindrische Abstützabschnitt 16' begrenzt die radiale Bewegung und Schrägstellung des Schwungrades 2. Daher kann Auslenkungsdrehung des Schwungrades 2 im schräggestellten Zustand unterdrückt werden. Weiterhin wird das Schwungrad 2 durch den zylindrischen Abstützabschnitt 16' abgestützt werden, sogar wenn die flexible Scheibe 35 geschnitten oder gebrochen ist und eine radiale Abkopplung wird daher unterdrückt.
Weil der zylindrische Abstützabschnitt 16' durch Ziehen gebildet ist, hat er eine höhere Steifigkeit. Daher kann seine radiale Dicke kleiner sein als diejenige im Stand der Technik.
Weiterhin sind die Abschnitte des zylindrischen Abstützabschnittes, die nach radial auswärts verschoben werden, in Randsrichtung zwischen den Bolzen 5 angeordnet, so daß der zylindrischen Abstützabschnitt 16' mit einem größeren Durchmesser näher bei den Bolzen 5 angeordnet sein kann. Auf diese Weise kann der zylindrische Abstützabschnitt 16' mit geringem axialen Spalt zwischen dem zylindrischen Abschnitt 13 und den Bolzen 5 angeordnet werden und somit kann ein Raum effektiver genutzt werden.
Gemäß der Schwungradanordnung der Erfindung bewegt sich das Schwungrad in Richtung Motor, wenn eine Freigabelast auf das Schwungrad wirkt. Wenn das elastische Glied zwischen der biegsamen Scheibe und dem Schwungrad zusammengedrückt wird, zeigt sich eine hohe Steifigkeit. Wenn sich das Schwungrad weiter axial bewegt, wird das Schwungrad in Kontakt mit dem Vorsprung der biegsamen Scheibe gebracht. Weil die axiale Bewegung des Schwungrades auf diese Weise begrenzt wird, wird der Auskupplungswirkungsgrad der Kupplung verbessert.

Claims

1. Schwungradanordnung (1) zur Aufnahme eines Drehmoments von einer Kurbelwelle (100) mit:

einer biegsamen Scheibe (3, 35) mit einem kreisförmigen Scheibenkörper, der Biegsamkeit in einer Biegerichtung aufweist und an einem inneren Randabschnitt mit der Kurbelwelle (100) gekoppelt ist, und einem zylindrischen Abstützabschnitt (16), der sich axial von einem inneren Rand des kreisförmigen Scheibenkörpers weg von der Kurbelwelle (100) erstreckt; und

einem Schwungrad (2) mit einer Drehscheibe, die einen an einem äußeren Randabschnitt des kreisförmigen Scheibenkörpers befestigten äußeren Randabschnitt und einen zylindrischen Abschnitt (13) hat, der von einem inneren Umfang der Drehscheibe in Richtung der biegsamen Scheibe (3) vorsteht und radial mit dem zylindrischen Abstützabschnitt (16) überlappt.

2. Schwungradanordnung nach Anspruch 1, bei der der zylindrische Abschnitt (13) radial innerhalb des zylindrischen Abstützabschnitts (16) angeordnet ist.

3. Schwungradanordnung nach Anspruch 1, bei der der zylindrische Abschnitt (13) und der zylindrische Abstützabschnitt (16) in Kontakt miteinander stehen.

4. Schwungradanordnung nach Anspruch 1, bei der der zylindrische Abschnitt (13) und der zylindrische Abstützabschnitt (16) angeordnet sind, um als Antwort auf relative Axialbewegung untereinander Gleitreibung zu erzeugen.

5. Schwungradanordnung nach Anspruch 1, bei der der zylindrische Abstützabschnitt (16) einen durch Ziehen gebildeten, gewellten Abschnitt hat.

6. Schwungradanordnung nach Anspruch 5, bei der der zylindrische Abstützabschnitt (16) an seiner inneren Randoberfläche mit einer in Kontakt mit einer äußeren Randoberfläche des zylindrischen Abschnitts (13) stehenden Kontaktoberfläche versehen ist.

7. Schwungradanordnung nach Anspruch 6, weiterhin mit:

einer Vielzahl von in Umfangsrichtung angeordneten Befestigungsgliedern (S) zur Befestigung des inneren Randabschnittes des kreisförmigen Scheibenkörpers an der Kurbelwelle (100), wobei

Abschnitte des zylindrischen Abstützabschnitts (16) sich radial nach außen erstrecken und zwischen den Befestigungsgliedern angeordnet sind.

8. Schwungradanordnung nach Anspruch 7, bei der die Drehscheibe an einer entfernt von der biegsamen Scheibe (3) angeordneten Seite mit einer Reibungsoberfläche (11) zum Anpressen gegen ein Reibungsglied einer Kupplungsscheibe versehen ist.

9. Schwungradanordnung nach Anspruch 1, bei der ein axiales Ende des zylindrischen Abstützabschnitts (16') der biegsamen Scheibe (35) und der zylindrische Abschnitt (30) voneinander beabstandet sind und mit der Schwungradanordnung (121) in einem spannungsfreien Zustand einen vorbestimmten Spalt (D) definieren und der zylindrische Abstützabschnitt (16) der biegsamen Scheibe (35) und der zylindrische Abschnitt (13) für eine begrenzte axiale Relativverschiebung in Bezug aufeinander als Antwort auf Kräfte, die auf die biegsame Scheibe (35) oder das Schwungrad (121) wirken, konfiguriert sind.

10. Schwungradanordnung nach Anspruch 9, bei der die biegsame Scheibe (35) mit einem ringförmigen, sich axial erstreckenden Vorsprung (37) gebildet ist, wobei der Vorsprung (37) einen Durchmesser hat, der größer als ein Ende der Kurbelwelle (100) ist, wobei der Vorsprung (37) radial einwärts von dem äußeren Randabschnitt des Scheibenkörpers gebildet ist und wobei das Schwungrad (2) mit einem angrenzend an den Vorsprung (37) zum Kontakt mit diesem vorgesehenen ringförmigen Kontaktabschnitt gebildet ist, wobei der Kontaktabschnitt und der Vorsprung (37) zwischen sich einen zweiten Spalt begrenzen, wenn die Schwungradanordnung (121) in einem spannungsfreien Zustand ist.

11. Schwungradanordnung nach Anspruch 9, bei der die biegsame Scheibe (35) mit einer Vielzahl von Luftlöchern (19) gebildet ist, die radial einwärts von dem äußeren Randabschnitt des Scheibenkörpers gebildet sind, und wobei das Schwungrad (2) mit einer Vielzahl von Luftlöchern (12) gebildet ist, die allgemein den Luftlöchern (19) in der biegsamen Scheibe (35) entsprechen.

12. Schwungradanordnung nach Anspruch 9, weiterhin mit einem ringförmigen Ring (6) mit einem Durchmesser geringfügig größer als ein Außendurchmesser der Kurbelwelle (100), wobei der ringförmige Ring (6) eine Vielzahl in ihm ausgebildeter Löcher zur Aufnahme von Bolzen (5) hat, die sich durch diese und durch in der biegsamen Scheibe (3) gebildete Öffnungen zur Verbindung mit der Kurbelwelle (100) erstrecken.

13. Schwungradanordnung nach Anspruch 9, weiterhin mit einer Zwischenscheibe (8) mit einem Außendurchmesser größer als der Außendurchmesser der Kurbelwelle (100), wobei die Zwischenscheibe (8) eine Vielzahl von ihr ausgebildeten Löchern zur Aufnahme von Bolzen (5) hat, die sich durch diese und durch in der biegsamen Scheibe (35) gebildete Öffnungen zur Verbindung mit der Kurbelwelle (100) erstrecken, wobei die Zwischenscheibe (8) zwischen der biegsamen Scheibe (35) und dem Schwungrad (2) angeordnet ist, wobei die Zwischenscheibe (8) mit einem geneigten Abschnitt (8a) ausgebildet ist, der geringfügig gegen das Schwungrad (2) geneigt ist, wobei der geneigte Abschnitt (8a) und ein angrenzender Abschnitt des Schwungrades (2) mit dem Schwungrad (2) und der biegsamen Scheibe (35) in einem spannungsfreien Zustand einen Zwischenscheibenspalt begrenzen.

14. Schwungradanordnung nach Anspruch 13, bei der der vorbestimmte Spalt (D) geringfügig größer ist als der Zwischenscheibenspalt.