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Dokumentenidentifikation DE19830798B4 10.11.2005
Titel Dynamische Dämpfer- und Schwungradanordnung
Anmelder Exedy Corp., Neyagawa, Osaka, JP
Erfinder Fukushima, Hirotaka, Neyagawa, Osaka, JP
Vertreter Hoefer & Partner, 81545 München
DE-Anmeldedatum 09.07.1998
DE-Aktenzeichen 19830798
Offenlegungstag 14.01.1999
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 10.11.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.11.2005
IPC-Hauptklasse F16F 15/136

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen einen dynamischen Dämpfer und eine Schwungradanordnung. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung einen dynamischen Dämpfer, der bei einem Betrieb einer Eingangswelle eines Getriebes betätigt wird, um eine Schwingung zu dämpfen.

Im Zusammenhang mit einem derartigen dynamischen Dämpfer und einer Schwungradanordnung ist von der Anmelderin schon ein Stand der Technik entwickelt worden, welcher in der japanischen offengelegten Patentschrift Nr. 6-48031 B2 veröffentlicht ist.

Gemäß dem obigen Stand der Technik ist ein zweites Schwungrad, welches einen Massebereich bildet, mit einem Antriebs- und Übertragungssystem durch einen Torsionsdämpfermechanismus gekuppelt, um eine Torsionsschwingung auf das Antriebs- und Übertragungssystem nur dann zu dämpfen, wenn eine Kupplungsscheibe gegen ein erstes Schwungrad gedrückt wird. Dadurch wird in einem gelösten bzw. ausgekuppelten Zustand einer Kupplung ein betriebshemmendes Schalten des Getriebes verhindert, während Getriebegeräusche (Leerlaufgeräusche) des Getriebes in einer Leerlaufstellung wie auch Schwingungen und Geräusche des Getriebes während des Fahrens eines Fahrzeugs verhindert werden.

Als ein verwendbarer Aufbau zur Verbesserung von Dämpfungscharakteristiken kann der dynamische Dämpfer Gummielemente anstelle von Schraubenfedern verwenden, welche in Torsionsdämpfern verwendet werden. Wie beispielsweise in 13 gezeigt, kann ein zweites Schwungrad 71 mit einer Eingangswelle 9 eines Getriebes in einem Antriebs- und Getriebesystem durch ein ringförmiges Gummielement 72 gekuppelt werden.

In dem in 13 gezeigten Aufbau mit dem ringförmigen Gummielement 72 wird das Gummielement 72, welches zwischen dem zweiten Schwungrad 71 und der Eingangswelle 9 wirkt, in erster Linie einer Scherkraft ausgesetzt, und daher tritt darin eine Scherdeformation auf. Daher können die verbundenen Bereiche des Gummielements 72 und des zweiten Schwungrads 71 voneinander getrennt werden und/oder das Gummielement 72 kann infolge der Scherbelastung zerstört werden. Um diese Nachteile zu verhindern, ist es notwendig, die obigen Bereiche zu verstärken und/oder ihre Steifigkeit zu erhöhen, was zu einer Erhöhung der Kosten führt. Wenn die Steifigkeit des Gummielements erhöht wird, können zudem die gewünschten Dämpfungscharakteristiken nicht erhalten werden.

Aus der DE 37 05 160 A1 ist eine Dämpferanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.

Daher gibt es eine Notwendigkeit für einen dynamischen Dämpfer und eine Schwungradanordnung, welche die oben erläuterten Probleme des Standes der Technik überwindet. Die vorliegende Erfindung ist auf diese Notwendigkeiten im Stand der Technik sowie auch weitere Notwendigkeiten gerichtet, welche aus der vorliegenden Offenbarung deutlich werden.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schwungradanordnung bzw. einen dynamischen Dämpfer zu schaffen, bei welchem Gummielemente verwendet werden können, und welcher eine Belastung verringern kann, welche auf die Gummielemente und Bereiche um diese Elemente ausgeübt werden, ohne daß sich die Kosten erhöhen und die Dämpfungscharakteristiken verschlechtert werden.

Diese Aufgabe wird durch einen dynamischen Dämpfer bzw. eine Schwungradanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein dynamischer Dämpfer in einem Kupplungsmechanismus einsetzbar, um einen mit einer Eingangswelle eines Getriebes gesperrten bzw. verriegelten Betrieb durchzuführen. Der dynamische Dämpfer umfaßt einen Massebereich, eine Unter- bzw. Nebenkupplung und elastische Teile. Der Kupplungsmechanismus ist zur Kupplung einer Kurbelwelle eines Motors mit der Eingangswelle des Getriebes vorgesehen und umfaßt eine Hauptkupplung. Der Massebereich wirkt in Übereinstimmung mit einer Drehung der Eingangswelle des Getriebes. Die Unterkupplung löst eine verriegelte Beziehung zwischen der Eingangswelle des Getriebes und dem Massebereich, wenn die Hauptkupplung die Kupplung bzw. Verbindung zwischen der Kurbelwelle des Motors und der Eingangswelle des Getriebes löst. Die elastischen Teile sind in einer Umfangsrichtung angeordnet und weisen jeweils Gummielemente auf. Die elastischen Teile kuppeln die Eingangswelle des Getriebes und den Massebereich in der Rotationsrichtung elastisch, indem in erster Linie die Gummielemente gebogen oder zusammengedrückt werden, wenn die Eingangswelle des Getriebes und der Massebereich durch die Unterkupplung miteinander verriegelt werden. Der Massebereich ist über die Gummielemente derart mit der Eingangsplatte verbunden, dass der Massebereich ausschließlich über die Gummielemente abgestützt ist.

Bei einem derartigen mit dem dynamischen Dämpfer ausgestatteten Kupplungsmechanismus wird ein Drehmoment, welches von der Kurbelwelle des Motors übertragen wird, über die Hauptkupplung zur Eingangswelle des Getriebes übertragen. Wenn sich die Hauptkupplung in der Eingriffsposition befindet, gelangt die Unterkupplung in den verriegelten Zustand, in dem der Dämpfermechanismus in Übereinstimmung mit der Drehung der Eingangswelle des Getriebes betrieben wird. Deshalb dämpft der dynamische Dämpfer Geräusche in der Leerlaufstellung des Getriebes sowie Geräusche während des Fahrens. Der obige Aufbau verwendet keinen Trägheitsdämpfer, welcher eine Resonanz durch bloßes Hinzufügen einer Trägheit verhindert, sondern verwendet den dynamischen Dämpfer. Deshalb ist es möglich, die Schwingung der Eingangswelle des Getriebes in einem Teilrotationsbereich zu dämpfen. Dementsprechend kann die Schwingung auf ein Niveau verringert werden, welches durch den Trägheitsdämpfer nicht erreicht werden kann.

Bei dem Aufbau gemäß dem obigen Aspekt der vorliegenden Erfindung kuppeln die elastischen Teile die Eingangswelle des Getriebes und den Massebereich miteinander. Deshalb können ein Element auf der Getriebe-Eingangswellenseite und ein Element auf der Massebereichsseite an in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Seiten des elastischen Teils angeordnet werden, und die Kraft wird von der Eingangswelle des Getriebes auf den Massebereich durch das Gummielement übertragen, welches in erster Linie zusammengedrückt und gebogen wird, ohne daß es einer Scherkraft ausgesetzt ist.

Wie oben beschrieben wird beim dynamischen Dämpfer des obigen Aspekts der vorliegenden Erfindung eine Scherdeformation des Gummielements verhindert und Biegungs- oder Druckdeformationen, deren zulässiger Bereich größer als der der Scherdeformation ist, tritt in erster Linie im Gummielement auf. Verglichen mit dem Aufbau, bei dem die Eingangswelle des Getriebes und der Massebereich durch das Gummielement gekuppelt sind, welches in erster Linie einer Scherkraft ausgesetzt ist, ist es deshalb möglich, eine Belastung zu verringern, welche auf die Gummielemente und Bereiche um diese herum ausgeübt wird, ohne die Materialqualität der Gummielemente zu verbessern und ohne die Steifigkeit der Gummielemente (und somit ohne Aufgabe einer Dämpfungsleistung) zu erhöhen.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der dynamische Dämpfer des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung weiter das Merkmal auf, daß die Gummielemente zylindrisch sind. Jedes der elastischen Teile weist das Gummielement, ein radiales inneres Zylinderelemente und ein radiales äußeres Zylinderelement auf. Das radiale innere Zylinderelement ist an der inneren Umfangsfläche des Gummielements befestigt und das radiale äußere Zylinderelement ist an der äußeren Umfangsfläche des Gummielements befestigt.

Eines der Zylinderelemente (das radiale innere Zylinderelement oder das radiale äußere Zylinderelement) ist mit der Eingangswelle des Getriebes gekuppelt und das andere ist mit dem Massebereich gekuppelt, so daß die Eingangswelle des Getriebes und der Massebereich elastisch miteinander gekuppelt sind.

Gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Gummielement zwischen dem radial inneren und dem äußeren Zylinderelement zylindrisch und nimmt jeweils eine Kraft durch seine inneren und äußeren Umfangsflächen von den radialen inneren und äußeren Zylinderelementen auf. Somit weist das Gummielement die zylindrische Form auf und nimmt die Kraft in radialer Richtung auf, so daß eine Konzentration der Belastung im Gummielement verhindert werden kann. Weiter wird die Kraft auf das zylindrische Gummielement derart ausgeübt, daß das Gummielement in erster Linie einer Druckkraft ausgesetzt ist. Wenn das Gummielement mit einem Hohlraum bzw. einer Aushöhlung oder dergleichen versehen ist, ist es in erster Linie einer Biegekraft ausgesetzt.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Schwungradanordnung ein Schwungrad und einen dynamischen Dämpfer auf. Das Schwungrad ist mit einer Kurbelwelle eines Motors nicht drehbar bzw. drehfest gekuppelt. Das Schwungrad ist lösbar mit einer Kupplungsscheibenanordnung gekuppelt, welche mit einer Eingangswelle des Getriebes gekuppelt ist. Der dynamische Dämpfer entspricht demjenigen des ersten oder zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der dynamische Dämpfer zusammen mit dem Schwungrad in der Schwungradanordnung eingebaut. Dies erleichtert einen Montagevorgang zur Befestigung der Schwungradanordnung an der Kurbelwelle des Motors, der Kupplungsscheibenanordnung oder der Eingangswelle des Getriebes.

Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Schwungradanordnung gemäß dem dritten Aspekt weiter ein Plattenelement auf. Das Plattenelement weist einen inneren Umfangsbereich auf, welcher an der Kurbelwelle des Motors befestigt ist, und einen äußeren Umfangsbereich, welcher am Schwungrad befestigt ist. Das Plattenelement hat eine vorbestimmte Steifigkeit und nimmt eine Schwingung entlang einer Rotationsachse auf. Bei diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Plattenelement zwischen der Kurbelwelle des Motors und dem Schwungrad angeordnet. Daher ist es möglich, die Axialschwingungen durch die Schwungradanordnung zu verringern.

Weitere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung verständlich, welche bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung offenbaren.

In der Zeichnung ist:

1 eine Teilquerschnittsansicht einer oberen Hälfte einer Schwungradanordnung mit einem dynamischen Dämpfer gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

2 eine teilweise vordere Innenansicht eines Masseelements der in 1 dargestellten Schwungradanordnung;

3 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht einer Anordnung eines elastischen Teils der in 1 dargestellten Schwungradanordnung;

4 eine rechtsseitige Draufsicht des in den 1 und 3 dargestellten elastischen Teils aus Sicht der Motorseite der in 1 dargestellten Schwungradanordnung;

5 eine linksseitige Vorderansicht des in den 1, 3 und 4 dargestellten elastischen Teils aus Sicht der Getriebeseite der in 1 dargestellten Schwungradanordnung;

6 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht eines Teils einer Unterkupplung und eines Positionskorrekturmechanismus der in 1 dargestellten Schwungradanordnung;

7 eine auseinandergezogene Querschnittsansicht von ausgewählten Teilen der in 1 dargestellten Schwungradanordnung;

8 eine Teilquerschnittsansicht der Unterkupplung der in den 1 und 7 dargestellten Schwungradanordnung, wobei sich die Unterkupplung in einer ersten gelösten Position befindet;

9 eine Teilquerschnittsansicht der Unterkupplung der in den 1 und 7 dargestellten Schwungradanordnung, wobei sich die Unterkupplung in einer zweiten gelösten Position befindet;

10 eine Teilquerschnittsansicht der Unterkupplung der in den 1 und 7 dargestellten Schwungradanordnung, wobei sich die Unterkupplung in einer ersten Eingriffsposition befindet;

11 eine Teilquerschnittsansicht der Unterkupplung der in den 1 und 7 dargestellten Schwungradanordnung, wobei sich die Unterkupplung in einer zweiten Eingriffsposition befindet;

12 eine zu 4 ähnliche seitliche Draufsicht des elastischen Teils, jedoch in einem deformierten Zustand; und

13 eine Teilquerschnittsansicht einer Schwungradanordnung mit einem dynamischen Dämpfer, welcher in einem Kupplungsmechanismus gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

Unter Bezugnahme auf 1 ist eine Teilquerschnittsansicht eines Kupplungsmechanismus 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Kupplungsmechanismus 1 besteht im wesentlichen aus einer Schwungradanordnung 2 und einer Hauptkupplung 3. Die Hauptkupplung 3 weist eine Kupplungsabdeckung 4 und eine Kupplungsscheibenanordnung 5 auf. Der Kupplungsmechanismus 1 weist eine Rotationsachse auf, welche durch die Linie O-O in 1 dargestellt ist.

Die in 1 dargestellte Schwungradanordnung 2 weist einen dynamischen Dämpfer 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auf. Die Schwungradanordnung 2 und der dynamische Dämpfer 10 sind Teil des Kupplungsmechanismus 1, welcher eine Kurbelwelle 8 eines Motors mit einer Eingangswelle 9 eines Getriebes in Eingriff und außer Eingriff bringt. Der dynamische Dämpfer 10 dient zur Dämpfung von Schwingungen des Getriebes, wenn die Eingangswelle 9 des Getriebes durch eine Zusatz- bzw. Unterkupplung 13 gekuppelt ist.

Die Schwungradanordnung 2 ist mit der Kurbelwelle 8 des Motors drehfest gekuppelt. Die Schwungradanordnung 2 besteht im wesentlichen aus einem Schwungrad 2a, einer flexiblen Plattenanordnung 2b und dem dynamischen Dämpfer 10. Wie in 7 gezeigt, ist die Schwungradanordnung 2 in einer auseinandergezogenen Form dargestellt, um ausgewählte Teile der Schwungradanordnung 2 zu zeigen. Das Schwungrad 2a und die flexible Plattenanordnung 2b sind miteinander an ihren äußeren Umfangsbereichen in einer herkömmlichen Weise gekuppelt, wie in 1 gezeigt. Die flexible Plattenanordnung 2b besteht im wesentlichen aus einer dicken kreisförmigen Platte mit einer dünnen flexiblen Platte 2c, welche an den inneren Umfangsbereich der dicken kreisförmigen Platte befestigt ist. Insbesondere ist das innere Ende der dünnen flexiblen Platte 2c feststehend am inneren Ende der dicken kreisförmigen Platte gesichert. Das andere Ende der flexiblen Platte 2c ist mittels sieben Schrauben 8a, welche in Umfangsrichtung und in gleichen Abständen voneinander entfernt angeordnet sind, an der Kurbelwelle 8 des Motors befestigt. Der dynamische Dämpfer 10 wird später noch im Detail beschrieben.

Wie in 1 gezeigt, besteht die Kupplungsabdeckung 4 der Hauptkupplung 3 im wesentlichen aus einem Kupplungsdeckel 4a, einer ringförmigen Tellerfeder 4b und einer Druckplatte 4c. Die Kupplungsabdeckung 4 der Hauptkupplung 3 ist normalerweise in Richtung des Motors (d.h. in 1 nach links) durch die Tellerfeder 4b vorgespannt. Der Kupplungsdeckel 4a ist an seinem äußeren Umfangsbereich an ein Ende des Schwungrads 2a nahe dem Getriebe (d.h. in 1 am rechten Ende) befestigt. Der innere Umfangsbereich des Kupplungsdeckels 4a trägt einen radialen mittleren Bereich der Tellerfeder 4b über Drahtringe (nicht gezeigt) in einer herkömmlichen Weise. Die Druckplatte 4c wird innerhalb des Kupplungsdeckels 4a in einer herkömmlichen Weise durch den äußeren Umfangsbereich der Tellerfeder 4b und anderen Teilen (nicht gezeigt) gehalten. Die Druckplatte 4c bewegt sich in axialer Richtung, wenn sich ein Ausrücklager (nicht gezeigt) dem inneren Umfang der Tellerfeder 4b entlang der Rotationsachse O-O bewegt, d.h. in axialer Richtung, um die Druckplatte 4c durch die Tellerfeder 4b vorzuspannen oder die Tellerfeder 4b von dieser zu lösen. Die Kupplungsabdeckung 4 dient zum Vorspannen der Druckplatte 4c in Richtung des Schwungrads 2a und wirkt dabei zum Halten der Kupplungsscheibenanordnung 5 zwischen dem Schwungrad 2a und der Druckplatte 4c, um die Kupplungsabdeckung 4 und die Kupplungscheibenanordnung 5 miteinander in Reibungseingriff zu bringen.

Die Kupplungsscheibenanordnung 5 der Hauptkupplung besteht im wesentlichen aus einem Reibungseingriffsbereich mit Reibungsflächen 5a, einer Keilnabe 5c und Schraubenfedern 5b. Die Keilnabe 5c weist eine innere Bohrung mit Keilen auf, um mit den Keilen der Eingangswelle 9 des Getriebes einzugreifen, um sich mit dieser zu drehen. Die Schraubenfedern 5b kuppeln den Reibungseingriffsbereich und die Keilnabe 5c elastisch miteinander in Rotationsrichtung.

Unter Bezugnahme auf die 1 und 7 wird nachfolgend ein Aufbau des dynamischen Dämpfers 10 beschrieben. Der dynamische Dämpfer 10 besteht im wesentlichen aus einem Masseelement (Massebereich) 11, elastischen Teilen bzw. Elastikbereichanordnungen (elastischen Bereichen) 12, einer Eingangsplatte (Eingangsbereich) 14 und einer Unterkupplung 13.

Der Massebereich 11 weist einen ringförmigen Hauptmassebereich 11a und einen ringförmigen oder kreisförmigen Plattenbereich 11b auf. Der Hauptbereich 11a weist einen im allgemeinen dreieckigen Querschnitt auf, welcher radial nach außen auseinandergeht bzw. divergiert. Der ringförmige oder kreisförmige Plattenbereich 11b ist mit dem inneren Bereich des Hauptbereichs 11a einstückig gebildet, wie in den 1 und 2 gezeigt. Der kreisförmige Plattenbereich 11b ist vorzugsweise mit zehn kreisförmigen Öffnungen bzw. Ringöffnungen 11c versehen, welche in Umfangsrichtung in gleichen Abständen voneinander angeordnet sind, wie in 2 gezeigt. Jede der Ringöffnungen 11c nimmt eines der elastischen Teile 12 darin auf.

Die elastischen Teile 12 kuppeln den Massebereich 11 und die Eingangsplatte 14 elastisch miteinander, wie in den 1 und 3 gezeigt. Wie in den 3 bis 5 gezeigt, besteht jedes elastische Teil 12 aus einem zylindrischen Gummielement 21, einem radial äußeren Zylinderelement 22 und einem radial inneren Zylinderelement 23. Das äußere Zylinderelement 22 ist an der äußeren Umfangsfläche des Gummielements 21 befestigt. Das radial innere Zylinderelement 23 ist an der inneren Umfangsfläche des Gummielements 21 befestigt. Die radial äußeren und inneren Zylinderelemente 22 und 23 sind aus einem harten, starren Material, wie z.B. Stahl, hergestellt.

Jedes der Gummielemente 21 ist einstückig mit einem Hauptbereich (erster Gummibereich) 21a und einem äußeren Umfangsvorsprung (zweiter Gummibereich) 21b gebildet. Der äußere Umfangsvorsprung 21b ist an der äußeren Umfangsfläche (Oberfläche) des Hauptbereichs 21a angeordnet. Genauer ist der äußere Umfangsbereich 21b an der ausgehend von 3 rechten Seite (d.h., der getriebenahen Seite) des Hauptbereichs 21a angeordnet. Wie in den 4 und 5 gezeigt, weist jedes Gummielement 21 zwei Hohlräume 21c auf, welche sich axial durch das Gummielement 21 erstrecken. In den 4 und 5 stellen die Richtungen R1 und R2 die Umfangsrichtung dar und eine Richtung D1 stellt eine radiale Richtung dar. Wie in 4 gezeigt, weist jeder Hohlraum 21c eine längliche Form oder eine nierenförmige Form auf, wobei sich seine Länge in radialer Richtung erstreckt, und seine Breite (auf welche als "Raum" Bezug genommen wird) S erstreckt sich in Umfangsrichtung. Demgemäß sind die Hohlräume 21c in radialer Richtung länger als in Umfangsrichtung.

Das radiale innere Zylinderelement 23 weist eine zylindrische Form und eine axiale Länge auf, welche im wesentlichen gleich der axialen Länge des Gummielements 21 ist, wie in 3 gezeigt. Das radial äußere Zylinderelement 22 weist ebenfalls eine im wesentlichen zylindrische Form auf. Jedoch ist die axiale Länge des radial äußeren Zylinderelements 22 kürzer als die des radial inneren Zylinderelements 23 und des Gummielements 21. Das radial äußere Zylinderelement 22 ist aus einem zylindrischen Bereich 22a und einem gebogenen Bereich 22b gebildet, welcher sich von einem Ende des zylindrischen Bereichs 22a nahe der Getriebeseite radial nach außen erstreckt. Die Fläche des gebogenen Bereichs 22b, welcher in Richtung des Getriebes liegt, ist an die Fläche des äußeren Umfangsvorsprungs 21b geklebt, welche in Richtung des Motors liegt.

Jedes elastische Teil 12 ist in der Ringöffnung 11c des Masseelements 11 angeordnet, wie in den 1, 2 und 7 gezeigt. Die äußere Umfangsfläche des zylindrischen Bereichs 22a des radialen äußeren Zylinderelements 22 ist an der inneren Umfangsfläche der Ringöffnung 11c befestigt. Jedes radial innere Zylinderelement 23 ist andererseits mit dem äußeren Umfangsbereich der Eingangsplatte 14 durch einen Stift 16 gekuppelt, wie in 1 gezeigt. Somit kuppelt jedes elastische Teil 12 den Massebereich 11 und die Eingangsplatte 14 elastisch miteinander in Umfangs-, Axial- und Radialrichtung.

Wenn ein kleiner Drehmomentbetrag zwischen dem Masseelement 11 und der Eingangsplatte 14 übertragen wird, hängt die Elastizität des elastischen Teils 12 in Umfangsrichtung in erster Linie von einer Biegesteifigkeit der Hauptbereiche 21a des Gummielements 21 ab, welche mit dem radialen inneren Zylinderelement 23 zwischen sich diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Wenn sich das zwischen dem Massebereich 11 und der Eingangsplatte 14 übertragene Drehmoment erhöht, bewegen sich der Massebereich 11 und die Eingangsplatte 14 in Rotationsrichtung relativ zueinander. Diese Relativbewegung verursacht, daß einer der Hohlräume 21c jedes Gummielements 21 zusammengedrückt wird, wie in 12 gezeigt. Dabei wird die Elastizität des elastischen Teils 12 in Umfangsrichtung in erster Linie durch die Kompressionssteifigkeit des Bereichs des Hauptbereichs 21a des Gummielements 21 bestimmt. Genauer, die Kompressionssteifigkeit des Bereichs, welcher einen Endbereich in Umfangsrichtung des radialen inneren Zylinderelements 23 bildet und benachbart zum Hohlraum 21c mit verkleinerten bzw. verschwundenen Räumen ist. Wie aus 12 ersichtlich ist, werden nachdem die Räume eines der Hohlräume 21c zusammenfallen oder im wesentlichen verschwinden, der Massebereich 11 und die Eingangsplatte 14 im wesentlichen steif ohne wesentliche Elastizität zwischen sich gekuppelt.

Die Axialelastizität des elastischen Teils 12 wird im wesentlichen durch die Kompressionssteifigkeit des äußeren Umfangsvorsprungs 21b des Gummielements 21 in axialer Richtung bestimmt, wie in 3 gezeigt.

Die Elastizität des elastischen Teils 12 in radialer Richtung wird im wesentlichen durch die Kompressionssteifigkeit des Hauptbereichs 21a des Gummielements 21 bestimmt. Genauer wird die Elastizität des elastischen Teils 12 in radialer Richtung in erster Linie durch die Kompressionssteifigkeit der Bereiche des Hauptbereichs 21a bestimmt, welche einander diametral gegenüber liegen, wobei sich die radialen inneren Zylinderelemente 23 zwischen ihnen befinden (siehe 3 bis 5).

Wie in den 1, 7 und 8 gezeigt, ist die Eingangsplatte 14 einstückig aus einem ringförmigen Plattenbereich 14a, einem konischen Bereich 14b, einem zylindrischen Bereich 14c und einem konkaven Bereich 14d gebildet. Die Eingangsplatte 14 ist an ihrem radialen inneren Bereich an einer inneren Lauffläche 6b eines Kugellagers 6 befestigt, wie in 1 gezeigt, während eine äußere Lauffläche 6a des Lagers 6 an der Kurbelwelle 8 des Motors befestigt ist, wie ebenfalls in 1 gezeigt. Demgemäß ist die Eingangsplatte 14 mit der Kurbelwelle 8 des Motors für eine Rotationsbewegung über das Kugellager 6 gekuppelt. Jedoch ist die Eingangsplatte 14 mit der Kurbelwelle 8 des Motors in axialer und radialer Richtung nicht bewegbar gekuppelt.

Wie in den 3 und 7 gezeigt, weist der ringförmige Plattenbereich 14a an seinen radialen äußeren Bereichen angeordnete Öffnungen 14f auf, welche die Bewegung der jeweiligen Stifte 16 in Rotations- und Radialrichtung beschränken. Wie in 3 gezeigt, ist der ringförmige Plattenbereich 14a ebenfalls mit mehreren Aussparungen 14g versehen, um die Bewegung der Köpfe 16a der jeweiligen Stifte 16 in Richtung des Motors zu beschränken. Somit wird eine Bewegung der elastischen Teile 12 in Richtung des Motors (d.h. in 3 nach links) durch die Köpfe 16a der Stifte 16 beschränkt, welche in die Aussparungen 14g eingreifen.

Die Bewegung der elastischen Teile 12 in Richtung des Getriebes wird durch die Enden der radialen inneren Zylinderelemente 23 auf der Getriebeseite beschränkt, welche die Fläche des ringförmigen Plattenelements 19 berühren, welche in Richtung der Motorseite liegt. Die Bewegung der elastischen Teile 12 in Richtung des Getriebes wird ebenfalls durch die Flächen der äußeren Umfangsvorsprünge 21b auf der Getriebeseite beschränkt, welche die Fläche des ringförmigen Plattenelements 14a berühren, welches in Richtung der Motorseite liegt.

Der konische Bereich 14b erstreckt sich vom inneren Umfang des ringförmigen Plattenbereichs 14a radial nach innen und schräg in Richtung des Motors. Der konische Bereich 14b ist an seiner inneren Umfangsseite mit Zähnen 14e (zweites Zahnrad) versehen, wie in 8 gezeigt.

Der zylindrische Bereich 14c erstreckt sich vom inneren Umfang des konischen Bereichs 14b in Richtung des Motors im wesentlichen entlang der Achse O-O. Der zylindrische Bereich 14c weist eine sich verjüngende innere Umfangsfläche auf, welche in Richtung des Motors konvergiert.

Der konkave Bereich 14d ist radial innen am zylindrischen Bereich 14c angeordnet und an einer Mitte seiner Basis mit einer Aussparung und einer Öffnung versehen, in welche ein Kernelement 15 eingeführt und befestigt wird, wie in 1 gezeigt. Die äußere Umfangsfläche des konkaven Bereichs 14d ist an der inneren Lauffläche 6b des Kugellagers 6 befestigt (siehe 1 und 8).

Wie oben beschrieben ist der Massebereich 11 mit den elastischen Teilen 12 gekuppelt. Die elastischen Teile 12 sind ihrerseits mit der Eingangsplatte 14 gekuppelt, welche auf der Kurbelwelle 8 des Motors getragen wird. Somit werden diese drei Komponenten (der Massebereich 11, die elastischen Teile 12 und die Eingangsplatte 14) drehbar auf der Kurbelwelle 8 des Motors getragen.

Die Unterkupplung 13 ist ein Kupplungsmechanismus von einem Zahnrad-Eingriffstyp, um selektiv die obigen drei Komponenten (das Masseelement 11, die elastischen Teile 12 und die Eingangsplatte 14) mit und von der Eingangswelle 9 des Getriebes in Eingriff und außer Eingriff zu bringen. Wie in den 7 bis 11 gezeigt, besteht die Unterkupplung 13 im wesentlichen aus einer Synchronradanordnung 30, einem Synchronblock 41, einer Rückstellfeder 42, einem Springring 43 und den inneren Umfangsbereichen 14b, 14c und 14d der Eingangsplatte 14.

Wie in den 6 und 8 bis 11 gezeigt, weist die Synchronradanordnung 30 im wesentlichen einen Hauptkörper 31, eine Kraftverringerungseinrichtung 33, ein Freilauf- bzw. Einweg-Eingriffselement 34 und einen Drahtring 39 auf. Die Synchronradanordnung 30 ist mit einer Positionskorrektur-Einrichtung 32 versehen, welche durch Freilauf- bzw. Einwegvertiefungen 31d und das Freilauf-Eingriffselement 34, wie oben beschrieben, gebildet ist.

Der Hauptkörper 31 besteht im wesentlichen aus einem großen Zylinderbereich 31a, einem Synchronrad (erstes Zahnrad) 31b, welches sich vom Ende des großen Zylinderbereichs 31a, welches sich am nächsten zum Motor befindet, radial nach außen erstreckt, und einem kleinen Zylinderbereich 31c, welcher sich vom Ende des großen Zylinderbereichs 31a, welches sich am nächsten zum Motor befindet, radial nach innen erstreckt.

Der große Zylinderbereich 31a weist an seiner inneren Umfangsfläche Keilnuten 31f auf, welche sich mit den Keilen der Eingangswelle 9 des Getriebes im Eingriff befinden (siehe 6). Somit ist der Hauptkörper 31 mit der Eingangswelle 9 des Getriebes keilverzahnt. Diese Anordnung ermöglicht es, daß sich der Hauptkörper 31 axial bezüglich der Eingangswelle 9 des Getriebes bewegen kann. Jedoch kann der Hauptkörper 31 bezüglich der Eingangswelle 9 des Getriebes nicht gedreht werden. Der große Zylinderbereich 31a weist außerdem an seiner äußeren Umfangsfläche Freilaufvertiefungen 31d auf, wie in 6 gezeigt. Die Flächen der Freilaufvertiefungen 31d, welche in Richtung des Motors liegen, d.h., die Fläche, welche die rechte Kante der Vertiefung bildet, wie aus 6 ersichtlich ist, ist im wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse O-O. Die Flächen der Freilaufvertiefungen 31d, welche in Richtung des Getriebes liegen, d.h., die aus 6 ersichtliche linke Fläche, sind geneigt bzw. schräggestellt, so daß ihre inneren Umfänge bezüglich ihrer äußeren Umfänge in Richtung des Getriebes verschoben sind.

Das Synchronrad 31b liegt gegenüber den Zähnen 40e des konischen Bereichs 14b der Eingangsplatte 14. Ein kleiner Raum ist zwischen den Zähnen 14e der Eingangsplatte 14 und den Zähnen des Synchronrades 31b gebildet, wenn sich die Unterkupplung 13 im in 8 gezeigten gelösten bzw. ausgerückten Zustand befindet. Wenn sich die Unterkupplung 13 im Eingriffszustand bzw. eingerückten Zustand befindet, wie in 10 gezeigt, kämmen die Zähne 14e der Eingangsplatte 14 mit den Zähnen des Synchronrades 31b.

Der kleine Zylinderbereich 31c des Hauptkörpers 31 weist einen kleineren Durchmesser als der große Zylinderbereich 31a auf. Die innere Umfangsfläche des kleinen Zylinderbereichs 31c befindet sich in einem axial bewegbaren Kontakt mit dem Kernelement 15. Die äußere Umfangsfläche des kleinen Zylinderbereichs 31c weist Zähne an ihrem Bereich auf, welcher sich dem Motor am nächsten befindet (linker Bereich bei Betrachtung von 8) und weist ebenfalls eine ringförmige Vertiefung 31e an einem Bereich auf, welcher sich am nächsten zum Getriebe befindet (rechter Bereich bei Betrachtung von 8). Die einander gegenüberliegenden Seitenflächen der Vertiefung 31e beschränken die axiale Bewegung des Drahtrings 39 bezüglich des Hauptkörpers 31. Die innere Umfangsfläche der Vertiefung 31e weist einen kleineren Durchmesser als der innere Durchmesser des Drahtrings 39 auf, so daß der Drahtring 39 in der Vertiefung 31e elastisch und radial in Richtung der Mitte der Anordnung deformiert werden kann.

Bezugnehmend auf die 1 und 6 ist die Kraftverringerungseinrichtung 33 vorgesehen, um die von der Keilnabe 5c der Kupplungsscheibenanordnung 5 auf den Hauptkörper 31 übertragene Axialkraft auf einen vorbestimmten Wert zu verringern. Die Kraftverringerungseinrichtung 33 besteht im wesentlichen aus einem Übertragungselement 35, einem Paar von Federn 36, einem Federrückhalteelement 37 und einem Ring 38, wie in 6 gezeigt. Das dem Getriebe am nächsten kommende Ende des Übertragungselements 35 berührt die Endfläche der Keilnabe 5c, welche in Richtung des Motors liegt, wie in 1 gezeigt.

Wie in 6 gezeigt, besteht das Federrückhalteelement 37 aus einem zylindrischen inneren Umfangsrückhaltebereich 37a und einem axialen Rückhaltebereich 37b, welcher sich vom Ende des inneren Umfangsrückhaltebereichs 37a, welches sich am nächsten zum Motor befindet, radial nach außen erstreckt. Eine Vertiefung 37c ist an einem Bereich der äußeren Umfangsfläche des inneren Umfangsrückhaltebereichs 37a, welcher sich am nächsten zum Getriebe befindet, gebildet, um den Ring 38 darin zu halten. Die Federn 36 sind vorzugsweise zwei ringförmige Schraubenfedern. Jede Feder 36 weist einen Innendurchmesser auf, welcher fast gleich dem Außendurchmesszr des inneren Umfangs-Rückhaltebereichs 37a ist. Die Federn 36 werden zwischen der Endfläche des Übertragungselements 35, welches sich am nächsten zum Motor befindet, und der Endfläche des axialen Rückhaltebereichs 37b, welches sich am nächsten zum Getriebe befindet, gehalten. Der Ring 38 ist in der Vertiefung 37c befestigt und beschränkt die Bewegung des Übertragungselements 35 in Richtung des Getriebes.

Das Freilauf-Eingriffselement 34 ist eine ringförmige Platte, welche die Axialkraft zwischen der Kraftverringerungseinrichtung 33 und dem Hauptkörper 31 überträgt. Wie oben erwähnt, bildet das Freilauf-Eingriffselement 34 zusammen mit dem Hauptkörper 31 und den Freilauf-Vertiefungen 31d die Positionskorrektureinrichtung 32. Die innere Umfangsfläche des Freilauf-Eingriffselements 34 verjüngt sich und divergiert in Richtung des Motors. Die Steigung der inneren Umfangsfläche des Freilauf-Eingriffsbereichs 34 ist im wesentlichen gleich der Steigung der Flächen der Freilauf-Vertiefungen 31d, welche in Richtung des Getriebes liegen. Die in Getrieberichtung liegende Fläche des Freilauf-Eingriffselements 34 befindet sich mit dem axialen Rückhaltebereich 37b des Federrückhalteelements 37 der Kraftverringerungseinrichtung 33 in Kontakt. Das Freilauf-Eingriffselement 34 weist eine vorbestimmte Elastizität auf und wird radial in einer nach außen gerichteten Richtung durch eine Kraft deformiert, welche auf seine innere Umfangsfläche radial nach außen ausgeübt wird.

Die Positionskorrektureinrichtung 32 verwendet das Ineinandergreifen des Freilauf-Eingriffselements 34 mit einer der Freilauf-Vertiefungen 31d (d.h. einem Paar des Freilauf-Eingriffsbereichs), wie auch die elastische Deformation des Freilauf-Eingriffselements 34 (siehe 6 um die richtige Relativposition des Hauptkörpers 31 und der Kraftverringerungseinrichtung 33 zu erhalten). Diese Positionskorrektureinrichtung 32 verhindert die Relativbewegung in axialer Richtung zwischen der Kraftverringerungseinrichtung 33 und dem Hauptkörper 31, wenn die zwischen der Kraftverringerungseinrichtung 33 und dem Hauptkörper 31 übertragene Axialkraft einen vorbestimmten Wert (F1) nicht überschreitet. Wenn die zwischen der Kraftverringerungseinrichtung 33 und dem Hauptkörper 31 übertragene Axialkraft den vorbestimmten Wert (F1) übersteigt, bewegt die Positionskorrektureinrichtung 32 den Hauptkörper 31 der Kraftverringerungseinrichtung 33 in Richtung des Motors. Wenn die zwischen der Kraftverringerungseinrichtung 33 und dem Hauptkörper 31 übertragene Axialkraft nicht größer als der vorbestimmte Wert (F1) ist, wird die Kraft, welche die Kraftverringerungseinrichtung 33 in Richtung des Motors vorspannt, durch die Kontaktbereiche der inneren Umfangsflächen des Freilauf-Eingriffselements 34 und der Fläche der Freilauf-Vertiefung 31d, welche entgegen dem Getriebe liegt, auf den Hauptkörper 31 übertragen. Dabei bewegt sich der Hauptkörper 31 im wesentlichen über die gleiche Entfernung wie die Kraftverringerungseinrichtung 33. Wenn die zwischen der Kraftverringerungseinrichtung 33 und dem Hauptkörper 31 übertragene Axialkraft den vorbestimmten Wert F1 überschreitet, wirkt eine radiale Reaktionskraft (F2) über die Kontaktbereiche der inneren Umfangsfläche des Freilauf-Eingriffselements 34 und der Fläche der Freilauf-Vertiefung 31d, welche gegenüber dem Getriebe liegt, auf den Freilauf-Eingriffsbereich 34 und den Hauptkörper 31. Wenn diese Kraft (F2) einen vorbestimmten Wert übersteigt, deformiert die Kraft (F2) das Einweg-Eingriffselement 34 elastisch, um den Innendurchmesser des Freilauf-Eingriffselements 34 über den Außendurchmesser der Fläche der Freilauf-Vertiefung 31d zu vergrößern. Dadurch werden das Freilauf-Eingriffselement 34 und die Freilauf-Vertiefung 31d, welche die Kraftverringerungseinrichtung 33 und den Hauptkörper 31 miteinander axial kuppeln, voneinander gelöst, und somit ist die Kupplung zwischen der Kraftverringerungseinrichtung 33 und dem Hauptkörper 31 zeitweise gelöst, so daß sich die Kraftverringerungseinrichtung 33 bezüglich des Hauptkörpers 31 in Richtung des Motors bewegt. Dadurch wird der Freilauf-Eingriffsbereich 34 mit der Freilauf-Vertiefung 31 wieder in einer neuen Position in Eingriff gebracht.

Bezugnehmend auf die 8 bis 11 weist der Drahtring 39 einen kreisförmigen Bereich und eine vorbestimmte Elastizität auf und ist in der Vertiefung 31e angeordnet. Der Drahtring 39 ist vorgesehen, um den Eingriff zwischen dem zylindrischen Bereich 14c der Eingangsplatte 14 und dem Synchronblock 41 zu steuern.

Der Synchronblock 41 weist eine innere Umfangsfläche auf, welche keilverzahnt ist und mit den Keilen des kleinen Zylinderbereichs 31c des Hauptkörpers 31 der Synchronradanordnung 30 eingreift. Somit wird der Synchronblock 41 nicht drehbar und axial bewegbar durch den Hauptkörper 31 getragen. Der Synchronblock 41 weist eine konische Fläche 41a auf, welche in Richtung des Motors konvergiert und greift mit dem Drahtring 39 ein. Die konische Fläche 41a weist ein Ende mit einem größeren Durchmesser auf als der Außendurchmesser des Drahtrings 39 und das andere Ende weist einen kleineren Durchmesser als der Außendurchmesser des Drahtrings 39 auf (siehe 8). Die konische Fläche 41a berührt den Drahtring 39, um zwischen ihnen eine Kraft zu übertragen.

Ein Reibelement 45 ist an der äußeren Umfangsfläche des Synchronblocks 41 angebracht. Die äußere Umfangsfläche des Synchronblocks 41 und die äußere Fläche (Reibfläche) des Reibelements 45 weisen im wesentlichen die gleiche Steigung wie die innere Umfangsfläche des zylindrischen Bereichs 14c der Eingangsplatte 14 auf. Die äußere Umfangsfläche des Synchronblocks 41 und die äußere Reibfläche des Reibelements 45 befinden sich reibschlüssig mit der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Bereichs 14c im Eingriff, wenn die Unterkupplung 13 eingekuppelt ist bzw. sich im Eingriff befindet.

Die Rückstellfeder 42 ist vorzugsweise aus vier ringförmigen konischen Federn gebildet, deren innere Umfangsseiten die äußere Umfangsfläche des Kernelements 15 berühren. Das dem Motor am nächsten liegende Ende der Rückstellfeder 42 berührt den konkaven Bereich 14d der Eingangsplatte 14. Das dem Getriebe am nächsten liegende andere Ende der Rückstellfeder berührt den kleinen Zylinderbereich 31c des Hauptkörpers 31 der Synchronradanordnung 30. Dadurch spannt die Rückstellfeder 42 den Hauptkörper 31 der Synchronradanordnung 30 in Richtung des Getriebes vor.

Der Sprengring 43 weist einen quadratischen Querschnitt auf und ist in eine Vertiefung eingepaßt, welche an einem Ende der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Bereichs 14c der Eingangsplatte 14 gebildet ist, welches am nächsten zum Getriebe liegt. Der Sprengring 43 berührt den äußeren Umfangsbereich des Endes des Synchronblocks 41, welches am nächsten zum Getriebe liegt, um die Axialbewegung des Synchronblocks 41 in Richtung des Getriebes zu beschränken.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise bzw. der Betrieb des Kupplungsmechanismus 1 und des dynamischen Dämpfers 10 detaillierter beschrieben. Die Drehung der Kurbelwelle 8 des Motors wird selektiv auf die Eingangswelle 9 des Getriebes über die Schwungradanordnung 2 und die Hauptkupplung 3 übertragen. Wenn sich die Hauptkupplung 3 in einem gelösten bzw. ausgerückten Zustand befindet, d.h. befindet sich die Kupplungsscheibenanordnung 5 nicht im Reibungseingriff mit dem Schwungrad 2a und der Druckplatte 4c. Ebenfalls ist im ausgerückten Zustand die Keilnabe 5c in der in 1 gezeigten axialen Position und die Zusatz- bzw. Unterkupplung 13 befindet sich in dem in 8 gezeigten ausgerückten Zustand. Wenn sich die Unterkupplung 13 in dem in 8 gezeigten ausgerückten Zustand befindet, kämmt das Synchronrad 31b nicht mit den Zähnen 14e und das Reibelement 45 des Synchronblocks 41 befindet sich nicht im Reibungseingriff mit dem zylindrischen Bereich 14c der Eingangsplatte 14. Deshalb drehen sich die Synchronradanordnung 30 und der Synchronblock 41 zusammen mit der Eingangswelle 9 des Getriebes, aber die Eingangsplatte 14, die elastischen Teile 12 und das Masseelement 11 sind unabhängig von der Eingangswelle 9 des Getriebes.

Wenn die Hauptkupplung 3 in Eingriff gebracht wird, bewirkt die Tellerfeder 4b, daß die Druckplatte 4c in Richtung des Schwungrads 2a bewegt wird, so daß die Kupplungsscheibenanordnung 5 zwischen dem Schwungrad 2a und der Druckplatte 4c gehalten wird. Dadurch ist die Kurbelwelle 8 des Motors mit der Eingangswelle 9 des Getriebes gekuppelt. Wie bekannt ist, nimmt bei diesem Vorgang die flexible Platte 2c der flexiblen Plattenanordnung 2b die Axialschwingungen von der Kurbelwelle 8 des Motors auf und die Schraubenfedern 5b und andere Teile der Kupplungsscheibenanordnung 5 dämpfen und nehmen die Drehmomentvariation auf.

Auch wenn die Hauptkupplung 3 eingekuppelt ist, bewegt sich die Keilnabe 5c der Kupplungsscheibenanordnung 5 axial in Richtung des Motors. Dadurch drückt die Keilnabe 5c das Übertragungselement 35 in Richtung des Motors, um die Federn 36 über eine vorbestimmte Länge zusammenzudrücken (siehe 9). Bevor der in 9 gezeigte Zustand erreicht ist, nimmt der Hauptkörper 31 eine Reaktionskraft der Federn 36 in Richtung des Motors auf. Der Hauptkörper 31 bewegt sich jedoch kaum in axialer Richtung, da die konische Fläche 41a des Synchronblocks 41 die Axialbewegung des Drahtrings 39 beschränkt. Wenn sich die Reaktionskraft der Federn 36 erhöht, deformiert sich der Drahtring 39 elastisch, um seinen Durchmesser zu verringern. Die elastische Reaktionskraft des Drahtrings 39 wirkt radial nach außen auf den Synchronblock 41, um diesen gegen den zylindrischen Bereich 14c der Eingangsplatte 14 zu drücken. Auf diese Weise werden die Drehzahlen der Eingangswelle 9 des Getriebes und der Eingangsplatte 14 infolge der Reibung zwischen dem Reibelement 45 des Synchronblocks 41 und dem zylindrischen Bereich 14c der Eingangsplatte 14 nach und nach miteinander synchronisiert, bis die Anordnung den in 9 gezeigten Zustand erreicht. Wenn die Federn in dem in 9 gezeigten Zustand weiter bis zu dem in 10 gezeigten Zustand zusammengedrückt werden, erhöhen sich die Reaktionskraft der Federn 36 und der Betrag der elastischen Deformation des Drahtrings 39, so daß der Außendurchmesser des deformierten Drahtrings 39 kleiner als der Innendurchmesser der konischen Fläche 41a wird. Dadurch wirkt vom Synchronblock 41 auf den Drahtring 39 nur die Kraft, welche durch den Reibungswiderstand zwischen dem Drahtring 39 und der inneren Umfangsfläche des Synchronblocks 41 erzeugt wird. Da diese Kraft viel kleiner als die Reaktionskraft der Federn 36 ist, verlängern sich die Federn 36, um den Hauptkörper 31 axial in Richtung des Motors zu bewegen, während die Rückstellfeder 42 zusammengedrückt wird. Dadurch greifen die Zähne des Synchronrades 31b mit den Zähnen 14e ein (siehe 10) . Durch diesen Vorgang sind die Drehung der Eingangswelle 9 des Getriebes und die Drehung der Eingangsplatte 14 in einem bestimmten Ausmaß synchronisiert, so daß die Zähne des Synchronrades 31 weich bzw. stoßfrei mit den Zähnen 14e kämmen können. Anschließend wird die Eingangswelle 9 des Getriebes mit dem dynamischen Dämpfer 10 durch die Zähne des Synchronrades 31b und die Zähne 14e, welche miteinander kämmen, gekuppelt, so daß eine ausreichende Drehmomentübertragungskapazität erreicht werden kann.

Wenn der dynamische Dämpfer 10 mit der Eingangswelle 9 des Getriebes gekuppelt ist, dämpft der dynamische Dämpfer 10 Neutral- bzw. Leerlaufgeräusche des Getriebes und Geräusche während des Fahrens. Insbesondere dämpft der dynamische Dämpfer 10 aktiv die Schwingung des Getriebes in einem Teilrotationsbereich.

Wenn der Kupplungsmechanismus 1 über einen langen Zeitraum verwendet wird, verschleißen die Reibflächen 5a der Kupplungsscheibenanordnung 5 der Hauptkupplung 3, wobei ihre axiale Länge oder Dicke verringert wird. Dieser Verschleiß der Reibflächen 5a vergrößert den Abstand, über welchen sich die Keilnabe 5c axial bewegen muß, um mit dem Schwungrad 2a einzugreifen. In diesem Fall bewegt sich die Kraftverringerungseinrichtung 33 von der in 10 gezeigten Position weiter in Richtung des Motors. Der konkave Bereich 14d der Eingangsplatte 14 verhindert jedoch durch die Rückstellfeder 42, welche vollständig zusammengedrückt ist, so daß eine große Reaktionskraft zwischen dem Hauptkörper 31 und der Kraftverringerungseinrichtung 33 auftritt, die Bewegung des Hauptkörpers 31 in Richtung des Motors. Diese Reaktionskraft drückt das Freilauf-Eingriffselement 34 über die Fläche der Freilauf-Vertiefung 31d des Hauptkörpers 31 gegenüber dem Getriebe radial nach außen. Dabei wird das Freilauf-Eingriffselement 34 elastisch deformiert, um seinen Durchmesser zu vergrößern, so daß das Freilauf-Eingriffselement 39 von einer der Freilauf-Vertiefungen 31d außer Eingriff tritt und zur nächsten Freilauf-Vertiefung 31d bewegt wird. Dadurch verschiebt sich die Kraftverringerungseinrichtung 33 bezüglich des Hauptkörpers 31 in Richtung des Motors (siehe 11). Auf diese Weise ist die Beziehung der axialen Position zwischen dem Hauptkörper 31 und der Kraftverringerungseinrichtung 33 durch die Positionskorrektureinrichtung 32 in Übereinstimmung mit dem an den Reibflächen 5a auftretenden Verschleißbetrag korrigiert. Dadurch ändert sich der relative Abstand vom Ende des Hauptkörpers 31, welches dem Getriebe am nächsten liegt, zum Ende des Übertragungselements 35, welches dem Getriebe am nächsten liegt, von m, wie in 10 gezeigt, zu n, wie in 11 gezeigt.

Wenn das Reibelement 45 des Synchronblocks 41 der Unterkupplung 13 verschleißt, bewirkt eine Axialkomponente der Kraft, durch welche der Drahtring 39 gegen die konische Fläche 41a des Synchronblocks 41 drückt, daß der Synchronblock 41 sich in Richtung des Getriebes bewegt. Wie in 11 gezeigt, verschieben sich dabei der Synchronblock 41 und die Eingangsplatte 14 in axialer Richtung relativ zueinander, um den am Reibelement 45 auftretenden Verschleißbetrag zu kompensieren. Diese Axialbewegung erfolgt infolge der Steigung der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Bereichs 14c der Eingangsplatte 14. In 11 ist der Abstand der obigen Relativverschiebung zwischen dem Synchronblock 41 und der Eingangsplatte 14 gleich p, und dem Zwischenraum mit einer Länge p, welcher zwischen dem Sprengring 43 und dem Synchronblock 41 gebildet ist.

Wenn die Hauptkupplung 3 ausgerückt ist und sich die Keilnabe 5c in Richtung des Getriebes bewegt, bewegt die Reaktionskraft der Rückstellfeder 42 die jeweiligen Komponenten der Unterkupplung 13 in Richtung des Getriebes, um die Unterkupplung 13 auszukuppeln.

Nachfolgend werden die Vorteile beschrieben, welche durch Verwendung des Aufbaus des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung im Kupplungsmechanismus 1 erhalten werden können.

Erstens wird das Masseelement 11 radial und axial mit der Eingangsplatte 14 an deren radialer Innenseite durch die elastischen Teile 12 gekuppelt. Somit ist das Masseelement 11 mit der Eingangswelle 9 des Getriebes durch die elastischen Teile 12 gekuppelt, welche Gummielemente 21 aufweisen. Dies führt zu elastischen Teilen 12, welche konzentriert dazu dienen, den Eingangsbereich des Masseelements 11 bezüglich der Eingangsplatte 14 in der Rotations-, Radial- und Axialrichtung zu halten und zu positionieren. Daher ist es nicht notwendig, einen unabhängigen Haltemechanismus oder dergleichen anzuordnen. Beispielsweise ist kein unabhängiger Haltemechanismus am radialen Außenseitenbereich des Masseelements 11 notwendig. Dies ermöglicht es, daß die Masse des Masseelements erhöht werden kann. Daher ist es möglich, einen Bereich zu vergrößern, in welchem Dämpfercharakteristiken erhalten werden können. Da jedes der elastischen Teile 12 eine Anisotropie aufweist, ist es möglich, die elastischen Charakteristiken der elastischen Teile 12 in Rotationsrichtung zufriedenstellend einzustellen, um den Dämpfercharakteristiken zu entsprechen. Überdies ist es möglich, die elastischen Charakteristiken der elastischen Teile 12 in Radialrichtung einzustellen, um das Masseelement 11 zu halten bzw. zu stützen, ohne gegenseitige Beeinflussung mit anderen Elementen.

Zweitens verwendet der dynamische Dämpfer 10 die Gummielemente 21 in den elastischen Teilen 12. Dies resultiert in einem Aufbau der elastischen Teile 12, welche nicht nur eine Elastizität in Rotationsrichtung aufweisen sondern auch in Axialrichtung. Daher kann der dynamische Dämpfer 10 in Reaktion auf axiale Schwingungen zur Dämpfung der axialen Schwingungen betrieben werden. Das Getriebe weist eine charakteristische Frequenz bezüglich Torsionsschwingung und eine charakteristische Frequenz bezüglich Axialschwingung auf, welche voneinander verschieden sind. Daher ist der beabsichtigte Frequenzbereich der Torsionsschwingung, welche gedämpft werden soll, von dem beabsichtigten Frequenzbereich der Axialschwingung, welche gedämpft werden soll, verschieden. In diesem Zusammenhang ist das Gummielement 21, welches Elastizitäten in Rotations- und Axialrichtung aufweist, mit dem äußeren Umfangsvorsprung 21b versehen. Dadurch kann die Elastizität des elastischen Bereichs in Rotationsrichtung und die Elastizität des elastischen Bereichs in Axialrichtung unabhängig voneinander bestimmt werden und es ist möglich, die Wirksamkeit beider Arten von Schwingungen, d.h. der Torsionsschwingung in dem beabsichtigten Frequenzbereich und der Axialschwingung im beabsichtigten Frequenzbereich, zu verringern.

Drittens kann eine Zerstörung der Gummielemente 21 des dynamischen Dämpfers 10 des vorhergehenden Ausführungsbeispiels verhindert werden. Ein großes Drehmoment wirkt auf den dynamischen Dämpfer 10 beispielsweise wenn sich die Hauptkupplung 3 im Eingriff befindet, um die Drehung der Eingangswelle 9 des Getriebes einzuleiten. Dieses große Drehmoment kann eine übermäßige Belastung auf die Gummielemente ausüben, welche im Hinblick auf ihre Festigkeit nicht zulässig ist, und daher kann das große Drehmoment eine Zerstörung der Gummielemente verursachen. In diesem Ausführungsbeispiel weisen die Gummielemente 21 jedoch Hohlräume 21a auf, welche einen vorbestimmten Raum aufweisen. Deshalb sind, selbst wenn ein großes Drehmoment zwischen dem Massebereich 11 und der Eingangsplatte 14, welche mit der Eingangswelle 9 des Getriebes gekuppelt ist, die Eingangsplatte 14 und das Masseelement 11 im wesentlichen starr miteinander gekuppelt, nachdem die Gummielemente 21 sich bis zu einem bestimmten Ausmaß deformieren, wobei die Räume bzw. Volumen der Hohlräume 21 beseitigt bzw. eliminiert werden. Die Mehrzahl der Gummielemente 21 wird keiner Kraft ausgesetzt, welche größer als diejenige ist, die der vorbestimmten Deformation entspricht, welche die Räume beseitigt. Demgemäß können die Gummielemente 21, welche im dynamischen Dämpfer 10 verwendet werden, die beabsichtigte Festigkeit verläßlich aufweisen. Da in diesem Ausführungsbeispiel die Gummielemente 21 zwischen den radialen äußeren und inneren Zylinderelementen 22 und 23 eine zylindrische Form aufweisen, ist es möglich, die Belastungskonzentration in den Gummielementen 21 zu verhindern, welche auftreten kann, wenn sie eine Kraft in Umfangsrichtung erfahren.

Viertens werden mehrere elastische Teile 12 zur Kupplung der Eingangsplatte 14 und des Masseelements 11 verwendet. Deshalb kann der Bereich jedes elastischen Teils 12, welches mit der Eingangsplatte 14 gekuppelt ist, und dessen Bereich, der mit dem Masseelement 11 gekuppelt ist, an gegenüberliegenden Seiten jedes elastischen Teiles 12 in Umfangsrichtung angeordnet sein. Daher wirkt eine Kraft, welche von der Eingangsplatte 14 auf das Masseelement 11 übertragen wird, nicht als Scherkraft auf die Gummielemente 21, sondern wirkt als Druck- und Biegekraft auf die Gummielemente 21. Auf diese Weise wird eine Scherdeformation der Gummielemente 21 wirksam verhindert und die Biegedeformation und Druckdeformation, welche in einem größeren Maße als Scherdeformation zulässig sind, treten in erster Linie in den Gummielementen 21 auf. Verglichen sei hierzu der Fall, in dem die Eingangsplatte 14 und das Masseelement 11 miteinander über das Gummielement 21 gekuppelt sind, welches in erster Linie in scherender Weise deformiert wird. Deshalb können die Belastungen, welche auf die Gummielemente 21, den mit der Eingangsplatte 14 gekuppelten Bereich und den mit dem Masseelement 11 gekuppelten Bereich ausgeübt werden, ohne Verbesserung der Qualität des Materials des Gummielements 21 verringert werden und ohne daß die Steifigkeit des Gummielements 21 erhöht wird (und somit ohne Verlust an Dämpfungsleistung).

Fünftens ist die Unterkupplung 13 vom Zahnrad-Eingriffstyp, was im allgemeinen eine größere Drehmomentübertragungskapazität als der Reibungseingriffstyp ermöglicht. Daher kann die Unterkupplung 13 eine kleinere Größe aufweisen und kann in einem radial inneren Bereich des Kupplungsmechanismus 1 angeordnet werden, so daß eine Vergrößerung der Abmessung des Kupplungsmechanismus 1 verhindert wird. Infolge der Verwendung des Synchronblocks 41 in der Unterkupplung 13 können die Zähne des Synchronrades 31b weich mit den Zähnen 14e der Eingangsplatte 14 eingreifen und Beschädigungen des Synchronrades 31b und der Zähne 14e der Eingangsplatte 14 können verhindert werden.

Sechstens weist die Unterkupplung 13 die Positionskorrektureinrichtung 32 auf. Daher werden die Eingriffs- und Lösevorgänge der Unterkupplung 13 nicht nachteilig durch Verschleiß der Reibflächen 5a der Hauptkupplung 3 beeinflußt. Selbst wenn Verschleiß an den Reibflächen 5a auftritt, kann der dynamische Dämpfer 10 wirksam betrieben werden, um Schwingungen des Getriebes in gleicher Weise wie vor dem Verschleiß der Reibflächen 5a zu dämpfen.

Siebtens ist beim Kugellager 6 in diesem Kupplungsmechanismus 1 die äußere Lauffläche 6a an der Kurbelwelle 8 des Motors befestigt und die innere Lauffläche 6b an der Eingangsplatte 14 des dynamischen Dämpfers 10 befestigt. Dadurch kann der Raum radial im Inneren des Kugellagers, welcher gemäß dem Stand der Technik nutzlos ist, wirksam verwendet werden. Genauer wird in diesem Ausführungsbeispiel der Raum radial im Inneren des Kugellagers 6 zur Anordnung der Unterkupplung 13 verwendet. Da die Unterkupplung 13 im radialen inneren Bereich des Kupplungsmechanismus 1 angeordnet ist, wird die Abmessung des Kupplungsmechanismus nicht vergrößert.

Bei dem dynamischen Dämpfer 10 gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Scherdeformation der Gummielemente 21 verhindert. Des weiteren sind Biege- oder Druckdeformation der Gummielemente 21 im zulässigen Bereich größer als die der Scherdeformation. Im Vergleich mit dem Aufbau, bei dem die Eingangswelle des Getriebes und der Massebereich über ein einzelnes ringförmiges Gummielement 74 gekuppelt sind, wie in 13 gezeigt, verringert die vorliegende Erfindung die auf die Gummielemente 21 und Bereiche um diese herum ausgeübten Belastungen ohne die Qualität des Materials der Gummielemente zu verbessern zu müssen und ohne Erhöhung der Steifigkeit der Gummielemente (und somit ohne Verlust an Dämpfungsleistung).

Zusammenfassend wurde insoweit ein dynamischer Dämpfer 10 beschrieben, welcher Gummielemente in einer Weise verwendet, um Belastungen zu verringern, welche auf die Gummielemente und Bereiche um diese ausgeübt werden, ohne deren Kosten zu erhöhen und Dämpfercharakteristiken aufzugeben. Der dynamische Dämpfer 10 kann in einem Kupplungsmechanismus 1 betrieben werden, welcher mit einer Kurbelwelle 8 eines Motors und einer Eingangswelle 9 eines Getriebes gekuppelt ist, um einen Verriegelungsvorgang mit der Eingangswelle 9 des Getriebes auszuführen. Der dynamische Dämpfer 10 weist einen Massebereich 11, eine Unterkupplung 13 und eine Anordnung von elastischen Teilen 12 auf. Das Masseelement 11 kann sich mit der Eingangswelle 9 drehen. Die Unterkupplung 13 löst eine gekuppelte Beziehung zwischen der Eingangswelle 9 und dem Masseelement 11, wenn eine Hauptkupplung die Kurbelwelle 8 und die Eingangswelle 9 voneinander außer Eingriff bringt. Die Anordnung elastischer Teile 12 weist mehrere Gummielemente auf, welche in Umfangsrichtung angeordnet sind und die Eingangswelle 9 und das Masseelement 11 zusammen in Rotationsrichtung in erster Linie durch Biegung oder Zusammendrücken der Gummielemente elastisch kuppelt, wenn die Eingangswelle 9 mit dem Masseelement 11 gekuppelt ist.

Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.


Anspruch[de]
  1. Dynamische Dämpferanordnung (10) für einen Kupplungsmechanismus (1), welche eine Hauptkupplung (3) aufweist, die eine Kurbelwelle (8) eines Motors und eine Eingangswelle (9) eines Getriebes kuppelt und mit der Eingangswelle (9) des Getriebes drehbar ist, mit:

    einem Massebereich (11), welcher mit der Eingangswelle (9) des Getriebes drehbar ist;

    einer Unterkupplung (13), welche mit dem Massebereich (11) gekuppelt ist und mit der Eingangswelle (9) des Getriebes kuppelbar ist, um die Eingangswelle (9) des Getriebes vom Massebereich (11) zu lösen, wenn die Hauptkupplung (3) die Kurbelwelle (8) des Motors von der Eingangswelle (9) des Getriebes außer Eingriff bringt; und

    mehreren elastischen Teilen (12), welche in Umfangsrichtung angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedes elastische Teil (12) jeweils ein Gummielement (21) aufweist, und die elastischen Teile (12) die Eingangswelle (9) des Getriebes und den Massebereich (11) in Rotationsrichtung durch Deformation der Gummielemente (21) elastisch kuppeln, wenn die Eingangswelle (9) des Getriebes und der Massebereich (11) durch die Unterkupplung (13) gekuppelt sind und der Massebereich (11) über die Gummielemente (12) mit einer Eingangsplatte (14) derart verbunden ist, dass der Massebereich ausschließlich über die Gummielemente (12) abgestützt ist.
  2. Dynamische Dämpferanordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes elastische Teil (12) weiter ein radial inneres Element (23) aufweist, welches an einer inneren Umfangsfläche des Gummielements (21) angebracht ist, und ein radial äußeres Element (22) aufweist, welches an einer äußeren Umfangsfläche des Gummielements (21) angebracht ist.
  3. Dynamische Dämpferanordnung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die radial inneren Elemente (23) feststehend mit der Unterkupplung (13) gekuppelt sind und die radial äußeren Bereiche (22) feststehend mit dem Massebereich (11) gekuppelt sind.
  4. Dynamische Dämpferanordnung (10) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gummielemente (21) im Wesentlichen zylindrische Elemente mit Mittelbohrungen sind, welche die radial inneren Elemente (23) aufnehmen.
  5. Dynamische Dämpferanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Gummielemente (21) mindestens einen zusammendrückbaren Raum (21c) aufweisen, welcher zwischen deren jeweiligen inneren Umfangsflächen und deren jeweiligen äußeren Umfangsflächen angeordnet ist.
  6. Dynamische Dämpferanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Teile (12) zwischen der Unterkupplung (13) und dem Massebereich (11) gekuppelt sind.
  7. Schwungradanordnung (2) mit:

    einem Schwungrad (2a), welches mit einer Kurbelwelle (8) eines Motors drehfest gekuppelt ist, und mit einer Kupplungsscheibenanordnung (5) lösbar gekuppelt ist, welche mit einer Eingangswelle (9) eines Getriebes gekuppelt ist, und einer dynamischen Dämpferanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  8. Schwungradanordnung (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwungradanordnung weiter ein Plattenelement (2b) aufweist, welches einen inneren Umfangsbereich aufweist, der an der Kurbelwelle (8) des Motors befestigbar ist, und einen äußeren Umfangsbereich aufweist, der am Schwungrad (2a) angebracht ist, wobei die Platte eine vorbestimmte Steifigkeit aufweist, um axiale Schwingungen zu absorbieren.
Es folgen 10 Blatt Zeichnungen






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