WO2001004507A1 - Torsion spring, torsional vibration damper and device with a torsion spring - Google Patents

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Ulrich Rohs
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    • F16F15/12Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
    • F16F15/131Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses
    • F16F15/133Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses using springs as elastic members, e.g. metallic springs
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H45/00Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches
    • F16H45/02Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type

Definitions

  • the invention relates to a torsion spring, a
  • Torsional vibration damper and an arrangement with a torsion spring.
  • torsion springs are used to transmit torsional forces in the desired manner.
  • spring arrangements are used for this.
  • torsion bars or spiral springs are used as torsion springs.
  • more complex arrangements are also used, in which tangentially arranged spiral springs are mounted between two disks or masses rotatably mounted relative to one another.
  • the latter arrangements can be adapted to a high degree in terms of their spring properties, but their spring behavior is largely dependent on the centrifugal force.
  • a torsion spring with spokes with a radially inner and a radially outer end which the inner ends of the spokes and the outer ends of the spokes are connected to each other. If, in such an arrangement, a force acts on one end of a spoke which is counteracted on the other end of the spoke, this arrangement has the properties of a torsion spring. By connecting the spokes to each other at their respective ends, all spokes are loaded with corresponding forces.
  • connection of the spoke ends to one another in such arrangements reduces the influence of centrifugal force compared to arrangements from the prior art.
  • the torsion spring according to the invention therefore maintains its spring characteristic even at high rotational speeds.
  • the influence of centrifugal force can be further reduced if the spokes are regularly distributed around the circumference of the torsion spring.
  • the angle between the individual spokes can correspond to the fraction of 360 ° corresponding to the number of spokes.
  • the space required for a torsion spring according to the invention can advantageously be reduced if the spokes are arranged essentially in one plane.
  • This plane is preferably selected perpendicular to the axis of rotation of the torsion spring.
  • the spring constant of the torsion spring according to the invention can be increased if the spokes are rigidly connected to one another.
  • the spokes can be integrally connected to one another.
  • Such a one-piece connection can be made outside, inside or outside and inside.
  • Such an arrangement also has the advantage that the torsion spring according to the invention can be manufactured in one work step. In the case of a torsion spring arranged in one plane, punching is possible, for example.
  • the spokes in particular can be formed from spring steel. If the spokes are connected in one piece, it follows immediately that the connection is also made of spring steel. With excellent spring properties, this ensures simple production of the spring.
  • the spring characteristic can also be advantageously influenced if the spokes are longer than the radius bridged by the spokes. This results in longer spring travel, which enables a more precise adjustment of the damping characteristics.
  • the spokes can be curved. With such an arrangement, the torsional forces to which the spokes are subjected can be countered over a greater length of the spokes.
  • the inner end of a spoke and the outer end of the same spoke can be offset by a connection angle between 0 "and 720 l ⁇ , preferably between 90 ° and 360", or between 180 "and 360". In this interval, the spokes ensure sufficient inherent strength of the torsion spring and at the same time sufficient variability to adapt the spring characteristics of the torsion spring.
  • the spokes are preferably arranged in the same direction. With such an arrangement, two different spokes can be arranged in overlapping angular ranges.
  • the torsion spring can each comprise force transducers located radially on the inside and / or radially on the outside, which are connected to the respective ends of the spokes. These force transducers can also be rigidly or integrally connected to the spokes. In this way, the corresponding forces can be easily introduced into the spring. In particular, it is possible to provide force transducers of this type in a quasi-standardized form on the torsion spring, so that different types of springs can be used without major difficulties. Likewise, with such an arrangement, springs of the same type can easily be used with different assemblies.
  • a torsion spring according to the invention can have at least one outer contact surface pointing in the circumferential direction and / or at least one in the circumferential direction. have inner bearing surface that is connected to the respective spoke end.
  • Such a contact surface enables a power flow to be built up in a structurally simple manner between a corresponding assembly and the torsion spring.
  • a positive connection can be installed by simply plugging the modules and the torsion spring into one another.
  • the invention also proposes an arrangement with a torsion spring according to the invention and at least one further assembly, in which the assembly and the torsion spring are positively connected to one another.
  • the contact surface can be at least in a partial area on a plane that includes the axis of rotation.
  • plane comprising the axis of rotation means a plane in which the axis of rotation runs.
  • Adequate inherent rigidity of the torsion spring against tilting can be achieved by identifying at least three spokes.
  • a particularly uniform load on the torsion spring, in particular the spokes, can be achieved if the spokes are designed as bending beams, preferably of the same strength. In this way, the life of such a torsion spring can be increased considerably.
  • the spokes can be made stronger at their ends than in the middle, which can advantageously reduce the volume load in the area of the connections of the spoke ends. This also ensures a more even load on the entire spring, which is advantageous for the life of the spring and the spring properties.
  • the spokes can have a constant thickness in the axial direction.
  • a torsion spring according to the invention is relatively flat with the same properties. Since a necessary change in the strength of the spokes takes place in the spring plane, the overall result is a relatively small volume for such a spring, so that such a spring can be used in a very space-saving manner.
  • the outer spoke ends and / or the inner spoke ends can be connected to one another via a corresponding connecting ring.
  • a connecting ring contact surfaces or force transducers with which the torsion spring is to be operatively connected to other assemblies can be provided relatively easily. In particular, this can also be done independently of the exact spoke arrangement. In this way, the spring characteristic can be varied independently of the active connection with other assemblies.
  • the connecting ring can advantageously have the same thickness in the axial direction as the spokes.
  • Such a torsion spring can easily be punched out of sheet metal, so that the torsion spring according to the invention can be produced relatively inexpensively. It goes without saying that the production of such a torsion spring by punching is also advantageous, regardless of its other features, in order to produce such a torsion spring inexpensively and within a very short time. Accordingly, the invention also proposes such a torsion spring which, according to the manufacturing process, has stamped burrs and / or surface deformations caused by stamping.
  • the invention proposes the production by means of electron or laser beam processes in front. Although these are relatively time-consuming and cost-intensive, they enable the formation of sufficiently filigree structures. Accordingly, the invention also proposes a torsional vibration spring which has been produced in this way and which accordingly has a conversion zone in the surface caused by the electron or laser beam. Such a conversion zone also surprisingly requires an increase in strength, particularly in the filigree and therefore regularly particularly stressed areas, so that the entire torsion spring has a correspondingly longer service life.
  • a torsion spring according to the invention can preferably also be produced by carrying out rough machining by punching and fine machining by electron or laser beam methods. Here only the filigree areas need to be subjected to fine machining. In this way it is possible to produce a torsion spring quickly and yet with sufficient precision.
  • a torsion spring produced in this way also has a conversion zone in the surface caused by the electron or laser beam and is advantageous regardless of its other features, as already described above.
  • the torsion spring can be connected in series with or parallel to a friction device.
  • the torsion spring according to the invention can be used as a spring-damper device. Due to the extremely (laughing design of the invention Torsion spring follows from this the possibility of making the spring-damper device correspondingly flat.
  • switched describes the fact that a force flow in a corresponding manner, be it in parallel or in series, runs through the corresponding assemblies.
  • connection can take place via at least one bearing.
  • the bending path of at least one spoke can be limited by a system. This shortens the movable length of the respective spoke, which increases the spring constant.
  • the system can come into contact with the spoke or the spokes progressively with increasing torsion angle of the torsion spring.
  • the arrangement between the system or systems and spokes can be chosen differently with a positive or negative angle of rotation to one another. This ensures a maximum of individual adaptability.
  • two torsion springs according to the invention such that the inner spoke ends of a first torsion spring of the two torsion springs are connected to the outer spoke ends of the second torsion spring. It is also possible to arrange two torsion springs according to the invention in such a way that their inner spoke ends or their outer spoke ends are connected to one another. Through these arrangements, a series connection of the two torsion springs can be realized, which has a wider scope with regard to the spring characteristics of the overall spring allows. In particular, suitable stops can be provided, by means of which the characteristic of the overall spring can also be influenced.
  • these torsion springs can be arranged in such a way that the spokes of one torsion spring are arranged in the opposite direction to the spokes of the other torsion spring.
  • the invention proposes a torsional vibration damper with a torsion spring according to the invention.
  • a torsional vibration damper can be, for example, a friction disk damper or a 2-mass torsional vibration damper. It goes without saying that all other types of torsional vibration damper can advantageously be connected to such a torsion spring, the Advantages described above, in particular the relatively small space, apply accordingly to such a torsional vibration damper.
  • the invention proposes a Trilok converter with such a torsion spring.
  • the torsion spring is preferably connected to a turbine of a Trilok converter, as disclosed, for example, in DE 197 51 752, DE 30 29 860 or US 5,590,750.
  • the Trilok converter according to the invention with the torsion spring according to the invention has the advantage over these known Trilok converters that centrifugal friction losses in the spring arrangement or other centrifugal effects are avoided, so that the arrangement according to the invention can be controlled in its properties in an unpredictable manner.
  • the Trilok converter according to the invention is extremely small and inexpensive, since the spring-guiding or force-conducting components can be dispensed with. This is particularly the case if the torsion spring is arranged between a holder carrying a friction device and the turbine.
  • the invention also proposes a torsional vibration damper with a torsion spring, which comprises at least one spoke, which has an inner end with a primary mass of the torsional vibration damper and an outer end with a secondary mass of the torsional vibration damper connected is.
  • a torsional vibration damper with a torsion spring, which comprises at least one spoke, which has an inner end with a primary mass of the torsional vibration damper and an outer end with a secondary mass of the torsional vibration damper connected is.
  • the direction of force flow through the torsional vibration damper plays no role here.
  • the masses can also be chosen arbitrarily.
  • a torsional vibration damper constructed in this way is distinguished by its extremely simple construction and can therefore be produced particularly cost-effectively and reliably.
  • the connection between the spoke or the spokes and the primary mass and the secondary mass can be selected in accordance with the above-described spoke arrangements. The same applies to the design of the spokes themselves.
  • Such a torsional vibration damper with only one spoke enables a particularly large angle of rotation between the primary mass and the secondary mass.
  • a parallel connection of two torsion springs, each with one spoke can be advantageous.
  • this enables large relative angles and, on the other hand, a relatively stable overall structure.
  • these spokes connected in parallel can be arranged in opposite directions.
  • such torsional vibration dampers can be connected in series with a clutch.
  • a clutch in particular a vehicle clutch, it is particularly necessary to have the greatest possible scope with regard to influencing the spring characteristic with a relatively small installation space. This is ensured by a torsion spring according to the invention.
  • Figure 1 shows a torsional vibration damper with an inventive
  • Torsion spring in section along the line I-I in Fig. 2,
  • FIG. 2 shows the torsional vibration damper according to FIG. 1 in cross section
  • FIG. 3 shows section III in FIG. 2
  • FIG. 5 shows a third torsional vibration damper with a torsion spring according to the invention in section
  • FIG. 6 shows a schematic illustration of two torsion springs according to the invention connected in series
  • FIG. 7 shows a schematic sectional illustration of two torsion springs according to the invention connected in series in a different way than in FIG. 6,
  • FIG. 8 shows two torsion springs according to the invention connected in parallel in a schematic sectional view
  • FIG. 9 shows a torsion spring according to the invention in section
  • FIG. 10 shows a further torsion spring according to the invention in a partial section
  • FIG. 11 shows a further torsion spring according to the invention in a partial section
  • FIG. 12 shows a door spring according to the invention in interaction with a Trilok converter with the liquid pressure-dependent friction device closed
  • FIG. 13 shows the arrangement according to FIG. 12 with the friction device dependent on the liquid pressure
  • FIGS. 12 and 13 shows an arrangement according to FIGS. 12 and 13 similar arrangement in which an inventive Torsion spring is connected in series with a tangentially acting spiral spring
  • FIG. 15 shows the torsion spring according to the invention used in the arrangement according to FIG. 14 in a partial section
  • Figure 16 shows another coil spring according to the invention in section
  • FIG. 17 shows another of the arrangement according to FIGS. 12 and 13 similar arrangement.
  • torsional vibration damper is a friction disk damper, as it is used in clutch friction disks in motor vehicles.
  • a torsion spring 1 according to the invention connects a shaft 2 with a friction disc 3 of a vehicle clutch.
  • the friction disc 3 is provided with a sheet 4 in the usual manner.
  • This sheet 4 is riveted to an outer connecting ring 5 of the torsion spring 1 according to the invention.
  • the connecting ring 5 connects three spokes 6 at their outer ends.
  • the spokes 6 are connected to each other at their inner end by an inner connecting ring 7.
  • the inner connecting ring 7 is in positive engagement with the shaft 2 by means of a tongue and groove connection.
  • the inner connecting ring 7 can be shifted coaxially to the shaft axis, as is required for a clutch friction disk.
  • the spokes 6 are regularly distributed around the circumference at an angle of 120 ′′ to one another. They are curved, their ends being offset by a connection angle of approximately 180 °. As can be seen, the spokes 6 are arranged in the same direction.
  • the torsion spring 1 from the outer connecting ring 5, spokes 6 and the inner connecting ring 7 is stamped in one piece from spring steel.
  • the spokes are tapered in their central area relative to the end area and are designed as a bending beam.
  • a friction device is provided parallel to the torsion spring.
  • This friction device comprises a friction ring 8, which is also attached to the shaft 2 in a form-fitting manner and is axially displaceable to the shaft axis.
  • the friction ring 8 is pressed against the inner connecting ring 7 of the torsion spring 1 by means of spring struts 9 which are attached to the outer connecting ring 5 of the torsion spring 1.
  • a slope 10 is used, which also serves as a friction surface between the friction ring 8 and the spring struts 9.
  • a plate spring or a similar adjustment device can also be used. It also goes without saying that the friction ring can also be arranged radially on the outside. It is also possible to close the friction ring with the spring or the struts connect and rub against the torsion spring 1 or a corresponding friction surface.
  • the friction disc damper is built according to Fign. 1 to 3 extremely narrow, as tangential spring springs can be dispensed with. This arrangement also makes it possible in particular to compensate for misalignments and angular errors in the spring. With conventional friction disc dampers, this is only possible with great effort.
  • the interlocking connections between the shaft 2 and the torsion spring 1 form an inner contact surface, while the holes for the rivet connection form outer contact surfaces.
  • Each of the contact surfaces has partial areas that run parallel to a plane running through the shaft axis.
  • the torsional vibration dampers shown in FIGS. 4 and 5 are 2-mass torsional vibration dampers, in which a spring friction device 13 is provided between a primary mass 11 and secondary mass 12, which are rotatably supported relative to one another.
  • a torsion spring 1 according to the invention is connected into the force flow between primary mass 11 and secondary mass 12.
  • the torsion spring 1 in these exemplary embodiments is not designed to be flat in order to take account of structural features of the vibration dampers.
  • these torsion springs can also be punched or punched and deformed in one working step.
  • intermediate assemblies 14 (FIG. 5) or 15 (FIG. 5) are provided, each between the spring friction device 13 and the torsion spring 1 are effective.
  • a spring according to the invention can be provided with such torsional vibration dampers by a minimal increase in overall length.
  • a torsion spring with two torsion springs 1 connected in series can be provided, as shown in FIG. 6.
  • the connection as this exemplary embodiment shows, can be realized by an intermediate ring 16.
  • a series connection can be formed in that two torsion springs 1 are connected to one another on their inner connecting ring, as is shown schematically in FIG. 7 by reference number 17.
  • oppositely arranged spokes 6 can be provided, so that the spokes 6 cannot get caught.
  • two torsion springs 1 can be connected in parallel, as shown in FIG. 8.
  • both the outer connecting ring 5 and the inner connecting ring 7 are connected to one another, as is indicated by the reference numerals 18 and 19.
  • Such an arrangement makes it possible, for example, to connect two thin torsion springs 1 to one another to form a relatively strong overall torsion spring.
  • Such an arrangement can make it possible to punch the overall torsion spring, although its actual strength no longer allows punching.
  • the torsion spring shown in FIG. 9 essentially corresponds to the torsion spring according to FIG. I.
  • rectangular recesses are provided on the connecting rings 5, 7, which serve as force transducers.
  • these force transducers have surface areas to which forces can be introduced into the torsion spring in the desired spring direction.
  • the force transducers can form fit with corresponding assemblies and only need to be inserted into them. In this way, a relatively simple assembly of the torsion spring is possible.
  • This torsion spring is also essentially punched.
  • the two torsion spring variants according to Fign. 10 and 1 1 have straight spokes 6. While the length of the spokes 6 in the embodiment shown in FIG. 10 corresponds to the radius bridged by them, the spokes of the embodiment shown in FIG. 11 are longer than this radius.
  • the spokes are not rigid at their outer ends, but are movably connected to one another or to the connecting ring 5.
  • Bearing materials or bearings can be provided on this movable connection.
  • the regions 6 'and the bearings are formed by means of electron or laser processes.
  • FIGS. 12 to 15 show a series connection of a torsion spring 1 according to the invention with the turbine 20 of a Trilok converter.
  • the connection between the torsion spring 1 and the turbine 20 takes place by means of a driver 21, 11
  • the torsion spring 1 is connected to a holding plate 30 serving as a holder for a friction device 31 via a driver 32.
  • the in fig. 14 and 15 illustrated embodiment also has a tangential spring coil 22 connected in series with the torsion spring 1.
  • the friction device 31 is pressed against a housing 33, which is connected to the pump 34 of the Trilok converter, as a function of an oil pressure prevailing in the Trilok converter.
  • the friction device 31 contacts the housing 33 at a higher oil pressure (see FIGS. 12 and 14) and at least part of the force flows via the friction device 31, the holder 30 and the spring according to the invention for the output.
  • the large gaps caused by the spokes 6 enable the oil pressure to act in an excellent manner on the holder 30.
  • the torsion spring 1 shown in FIG. 16 essentially corresponds to that shown in FIG. 10. However, the torsion spring 1 shown in FIG. 16 has only two spokes 6 which are wrapped around one another. Here, this torsion spring 1 is shown in Fig. 16 in a state in which the inner and outer spoke ends or the inner connecting ring 7 and the outer connecting ring 5 are rotated relative to one another or are loaded with a torque.
  • the spokes 6 bear against the inner connecting ring 7 on a system 23 in the case of the angle of rotation shown. If the torque is increased, the system 23 increases toward the outer end of the spoke. The spring constant thus increases because the bending beam length of the spokes 6 is reduced. Conversely, if the torque is reduced, the system 23 is shortened, as a result of which the movable length of the spokes 6 increases and the spring constant decreases accordingly.
  • the spokes 6 can also come into contact with one another with sufficient torque. It is understood that a similar arrangement can be provided with inverse torque on the outer connecting ring 5 or in the vicinity of the outer ends of the spokes 6.
  • a space 24 remains between the system 23 and the inner end of the spoke, as shown in FIG. 16. This facilitates manufacture, among other things, since the gap between the inner connecting ring 7 and the spoke 6 can only be selected to be infinitely small with extreme difficulty. It is true that this intermediate space 24 means that there is no continuous increase in the spring constant, on the other hand, the intermediate space 24 can be chosen to be so small that deviations caused thereby remain meaningless.
  • the intermediate space 24 can have any expedient shape, that is to say also a hole-like recess or the like.
  • the system 23, on the other hand, can also be arranged with respect to the spokes 6 in such a way that the spring constant changes in stages.
  • Measures can be provided on the connection between the connecting rings and the spokes in order to ensure an even introduction of force between the spokes and connecting rings. Constrictions or deliberately placed bores or recesses can also be used for this purpose. In particular, the occurrence of very high tension mushrooms on certain surface areas of the spokes or the connecting rings, which lead to a spring break, can be avoided in this way. Here, all measures are available to the person skilled in the art with which such wear breaks can be avoided.
  • FIG. 17 corresponds essentially to the arrangement according to FIGS. 12 and 13, which is why an explanation of the identical assemblies is omitted.
  • a driver 21 'connected to the torsion spring 1 is provided at the radially outer end of the turbine 20, while the holder 30 is connected radially on the inside via a driver 32' Torsion spring 1 is operatively connected.
  • the force flows at a higher oil pressure via the friction device 31 initially via the holder radially inward, and then via the torsion spring 1 radially outward to the driver 21 connected to the torsion spring 1 in a torque-resistant manner.

Abstract

The invention relates to a torsion spring (1) having spokes (6) with one end located radially inward and another end located radially outward. The inner ends of the spokes and the outer ends of said spokes are connected to one another. Said torsion spring works substantially free of centrifugal force.

Description

Torsionsfeder, Drehschwingungsdämpfer sowie Anordnung mit einer Torsion spring, torsional vibration damper and arrangement with one
Torsionsfedertorsion spring
Die Erfindung betrifft eine Torsionsfeder, einenThe invention relates to a torsion spring, a
Drehschwingungsdämpfer sowie eine Anordnung mit einer Torsionsfeder.Torsional vibration damper and an arrangement with a torsion spring.
In allgemeiner Form dienen Torsionsfedern dazu, Torsionskräften in gewünschter Weise zu übertragen. Je nach Anwendungsgebiet werden hierfür die verschiedensten Federanordnungen zur Anwendung gebracht. So sind beispielsweise Drehstäbe oder auch Spiralfedern als Torsionsfedern im Einsatz. Ebenso finden auch komplexere Anordnungen Anwendung, bei welchen tangential angeordnete Spiralfedern zwischen zwei gegeneinander drehbeweglich gelagerte Scheiben bzw. Massen gelagert werden. Insbesondere die letztgenannten Anordnungen sind zwar in einem hohen Maße in ihrer Federeigenschaft anpassbar, sind jedoch in ihrem Federverhalten in großem Maße von der Fliehkraft abhängig.In general, torsion springs are used to transmit torsional forces in the desired manner. Depending on the area of application, a wide variety of spring arrangements are used for this. For example, torsion bars or spiral springs are used as torsion springs. Likewise, more complex arrangements are also used, in which tangentially arranged spiral springs are mounted between two disks or masses rotatably mounted relative to one another. In particular, the latter arrangements can be adapted to a high degree in terms of their spring properties, but their spring behavior is largely dependent on the centrifugal force.
Es ist daher Aufgabe vorliegender Erfindung, eine Torsionsfeder bereitzustellen, deren Verhalten von der Fliehkraft weitgehend unabhängig ist.It is therefore an object of the present invention to provide a torsion spring, the behavior of which is largely independent of the centrifugal force.
Als Lösung wird eine Torsionsfeder mit Speichen mit einem radial innen liegenden und einem radial außen liegenden Ende vorgeschlagen, bei welcher jeweils die innen liegenden Enden der Speichen und die außen liegenden Enden der Speichen miteinander verbunden sind. Greift bei einer derartigen Anordnung an einem Ende einer Speiche eine Kraft an, welcher am anderen Ende der Speiche entgegengewirkt wird, so weist diese Anordnung die Eigenschaften einer Torsionsfeder auf. Durch die Verbindung der Speichen miteinander an deren jeweiligen Enden sind sämtliche Speichen mit entsprechenden Kräften belastet.As a solution, a torsion spring with spokes with a radially inner and a radially outer end is proposed which the inner ends of the spokes and the outer ends of the spokes are connected to each other. If, in such an arrangement, a force acts on one end of a spoke which is counteracted on the other end of the spoke, this arrangement has the properties of a torsion spring. By connecting the spokes to each other at their respective ends, all spokes are loaded with corresponding forces.
Durch die Verbindung der Speichenenden miteinander ist bei derartigen Anordnungen der Einfluss der Fliehkraft gegenüber Anordnungen aus dem Stand der Technik reduziert. Die erfindungsgemäße Torsionsfeder behält also auch bei hohen Drehgeschwindigkeiten ihre Federcharakteristik bei.The connection of the spoke ends to one another in such arrangements reduces the influence of centrifugal force compared to arrangements from the prior art. The torsion spring according to the invention therefore maintains its spring characteristic even at high rotational speeds.
Der Einfluss der Fliehkraft lässt sich weiter vermindern, wenn die Speichen regelmäßig um den Umfang der Torsionsfeder verteilt angeordnet sind. Insbesondere kann der Winkel zwischen den einzelnen Speichen dem der Anzahl der Speichen entsprechenden Bruchteil von 360° entsprechen.The influence of centrifugal force can be further reduced if the spokes are regularly distributed around the circumference of the torsion spring. In particular, the angle between the individual spokes can correspond to the fraction of 360 ° corresponding to the number of spokes.
Der für eine erfindungsgemäße Torsionsfeder notwendige Bauraum lässt sich vorteilhaft reduzieren, wenn die Speichen im wesentlichen in einer Ebene angeordnet sind. Diese Ebene wird vorzugsweise senkrecht zur Drehachse der Torsionsfeder gewählt. Die Federkonstante der erfindungsgemäßen Torsionsfeder lässt sich erhöhen, wenn die Speichen starr miteinander verbunden sind. Darüber hinaus können die Speichen einstückig miteinander verbunden sein. Eine derartige einstückige Verbindung kann außen, innen bzw. außen und innen vorgenommen werden. Eine derartige Anordnung hat darüber hinaus den Vorteil, dass die erfindungsgemäße Torsionsfeder in einem Arbeitsschritt hergestellt werden kann. Bei einer in einer Ebene angeordneten Torsionsfeder ist beispielsweise ein Stanzen möglich.The space required for a torsion spring according to the invention can advantageously be reduced if the spokes are arranged essentially in one plane. This plane is preferably selected perpendicular to the axis of rotation of the torsion spring. The spring constant of the torsion spring according to the invention can be increased if the spokes are rigidly connected to one another. In addition, the spokes can be integrally connected to one another. Such a one-piece connection can be made outside, inside or outside and inside. Such an arrangement also has the advantage that the torsion spring according to the invention can be manufactured in one work step. In the case of a torsion spring arranged in one plane, punching is possible, for example.
Um die Federeigenschaft geeignet auszubilden, können insbesondere die Speichen aus Federstahl gebildet sein. Sind die Speichen einstückig miteinander verbunden, so folgt hieraus unmittelbar, dass auch die Verbindung aus Federstahl besteht. Dieses gewährleistet bei hervorragenden Federeigenschaften eine einfache Herstellung der Feder.In order to suitably design the spring property, the spokes in particular can be formed from spring steel. If the spokes are connected in one piece, it follows immediately that the connection is also made of spring steel. With excellent spring properties, this ensures simple production of the spring.
Die Federcharakteristik lässt sich des weiteren vorteilhaft beeinflussen, wenn die Speichen länger als der durch die Speichen überbrückte Radius ausgebildet sind. Hieraus folgen längere Federwege, die eine genauere Anpassung der Dämpfungscharakteristik ermöglichen.The spring characteristic can also be advantageously influenced if the spokes are longer than the radius bridged by the spokes. This results in longer spring travel, which enables a more precise adjustment of the damping characteristics.
Um unnötig große Verbiegungen der Speichen an einzelnen Punkten derselben zu vermeiden, können die Speichen gekrümmt ausgebildet sein. Durch eine derartige Anordnung kann den Torsionskräften, denen in die Speichen unterworfen sind, über eine größere Speichenlänge begegnet werden. Das innere Ende einer Speiche und das äußere Ende derselben Speiche können um einen Anknüpfwinkel zwischen 0" und 720l\ vorzugsweise zwischen 90° und 360", bzw. zwischen 180" und 360", versetzt angeordnet sein. In diesem Intervall gewährleisten die Speichen eine ausreichende Eigenfestigkeit der Torsionsfeder und gleichwohl genügend Variabilität, um die Federcharakteristik der Torsionsfeder anzupassen.In order to avoid unnecessarily large bending of the spokes at individual points thereof, the spokes can be curved. With such an arrangement, the torsional forces to which the spokes are subjected can be countered over a greater length of the spokes. The inner end of a spoke and the outer end of the same spoke can be offset by a connection angle between 0 "and 720 l \, preferably between 90 ° and 360", or between 180 "and 360". In this interval, the spokes ensure sufficient inherent strength of the torsion spring and at the same time sufficient variability to adapt the spring characteristics of the torsion spring.
Vorzugsweise sind die Speichen gleichsinnig angeordnet. Bei einer derartigen Anordnung können zwei verschiedene Speichen in sich überschneidenden Winkelbereichen angeordnet werden.The spokes are preferably arranged in the same direction. With such an arrangement, two different spokes can be arranged in overlapping angular ranges.
Die Torsionsfeder kann radial innen liegend und/oder radial außen liegend jeweils Kraftaufnehmer umfassen, die mit den jeweiligen Enden der Speichen verbunden sind. Auch diese Kraftaufnehmer können starr bzw. einstückig mit den Speichen verbunden sein. Auf diese Weise lassen sich die entsprechenden Kräfte ohne weiteres in die Feder einleiten. Insbesondere ist es möglich, derartige Kraftaufnehmer in quasistandardisierter Form an der Torsionsfeder vorzusehen, so dass verschiedenartige Federn ohne größere Umstände eingesetzt werden können. Ebenso können bei einer derartigen Anordnung Federn gleicher Bauart ohne weiteres mit verschiedenen Baugruppen zum Einsatz kommen.The torsion spring can each comprise force transducers located radially on the inside and / or radially on the outside, which are connected to the respective ends of the spokes. These force transducers can also be rigidly or integrally connected to the spokes. In this way, the corresponding forces can be easily introduced into the spring. In particular, it is possible to provide force transducers of this type in a quasi-standardized form on the torsion spring, so that different types of springs can be used without major difficulties. Likewise, with such an arrangement, springs of the same type can easily be used with different assemblies.
Eine erfindungsgemäße Torsionsfeder kann wenigstens eine in Umfangs- richtung weisende äußere Anlagefläche und/oder wenigstens eine in Um- fangsrichtung weisende innere Anlagefläche, die mit dem jeweiligen Speichenende verbunden ist, aufweisen. Eine derartige Anlagefläche ermöglicht es, dass zwischen einer entsprechenden Baugruppe und der Torsionsfeder auf konstruktiv einfache Weise ein Kraftfluss aufgebaut werden kann. Insbesondere kann eine derartige Formschlussverbindung durch ein einfaches Ineinanderstecken der Baugruppen und der Torsionsfeder montiert werden. Insofern schlägt die Erfindung auch eine Anordnung mit einer erfindungsgemäßen Torsionsfeder und wenigstens einer weiteren Baugruppe vor, bei welcher die Baugruppe und die Torsionsfeder formschlüssig miteinander verbunden sind.A torsion spring according to the invention can have at least one outer contact surface pointing in the circumferential direction and / or at least one in the circumferential direction. have inner bearing surface that is connected to the respective spoke end. Such a contact surface enables a power flow to be built up in a structurally simple manner between a corresponding assembly and the torsion spring. In particular, such a positive connection can be installed by simply plugging the modules and the torsion spring into one another. In this respect, the invention also proposes an arrangement with a torsion spring according to the invention and at least one further assembly, in which the assembly and the torsion spring are positively connected to one another.
Die Anlagefläche kann hierbei zumindest in einem Teilbereich auf einer die Drehachse umfassenden Ebene liegen. In vorliegendem Zusammenhang bedeutet der Begriff einer "die Drehachse umfassenden Ebene" eine Ebene, in welcher die Drehachse verläuft. Bei einer derartigen Anordnung können in diesem Teilbereich Kräfte rechtwinklig zum Radius der Torsionsfeder aufgebracht werden, wodurch ein hoher Wirkungsgrad und ein niedriger Verschleiß gewährleistet wird.The contact surface can be at least in a partial area on a plane that includes the axis of rotation. In the present context, the term "plane comprising the axis of rotation" means a plane in which the axis of rotation runs. With such an arrangement, forces can be applied at right angles to the radius of the torsion spring in this partial area, thereby ensuring high efficiency and low wear.
Eine ausreichende Eigensteifigkeit der Torsionsfeder gegen Verkippen kann dadurch erreicht werden, dass sie mindestens drei Speichen ausweist.Adequate inherent rigidity of the torsion spring against tilting can be achieved by identifying at least three spokes.
Dagegen hat die Verwendung von genau zwei Speichen den Vorteil, dass ein größerer Umschlingungsgrad der Speichen erreicht werden kann, als bei mehreren Speichen. Durch entsprechende Maßnahmen, wie eine Stärkenerhöhung, kann eine ausreichende Eigensteifigkeit auch anderweitig erreicht werden.In contrast, the use of exactly two spokes has the advantage that a greater degree of wrap around the spokes can be achieved than with multiple spokes. Appropriate measures, such as an increase in strength, can also achieve sufficient inherent rigidity in other ways.
Eine besonders gleichmäßige Beanspruchung der Torsionsfeder, insbesondere der Speichen, kann erreicht werden, wenn die Speichen als Biegebalken, vorzugsweise gleicher Festigkeit, ausgebildet sind. Auf diese Weise kann die Lebensdauer einer derartigen Torsionsfeder erheblich erhöht werden.A particularly uniform load on the torsion spring, in particular the spokes, can be achieved if the spokes are designed as bending beams, preferably of the same strength. In this way, the life of such a torsion spring can be increased considerably.
Die Speichen können an ihren Enden stärker als in ihrer Mitte ausgebildet sein, wodurch die Volumenbelastung im Bereich der Verbindungen der Speichenenden vorteilhaft reduziert werden können. Auch dieses gewährleistet eine gleichmäßigere Belastung der Gesamtfeder, welche für die Lebensdauer der Feder sowie der Federeigenschaften vorteilhaft ist.The spokes can be made stronger at their ends than in the middle, which can advantageously reduce the volume load in the area of the connections of the spoke ends. This also ensures a more even load on the entire spring, which is advantageous for the life of the spring and the spring properties.
Die Speichen können in axialer Richtung eine konstante Stärke aufweisen. Bei einer derartigen Anordnung baut eine erfindungsgemäße Torsionsfeder bei gleichen Eigenschaften verhältnismäßig flach. Da eine gegebenenfalls notwendige Stärkenänderung der Speichen in der Federebene erfolgt, ergibt sich insgesamt ein verhältnismäßig geringes Volumen für eine derartige Feder, so dass eine derartige Feder sehr platzsparend zur Anwendung kommen kann.The spokes can have a constant thickness in the axial direction. With such an arrangement, a torsion spring according to the invention is relatively flat with the same properties. Since a necessary change in the strength of the spokes takes place in the spring plane, the overall result is a relatively small volume for such a spring, so that such a spring can be used in a very space-saving manner.
Die äußeren Speichenenden und/oder die inneren Speichenenden können über einen entsprechenden Verbindungsring miteinander verbunden sein. Bei der Verwendung eines derartigen Verbindungsringes lassen sich Anlageflächen bzw. Kraftaufnehmer, mit welchen die Torsionsfeder mit anderen Baugruppen wirkverbunden werden soll, verhältnismäßig einfach vorsehen. Insbesondere kann dieses auch unabhängig von der genauen Speichenanordnung geschehen. Auf diese Weise lässt sich die Federcharakteristik unabhängig von der Wirkverbindung mit anderen Baugruppen variieren.The outer spoke ends and / or the inner spoke ends can be connected to one another via a corresponding connecting ring. When using such a connecting ring, contact surfaces or force transducers with which the torsion spring is to be operatively connected to other assemblies can be provided relatively easily. In particular, this can also be done independently of the exact spoke arrangement. In this way, the spring characteristic can be varied independently of the active connection with other assemblies.
Vorteilhafterweise kann der Verbindungsring in axialer Richtung die gleiche Stärke wie die Speichen aufweisen. Eine derartige Torsionsfeder kann ohne weiteres aus einem Blech gestanzt werden, so dass die Herstellung der erfindungsgemäßen Torsionsfeder verhältnismäßig kostengünstig erfolgen kann. Es versteht sich, dass die Herstellung einer derartigen Torsionsfeder durch Stanzen auch unabhängig von deren übrigen Merkmalen vorteilhaft ist, um eine derartige Torsionsfeder kostengünstig und innerhalb kürzester Zeit herzustellen. Dementsprechend schlägt die Erfindung auch eine derartige Torsionsfeder vor, die, entsprechend des Herstellungsverfahrens, Stanzgrate und/oder durch Stanzen bedingte Oberflächenverformungen aufweist.The connecting ring can advantageously have the same thickness in the axial direction as the spokes. Such a torsion spring can easily be punched out of sheet metal, so that the torsion spring according to the invention can be produced relatively inexpensively. It goes without saying that the production of such a torsion spring by punching is also advantageous, regardless of its other features, in order to produce such a torsion spring inexpensively and within a very short time. Accordingly, the invention also proposes such a torsion spring which, according to the manufacturing process, has stamped burrs and / or surface deformations caused by stamping.
Andererseits können sich Schwierigkeiten beim Stanzen ergeben, wenn filigrane Strukturen, beispielsweise sehr dünne Speichen, Lagerverbindungen der Speichen bzw. enge Radien an den Ansätzen der Speichen, erzeugt werden müssen. Für solche Torsionsfeder schlägt die Erfindung die Herstellung mittels Elektronen- oder Laserstrahlverfahren vor. Diese sind zwar verhältnismäßig zeit- und kostenintensiv, ermöglichen jedoch eine Ausformung ausreichend filigraner Strukturen. Dementsprechend schlägt die Erfindung auch eine Torsionsschwingungs- feder vor, die derartig hergestellt wurde und entsprechend eine durch den Elektronen- bzw. Laserstrahl bedingte Umwandlungszone in der Oberfläche aufweist. Eine derartige Umwandlungszone bedingt darüber hinaus überraschend eine Erhöhung der Festigkeit gerade in den filigranen und hierdurch regelmäßig besonders beanspruchten Bereichen, so dass die gesamte Torsionsfeder eine entsprechend höhere Lebensdauer aufweist.On the other hand, punching difficulties can arise if filigree structures, for example very thin spokes, bearing connections of the spokes or tight radii at the roots of the spokes, have to be produced. For such a torsion spring, the invention proposes the production by means of electron or laser beam processes in front. Although these are relatively time-consuming and cost-intensive, they enable the formation of sufficiently filigree structures. Accordingly, the invention also proposes a torsional vibration spring which has been produced in this way and which accordingly has a conversion zone in the surface caused by the electron or laser beam. Such a conversion zone also surprisingly requires an increase in strength, particularly in the filigree and therefore regularly particularly stressed areas, so that the entire torsion spring has a correspondingly longer service life.
Vorzugsweise kann eine erfindungsgemäße Torsionsfeder auch dadurch hergestellt werden, dass eine Grobbearbeitung durch Stanzen und eine Feinbearbeitung durch Elektronen- oder Laserstrahlverfahren vorgenommen wird. Hierbei brauchen der Feinbearbeitung lediglich die filigranen Bereiche unterzogen zu werden. Auf diese Weise ist es möglich, eine Torsionsfeder schnell und dennoch mit ausreichender Präzision herzustellen. Auch eine derartig hergestellte Torsionsfeder weist eine durch den Elektronen- bzw. Laserstrahl bedingte Umwandlungszone in der Oberfläche auf und ist unabhängig von ihren übrigen Merkmalen wie oben bereits beschrieben vorteilhaft.A torsion spring according to the invention can preferably also be produced by carrying out rough machining by punching and fine machining by electron or laser beam methods. Here only the filigree areas need to be subjected to fine machining. In this way it is possible to produce a torsion spring quickly and yet with sufficient precision. A torsion spring produced in this way also has a conversion zone in the surface caused by the electron or laser beam and is advantageous regardless of its other features, as already described above.
Die Torsionsfeder kann in Reihe mit bzw. parallel zu einer Reibeinrichtung geschaltet sein. Auf diese Weise lässt sich die erfindungsgemäße Torsionsfeder als eine Feder-Dämpfer-Einrichtung nutzen. Bedingt durch die äußerst (lache Bauart der erfindungsgemäßen Torsionsfeder folgt hieraus die Möglichkeit, auch die Feder-Dämpfer- Einrichtung entsprechend flach auszubilden.The torsion spring can be connected in series with or parallel to a friction device. In this way, the torsion spring according to the invention can be used as a spring-damper device. Due to the extremely (laughing design of the invention Torsion spring follows from this the possibility of making the spring-damper device correspondingly flat.
In vorliegendem Zusammenhang beschreibt der Begriff "geschaltet" die Tatsache, dass ein Kraftfluss in entsprechender Weise, sei es parallel bzw. in Reihe, durch die entsprechenden Baugruppen verläuft.In the present context, the term “switched” describes the fact that a force flow in a corresponding manner, be it in parallel or in series, runs through the corresponding assemblies.
Ebenso ist es möglich, eine erfindungsgemäße Torsionsfeder in Reihe mit bzw. parallel zu einer anderen Feder zu schalten. Eine derartige Anordnung ermöglicht es insbesondere, einen Übergang von radial innen nach radial außen unter Mithilfe einer federnden Baugruppe zu realisieren, so dass auf eine zusätzliche Baugruppe, die einen derartigen Übergang zur Kraftübertragung bewirkt, verzichtet werden kann. Hierdurch lässt sich somit die Zahl der für eine bestimmte Anordnung benötigten Baugruppen vorteilhaft reduzieren, wodurch auch die Herstellung einer solchen entsprechend kostengünstiger wird. Verständlicherweise gilt dieses auch für ein Inreiheschalten bzw. ein Parallelschalten einer erfindungsgemäßen Torsionsfeder mit einer Reibeinrichtung.It is also possible to connect a torsion spring according to the invention in series with or in parallel with another spring. Such an arrangement makes it possible in particular to implement a transition from radially inside to radially outside with the aid of a resilient assembly, so that an additional assembly which effects such a transition to power transmission can be dispensed with. In this way, the number of assemblies required for a specific arrangement can advantageously be reduced, which also makes the production of such assemblies correspondingly less expensive. Understandably, this also applies to series connection or parallel connection of a torsion spring according to the invention with a friction device.
Sind zwei Speichenenden, also die inneren oder die äußeren Speichenenden, nicht starr miteinander verbunden, so kann die Verbindung über wenigstens ein Lager erfolgen.If two spoke ends, that is to say the inner or the outer spoke ends, are not rigidly connected to one another, the connection can take place via at least one bearing.
Darüber hinaus kann der Biegeweg wenigstens einer Speiche, vorzugsweise aller Speichen, durch eine Anlage begrenzt werden. Hierdurch verkürzt sich die bewegbare Länge der jeweiligen Speiche, wodurch die Federkonstante steigt. Insbesondere kann die Anlage progressiv mit zunehmendem Verdrehwinkel der Torsionsfeder mit der Speiche bzw. den Speichen in Kontakt kommen.In addition, the bending path of at least one spoke, preferably all spokes, can be limited by a system. This shortens the movable length of the respective spoke, which increases the spring constant. In particular, the system can come into contact with the spoke or the spokes progressively with increasing torsion angle of the torsion spring.
Diese Maßnahmen ermöglichen, dass die Federkonstante sehr definiert an verschieden Gegebenheiten angepasst und in Abhängigkeit vom Verdrehwinkel gewählt werden kann. Dieses ist insbesondere für Drehschwingungsdämpfer von Vorteil.These measures enable the spring constant to be adapted to different circumstances in a very defined manner and to be selected as a function of the angle of rotation. This is particularly advantageous for torsional vibration dampers.
Da sich die Speichen je nach relativer Drehrichtung zwischen den inneren und den äußeren Speichenenden verlagern, kann die Anordnung zwischen Anlage bzw. Anlagen und Speichen bei positiven bzw. negativem Verdrehwinkel zueinander jeweils anders gewählt werden. Hierdurch wird ein Höchstmaß an individueller Anpassbarkeit gewährleistet.Since the spokes shift depending on the relative direction of rotation between the inner and outer ends of the spokes, the arrangement between the system or systems and spokes can be chosen differently with a positive or negative angle of rotation to one another. This ensures a maximum of individual adaptability.
Darüber hinaus ist es möglich, zwei erfindungsgemäße Torsionsfedern derart anzuordnen, dass die inneren Speichenenden einer ersten Torsionsfeder der beiden Torsionsfedern mit den äußeren Speichenenden der zweiten Torsionsfeder verbunden sind. Ebenso ist es möglich, zwei erfindungsgemäße Torsionsfedern derart anzuordnen, dass jeweils deren innere Speichenenden oder deren äußere Speichenenden miteinander verbunden sind. Durch diese Anordnungen lässt sich eine Reihenschaltung der beiden Torsionsfedern realisieren, die eine breiteren Spielraum hinsichtlich der Federcharakteristik der Gesamtfeder ermöglicht. Insbesondere können geeignete Anschläge vorgesehen sein, durch welche die Charakteristik der Gesamtfeder darüber hinausgehend beeinflusst werden kann.In addition, it is possible to arrange two torsion springs according to the invention such that the inner spoke ends of a first torsion spring of the two torsion springs are connected to the outer spoke ends of the second torsion spring. It is also possible to arrange two torsion springs according to the invention in such a way that their inner spoke ends or their outer spoke ends are connected to one another. Through these arrangements, a series connection of the two torsion springs can be realized, which has a wider scope with regard to the spring characteristics of the overall spring allows. In particular, suitable stops can be provided, by means of which the characteristic of the overall spring can also be influenced.
Ebenso ist es möglich, bei zwei erfindungsgemäßen Torsionsfedern sowohl die jeweiligen inneren als auch die jeweiligen äußeren Speichenenden miteinander zu verbinden. Hierdurch lässt sich eine Parallelschaltung realisieren, die es beispielsweise ermöglicht, eine Gesamtfeder, deren Stärke nicht mehr durch Stanzen herstellbar ist, durch zwei durch Stanzen herstellbare Teilfedern zu bilden. Ebenso ermöglicht eine derartige Anordnung weitere Eingriffe in die Federcharakteristik der Gesamtfeder.It is also possible to connect the respective inner and the respective outer spoke ends to one another in the case of two torsion springs according to the invention. In this way, a parallel connection can be realized, which makes it possible, for example, to form an overall spring, the strength of which can no longer be produced by stamping, by means of two partial springs which can be produced by stamping. Such an arrangement also enables further interventions in the spring characteristic of the overall spring.
Um ein Verhaken der Speichen bei einer parallelen Anordnung derartiger in Reihe oder parallel geschalteter erfind ngsgemäßer Torsionsfedern zu vermeiden, können diese Torsionsfedern derart angeordnet werden, dass die Speichen der einen Torsionsfeder gegensinnig zu den Speichen der anderen Torsionsfeder angeordnet sind.In order to avoid the spokes getting caught in a parallel arrangement of such torsion springs according to the invention, connected in series or in parallel, these torsion springs can be arranged in such a way that the spokes of one torsion spring are arranged in the opposite direction to the spokes of the other torsion spring.
Darüber hinaus schlägt die Erfindung einen Drehschwingungsdämpfer mit einer erfindungsgemäßen Torsiυnsfeder vor. Ein derartiger Drehschwingungsdämpfer kann beispielsweise ein Reibscheibendämpfer oder ein 2-Massen-Torsions-Schwingungsdämpfer sein. Es versteht sich, dass auch alle anderen Drehschwingungsdämpferarten vorteilhaft mit einer derartigen Torsionsfeder verbunden werden können, wobei die vorbeschriebenen Vorteile, insbesondere der verhältnismäßig geringe Bauraum, entsprechend für einen derartigen Drehschwingungsdämpfer gelten.In addition, the invention proposes a torsional vibration damper with a torsion spring according to the invention. Such a torsional vibration damper can be, for example, a friction disk damper or a 2-mass torsional vibration damper. It goes without saying that all other types of torsional vibration damper can advantageously be connected to such a torsion spring, the Advantages described above, in particular the relatively small space, apply accordingly to such a torsional vibration damper.
Insbesondere schlägt die Erfindung einen Trilokwandler mit einer derartigen Torsionsfeder vor. Vorzugsweise ist hierbei die Torsionsfeder mit einer Turbine eines Trilokwandlers, wie er beispielsweise in der DE 197 51 752, der DE 30 29 860 oder der US 5,590,750 offenbart ist, verbunden. Hierbei hat der erfindungsgemäße Trilokwandler mit der erfindungsgemäßen Torsionsfeder gegenüber diesen bekannten Trilokwandlern den Vorteil, dass fliehkraftbedingte Reibungsverluste der Federanordnung oder andere fliehkraftbedingte Effekt vermieden werden, so dass die erfindungsgemäße Anordnung in unvorhersehbarer Weise wesentlich besser in ihren Eigenschaften beherrscht werden kann. Wie unmittelbar ersichtlich, baut der erfindungsgemäße Trilokwandler äußerst klein und kostengünstig, da auf die Federn führende bzw. kraftleitende Komponenten verzichtet werden kann. Dieses ist insbesondere der Fall, wenn die Torsionsfeder zwischen einer eine Reibeinrichtung tragenden Halterung und der Turbine angeordnet ist.In particular, the invention proposes a Trilok converter with such a torsion spring. In this case, the torsion spring is preferably connected to a turbine of a Trilok converter, as disclosed, for example, in DE 197 51 752, DE 30 29 860 or US 5,590,750. Here, the Trilok converter according to the invention with the torsion spring according to the invention has the advantage over these known Trilok converters that centrifugal friction losses in the spring arrangement or other centrifugal effects are avoided, so that the arrangement according to the invention can be controlled in its properties in an unpredictable manner. As can be seen immediately, the Trilok converter according to the invention is extremely small and inexpensive, since the spring-guiding or force-conducting components can be dispensed with. This is particularly the case if the torsion spring is arranged between a holder carrying a friction device and the turbine.
Darüber hinaus schlägt die Erfindung auch einen Drehschwingungsdämpfer mit einer Torsionsfeder vor, welche wenigstens eine Speiche umfasst, die mit ihrem innen liegenden Ende mit einer Primärmasse des Drehschwingungsdämpfers und mit ihrem außen liegenden Ende mit einer Sekundärinasse des Drehschwingungsdämpfers verbunden ist. Hierbei spielt die Kraftflussrichtung durch den Drehschwingungsdämpfer jedoch keine Rolle. Insbesondere können auch die Massen beliebig gewählt sein. Ein derartig aufgebauter Drehschwingungsdämpfer zeichnet sich durch seine äußerst einfache Bauweise aus und ist aus diesem Grund besonders kostengünstig und funktionssicher herstellbar. Hierbei kann die Verbindung zwischen der Speiche bzw. den Speichen und der Primärmasse sowie der Sekundärmasse entsprechend der vorbeschriebenen Speichenanordnungen gewählt werden. Selbiges gilt auch für die Ausgestaltung der Speichen selbst.In addition, the invention also proposes a torsional vibration damper with a torsion spring, which comprises at least one spoke, which has an inner end with a primary mass of the torsional vibration damper and an outer end with a secondary mass of the torsional vibration damper connected is. However, the direction of force flow through the torsional vibration damper plays no role here. In particular, the masses can also be chosen arbitrarily. A torsional vibration damper constructed in this way is distinguished by its extremely simple construction and can therefore be produced particularly cost-effectively and reliably. Here, the connection between the spoke or the spokes and the primary mass and the secondary mass can be selected in accordance with the above-described spoke arrangements. The same applies to the design of the spokes themselves.
Ein derartiger Drehschwingungsdämpfer mit lediglich einer Speiche ermöglicht einen besonders großen Drehwinkel zwischen der Primärmasse und der Sekundärmasse.Such a torsional vibration damper with only one spoke enables a particularly large angle of rotation between the primary mass and the secondary mass.
Hierbei versteht es sich, dass ein derartiger Drehschwingungsdämpfer noch zusätzlich eine Reibvorrichtung aufweisen muss, so dass er seine dämpfende Funktion erfüllen kann.It goes without saying that such a torsional vibration damper must additionally have a friction device so that it can perform its damping function.
Insbesondere bei der Verwendung lediglich einer Speiche kann eine Parallelschaltung zweier Torsionsfedern mit jeweils einer Speiche vorteilhaft sein. Diese ermöglicht einerseits große Relativwinkel und andererseits ein verhältnismäßig stabilen Gesamtaufbau. Insbesondere können diese parallel geschalteten Speichen gegenläufig angeordnet sein. Insbesondere können derartige Drehschwingungsdämpfer in Reihe mit einer Kupplung geschaltet werden. Im Zusammenhang mit einer Kupplung, insbesondere einer Fahrzeugkupplung, ist es besonders notwendig, bei verhältnismäßig kleinem Bauraum möglichst großen Spielraum hinsichtlich einem Beeinflussen der Federcharakteristik zu haben. Dieses wird durch eine erfindungsgemäße Torsionsfeder gewährleistet.In particular when only one spoke is used, a parallel connection of two torsion springs, each with one spoke, can be advantageous. On the one hand, this enables large relative angles and, on the other hand, a relatively stable overall structure. In particular, these spokes connected in parallel can be arranged in opposite directions. In particular, such torsional vibration dampers can be connected in series with a clutch. In connection with a clutch, in particular a vehicle clutch, it is particularly necessary to have the greatest possible scope with regard to influencing the spring characteristic with a relatively small installation space. This is ensured by a torsion spring according to the invention.
Weiter Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung anliegender Zeichnung erläutert, in welcher beispielhaft drei bevorzugte Ausführungsformen dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:Further advantages, aims and properties of the present invention are explained with reference to the following description of the attached drawing, in which three preferred embodiments are shown as examples. The drawing shows:
Figur 1 einen Drehschwingungsdämpfer mit einer erfindungsgemäßenFigure 1 shows a torsional vibration damper with an inventive
Torsionsfeder im Schnitt entlang der Linie I-I in Fig. 2,Torsion spring in section along the line I-I in Fig. 2,
Figur 2 den Drehschwingungsdämpfer nach Fig. 1 im Querschnitt,2 shows the torsional vibration damper according to FIG. 1 in cross section,
Figur 3 den Ausschnitt III in Fig. 2,FIG. 3 shows section III in FIG. 2,
Figur 4 einen zweiten Drehschwingungsdämpfer mit einer erfindungsgemäßen Torsionsfeder im Schnitt,4 shows a second torsional vibration damper with a torsion spring according to the invention in section,
Figur 5 einen dritten Drehschwingungsdämpfer mit einer erfindungsgemäßen Torsionsfeder im Schnitt, Figur 6 eine schematische Darstellung zweier erfindungsgemäßer Torsionsfedern in Reihe geschaltet,5 shows a third torsional vibration damper with a torsion spring according to the invention in section, FIG. 6 shows a schematic illustration of two torsion springs according to the invention connected in series,
Figur 7 eine schematische Schniitdarstellung zweier erfindungsgemäßer Torsionsfedern auf andere Weise als in Fig. 6 in Reihe geschaltet,FIG. 7 shows a schematic sectional illustration of two torsion springs according to the invention connected in series in a different way than in FIG. 6,
Figur 8 zwei erfindungsgemäße Torsions federn in schematischer Schnittansicht parallel geschaltet,FIG. 8 shows two torsion springs according to the invention connected in parallel in a schematic sectional view,
Figur 9 eine erfindungsgemäße Torsionsfeder im Schnitt,FIG. 9 shows a torsion spring according to the invention in section,
Figur 10 eine weitere erfindungsgemäße Torsionsfeder in einem partiellen Schnitt,FIG. 10 shows a further torsion spring according to the invention in a partial section,
Figur 1 1 eine weitere erfindungsgemäße Torsionsfeder in einem partiellen Schnitt,FIG. 11 shows a further torsion spring according to the invention in a partial section,
Figur 12 eine erlϊndungsgemäße Tυrsiυnsfeder im Zusammenspiel mit einem Trilokwandler bei geschlossener flüssigkeitsdruck- abhängiger Reibeinrichtung,FIG. 12 shows a door spring according to the invention in interaction with a Trilok converter with the liquid pressure-dependent friction device closed,
Figur 13 die Anordnung nach Figur 12 bei geöffneter flüssigkeits- druckabhängiger Reibeinrichtung,FIG. 13 shows the arrangement according to FIG. 12 with the friction device dependent on the liquid pressure,
Figur 14 eine der Anordnung nach Fign. 12 und 13 ähnliche Anordnung, bei welcher eine erfindungsgemäße Torsionsfeder mit einer tangential wirksamen Spiralfeder in Reihe geschaltet ist,14 shows an arrangement according to FIGS. 12 and 13 similar arrangement in which an inventive Torsion spring is connected in series with a tangentially acting spiral spring,
Figur 15 die bei der Anordnung nach Fig. 14 verwandte erfindungsgemäße Torsionsfeder in einem partiellen Schnitt,FIG. 15 shows the torsion spring according to the invention used in the arrangement according to FIG. 14 in a partial section,
Figur 16 eine weitere erfindungsgemäße Spiralfeder im Schnitt undFigure 16 shows another coil spring according to the invention in section and
Figur 17 eine weitere der Anordnung nach Fign. 12 und 13 ähnliche Anordnung.FIG. 17 shows another of the arrangement according to FIGS. 12 and 13 similar arrangement.
Bei dem in Fign. 1 bis 3 dargestellten Drehschwingungsdämpfer handelt es sich um einen Reibscheibendämpfer, wie er bei Kupplungsreibscheiben in Kraftfahrzeugen zur Anwendung kommt. Bei diesem Reibscheibendämpfer verbindet eine erfindungsgemäße Torsionsfeder l eine Welle 2 mit einer Reibscheibe 3 einer Fahrzeugkupplung. Hierbei ist die Reibscheibe 3 in üblicher Weise mit einem Blech 4 versehen. Dieses Blech 4 ist mit einem äußeren Verbindungsring 5 der erfindungsgemäßen Torsionsfeder l vernietet. Der Verbindungsring 5 verbindet drei Speichen 6 an deren äußeren Enden. Die Speichen 6 sind an ihrem inneren Ende durch einen inneren Verbindungsring 7 miteinander verbunden.In the case of fig. 1 to 3 shown torsional vibration damper is a friction disk damper, as it is used in clutch friction disks in motor vehicles. In this friction disc damper, a torsion spring 1 according to the invention connects a shaft 2 with a friction disc 3 of a vehicle clutch. Here, the friction disc 3 is provided with a sheet 4 in the usual manner. This sheet 4 is riveted to an outer connecting ring 5 of the torsion spring 1 according to the invention. The connecting ring 5 connects three spokes 6 at their outer ends. The spokes 6 are connected to each other at their inner end by an inner connecting ring 7.
Der innere Verbindungsring 7 ist formschlüssig mittels einer Nut-Federverbindung mit der Welle 2 in Eingriff. Hierbei kann der innere Ver- bindungsring 7 koaxial zur Wellenachse verschoben werden, wie dieses für eine Kupplungsreibscheibe erforderlich ist. Wie unmittelbar ersichtlich, sind die Speichen 6 regelmäßig in einem Winkel von 120" zueinander um den Umfang verteilt. Sie sind gekrümmt ausgebildet, wobei ihre Enden um einen Anknüpfwinkel von etwa 180° versetzt angeordnet sind. Wie ersichtlich, sind die Speichen 6 gleichsinnig angeordnet.The inner connecting ring 7 is in positive engagement with the shaft 2 by means of a tongue and groove connection. Here, the inner connecting ring 7 can be shifted coaxially to the shaft axis, as is required for a clutch friction disk. As can be seen immediately, the spokes 6 are regularly distributed around the circumference at an angle of 120 ″ to one another. They are curved, their ends being offset by a connection angle of approximately 180 °. As can be seen, the spokes 6 are arranged in the same direction.
Die Torsionsfeder 1 aus äußerem Verbindungsring 5 , Speichen 6 und innerem Verbindungsring 7 ist einstückig aus Federstahl gestanzt. Die Speichen sind in ihrem Mittelbereich gegenüber dem Endbereich verjüngt und als Biegebalken ausgebildet.The torsion spring 1 from the outer connecting ring 5, spokes 6 and the inner connecting ring 7 is stamped in one piece from spring steel. The spokes are tapered in their central area relative to the end area and are designed as a bending beam.
Parallel zu der Torsionsfeder ist eine Reibeinrichtung vorgesehen. Diese Reibeinrichtung umfasst einen Reibring 8, der ebenfalls formschlüssig auf der Welle 2 angebracht wird und axial zur Wellenachse verschiebbar ist.A friction device is provided parallel to the torsion spring. This friction device comprises a friction ring 8, which is also attached to the shaft 2 in a form-fitting manner and is axially displaceable to the shaft axis.
Der Reibring 8 wird mittels Federbeine 9, die an dem äußeren Verbindungsring 5 der Torsionsfeder l angebracht sind, gegen den inneren Ver- bindungsring 7 der Torsionsfeder l gepresst. Hierzu dient eine Schräge 10, die gleichzeitig als Reibfläche zwischen Reibring 8 und den Federbeinen 9 dient.The friction ring 8 is pressed against the inner connecting ring 7 of the torsion spring 1 by means of spring struts 9 which are attached to the outer connecting ring 5 of the torsion spring 1. For this purpose, a slope 10 is used, which also serves as a friction surface between the friction ring 8 and the spring struts 9.
Statt der Federbeine 9 kann auch eine Tellerfeder oder eine ähnliche Anpasseinrichtung zur Anwendung kommen. Es versteht sich darüber hinaus, dass der Reibring auch radial außen angeordnet sein kann. Ebenso ist es möglich, den Reibring mit der Feder bzw. den Federbeinen zu verbinden und reibend gegen die Torsionsfeder 1 oder eine entsprechende Reibfläche zu lagern.Instead of the struts 9, a plate spring or a similar adjustment device can also be used. It also goes without saying that the friction ring can also be arranged radially on the outside. It is also possible to close the friction ring with the spring or the struts connect and rub against the torsion spring 1 or a corresponding friction surface.
Wie unmittelbar ersichtlich, baut der Reibscheibendämpfer nach Fign. 1 bis 3 äußerst schmal, da insbesondere auf tangential wirksame Spiralfedern verzichtet werden kann. Diese Anordnung ermöglicht es insbesondere auch, Fluchtungsfehler sowie Winkelfehler in der Feder auszugleichen. Dieses ist bei herkömmlichen Reibscheibendämpfern nur unter äußerst großem Aufwand möglich.As can be seen immediately, the friction disc damper is built according to Fign. 1 to 3 extremely narrow, as tangential spring springs can be dispensed with. This arrangement also makes it possible in particular to compensate for misalignments and angular errors in the spring. With conventional friction disc dampers, this is only possible with great effort.
Wie unmittelbar ersichtlich, bilden die Formschlussverbindungen zwischen der Welle 2 und der Torsionsfeder l eine innerer Anlagefläche, während die Löcher für die Nietverbindung äußere Anlageflächen bilden. Jede der Anlageflächen weist Teilbereiche auf, die parallel zu einer durch die Wellenachse laufenden Ebene verlaufen.As can be seen immediately, the interlocking connections between the shaft 2 and the torsion spring 1 form an inner contact surface, while the holes for the rivet connection form outer contact surfaces. Each of the contact surfaces has partial areas that run parallel to a plane running through the shaft axis.
Bei den in Fign. 4 und 5 dargestellten Drehschwingungsdämpfern handelt es sich um 2-Massen-Torsions-Schwingungsdämpfer, bei welchen zwischen einer Primärmasse l l und Sekundärmasse 12, die gegeneinander drehbeweglich gelagert sind, eine Feder-Reibeinrichtung 13 vorgesehen ist. Bei beiden Ausführungsbeispielen ist eine erfindungsgemäße Torsionsfeder 1 in den Kraftfluss zwischen Primärmasse 1 1 und Sekundärmasse 12 geschaltet. Auf diese Weise kann die Federcharakteristik dieser Schwingungsdämpfer in einem weiteren Umfang variiert werden. Wie ersichtlich, ist die Torsionsfeder 1 bei diesen Ausführungsbeispielen nicht eben ausgebildet, um baulichen Besonderheiten der Schwingungsdämpfer Rechnung zu tragen. Auch diese Torsionsfedern können jedoch wie die Torsionsfeder des ersten Ausführungsbeispiels gestanzt bzw. in einem Arbeitsschritt gestanzt und verformt werden.In the case of FIGS. The torsional vibration dampers shown in FIGS. 4 and 5 are 2-mass torsional vibration dampers, in which a spring friction device 13 is provided between a primary mass 11 and secondary mass 12, which are rotatably supported relative to one another. In both exemplary embodiments, a torsion spring 1 according to the invention is connected into the force flow between primary mass 11 and secondary mass 12. In this way, the spring characteristic of these vibration dampers can be varied to a greater extent. As can be seen, the torsion spring 1 in these exemplary embodiments is not designed to be flat in order to take account of structural features of the vibration dampers. However, like the torsion spring of the first exemplary embodiment, these torsion springs can also be punched or punched and deformed in one working step.
Um die Torsionsfeder 1 bei diesen Ausführungsbeispielen in den Kraftfluss zwischen Primärmasse 1 1 und Sekundärmasse 12 zu schalten, sind Zwischenbaugruppen 14 (Fig. 5) bzw. 15 (Fig. 5) vorgesehen, die jeweils zwischen der Feder-Reibeinrichtung 13 und der Torsionsfeder 1 wirksam sind. Wie ersichtlich, lässt sich durch eine minimale Baulängenerhöhung eine erfindungsgemäße Feder bei derartigen Drehschwingungsdämpfern vorsehen.In order to switch the torsion spring 1 in these exemplary embodiments into the power flow between primary mass 11 and secondary mass 12, intermediate assemblies 14 (FIG. 5) or 15 (FIG. 5) are provided, each between the spring friction device 13 and the torsion spring 1 are effective. As can be seen, a spring according to the invention can be provided with such torsional vibration dampers by a minimal increase in overall length.
Durch Verbinden der äußeren Enden einer inneren Torsionsfeder l mit den inneren Enden einer äußeren Torsionsfeder l lässt sich eine Torsionsfeder mit zwei in Reihe geschalteten Torsionsfedern l bereitstellen, wie in Fig. 6 dargestellt. Hierbei kann die Verbindung, wie dieses Ausführungsbeispiel zeigt, durch einen Zwischenring 16 realisiert werden. Ebenso kann eine Reihenschaltung dadurch gebildet sein, dass zwei Torsionsfedern 1 an ihrem inneren Verbindungsring miteinander verbunden sind, wie dieses schematisch in Fig. 7 durch die Bezugsziffer 17 dargestellt ist. Wie aus dieser Figur ersichtlich, können hierbei gegensinnig angeordnete Speichen 6 vorgesehen sein, so dass ein Verhaken der Speichen 6 vermieden wird. Ebenso können zwei Torsionsfedern 1 parallel geschaltet werden, wie dieses in Fig. 8 dargestellt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind sowohl der äußere Verbindungsring 5 als auch der innere Verbindungsring 7 miteinander verbunden, wie dieses durch die Bezugsziffern 18 und 19 angedeutet ist. Eine derartige Anordnung ermöglicht es beispielsweise, zwei dünne Torsionsfedern 1 miteinander zu einer verhältnismäßig starken Gesamttorsionsfeder zu verbinden. So kann eine derartige Anordnung es ermöglichen, die Gesamttorsionsfeder zu stanzen, obwohl deren eigentliche Stärke ein Stanzen nicht mehr zulässt.By connecting the outer ends of an inner torsion spring 1 to the inner ends of an outer torsion spring 1, a torsion spring with two torsion springs 1 connected in series can be provided, as shown in FIG. 6. The connection, as this exemplary embodiment shows, can be realized by an intermediate ring 16. Likewise, a series connection can be formed in that two torsion springs 1 are connected to one another on their inner connecting ring, as is shown schematically in FIG. 7 by reference number 17. As can be seen from this figure, oppositely arranged spokes 6 can be provided, so that the spokes 6 cannot get caught. Likewise, two torsion springs 1 can be connected in parallel, as shown in FIG. 8. In this exemplary embodiment, both the outer connecting ring 5 and the inner connecting ring 7 are connected to one another, as is indicated by the reference numerals 18 and 19. Such an arrangement makes it possible, for example, to connect two thin torsion springs 1 to one another to form a relatively strong overall torsion spring. Such an arrangement can make it possible to punch the overall torsion spring, although its actual strength no longer allows punching.
Die in Fig. 9 dargestellte Torsionsfeder entspricht im wesentlichen der Torsionsfeder nach Fig. I . Allerdings sind bei der in Fig. 9 dargestellten Torsionsfeder an den Verbindungsringen 5, 7 rechteckige Ausnehmungen vorgesehen, die als Kraflaufnehmer dienen. Wie unmittelbar ersichtlich, weisen diese Kraftaufnehmer Oberflächenbereiche auf, auf welche in ge- wünschter Federrichtung Kräfte in die Torsionsfeder eingeleitet werden können. Die Kraflaufnehmer können einen Formschluss mit entsprechenden Baugruppen bilden und brauchen lediglich in diese eingesetzt werden. Auf diese Weise isi eine verhältnismäßig einfache Montage der Torsionsfeder möglich. Auch diese Torsionsfeder ist im wesentlichen gestanzt. Jedoch wurden Ausrundungen 6' und 6" in den Endbereichen der Speichen 6 an den Ringen 5 und 7 mittels Elektronenbzw. Laserverfahren aus- bzw. nachgeschnitten, um diese Bereiche äußerst genau zu fertigen. Hierdurch wird einerseits das Verhalten der Torsionsfeder überraschend genau beherrschbar, da diese Bereiche dieses Verhalten verhältnismäßig stark beeinflussen. Andererseits wird die Torsionsfeder hierdurch wesentlich stabiler, da in diesen Bereichen, die zu den am stärksten beanspruchten Bereichen einer derartigen Feder zählen, eine das Elektronen- bzw. Laserverfahren bedingte Umwandlungszone für eine Stabilitätssteigerung sorgt.The torsion spring shown in FIG. 9 essentially corresponds to the torsion spring according to FIG. I. However, in the torsion spring shown in FIG. 9, rectangular recesses are provided on the connecting rings 5, 7, which serve as force transducers. As can be seen immediately, these force transducers have surface areas to which forces can be introduced into the torsion spring in the desired spring direction. The force transducers can form fit with corresponding assemblies and only need to be inserted into them. In this way, a relatively simple assembly of the torsion spring is possible. This torsion spring is also essentially punched. However, fillets 6 'and 6 "in the end regions of the spokes 6 on the rings 5 and 7 were cut out or re-cut by means of electron or laser processes in order to produce these regions with extreme precision Torsion spring surprisingly controllable, since these areas influence this behavior relatively strongly. On the other hand, this makes the torsion spring considerably more stable, since in these areas, which are among the most stressed areas of such a spring, a conversion zone caused by the electron or laser process ensures an increase in stability.
Die beiden Torsionsfedervarianten nach Fign. 10 und 1 1 weisen gerade Speichen 6 auf. Während die Speichen 6 bei der in Fig. 10 dargestellten Ausführungsform in ihrer Länge dem durch sie überbrückten Radius ent- sprechen, sind die Speichen des in Fig. 1 1 dargestellten Ausführungsbeispiel länger als dieser Radius ausgebildet.The two torsion spring variants according to Fign. 10 and 1 1 have straight spokes 6. While the length of the spokes 6 in the embodiment shown in FIG. 10 corresponds to the radius bridged by them, the spokes of the embodiment shown in FIG. 11 are longer than this radius.
Darüber hinaus sind bei den in Fign. 10 und l l dargestellten Ausführungsbeispielen die Speichen an ihren äußeren Enden nicht starr, sondern beweglich untereinander bzw. mit dem Verbindungsring 5 verbunden. An dieser beweglichen Verbindung können Lagermaterialien bzw. Lager vorgesehen sein. Auch bei dieser Ausführungsform sind die Bereiche 6' sowie die Lager durch Elektronen- bzw. Laserverfahren ausgeformt.In addition, in the case of FIGS. 10 and 11 illustrated embodiments, the spokes are not rigid at their outer ends, but are movably connected to one another or to the connecting ring 5. Bearing materials or bearings can be provided on this movable connection. In this embodiment too, the regions 6 'and the bearings are formed by means of electron or laser processes.
Die beiden in den Fign. 12 bis 15 dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen eine Reihenschaltung einer erfindungsgemäßen Torsionsfeder 1 mit der Turbine 20 eines Trilokwandlers. Hierbei erfolgt die Verbindung zwischen Torsionsfeder 1 und Turbine 20 mittels eines Mitnehmers 21 , 11The two in Figs. The exemplary embodiments shown in FIGS. 12 to 15 show a series connection of a torsion spring 1 according to the invention with the turbine 20 of a Trilok converter. Here, the connection between the torsion spring 1 and the turbine 20 takes place by means of a driver 21, 11
während die Torsionsfeder 1 andererseits mit einer als Halterung für eine Reibeinrichtung 31 dienenden Halteplatte 30 über einen Mitnehmer 32 verbunden ist. Das in Fign. 14 und 15 dargestellte Ausführungsbeispiel weist darüber hinaus noch eine in Reihe mit der Torsionsfeder 1 geschaltete, tangential wirksame Spiralfeder 22 auf. Bei beiden Ausführungsbeispielen wird die Reibeinrichtung 31 gegen ein Gehäuse 33, welches mit der Pumpe 34 des Trilokwandlers verbunden ist, in Abhängigkeit von einem in den Trilokwandler herrschendem Öldruck gepresst. Während somit bei niedrigem Öldruck ein Kraftlluss von dem Gehäuse 33, welches mit einem Antrieb wirkverbunden ist, über die Pumpe 34 zu der Turbine und dann zu einem Abtrieb 35 (siehe Fig. 13) erfolgt, berührt die Reibeinrichtung 31 bei höherem Öldruck das Gehäuse 33 (siehe Fign. 12 und 14) und zumindest ein Teil der Kraft fließt über die Reibeinrichtung 31 , die Halterung 30 und die erfindungsgemäße Feder zum Abtrieb. Hierbei ermöglichen die durch die Speichen 6 bedingten großen Zwischenräume, dass der Öldruck in hervorragender Weise auf die Halterung 30 wirken kann.while the torsion spring 1, on the other hand, is connected to a holding plate 30 serving as a holder for a friction device 31 via a driver 32. The in fig. 14 and 15 illustrated embodiment also has a tangential spring coil 22 connected in series with the torsion spring 1. In both exemplary embodiments, the friction device 31 is pressed against a housing 33, which is connected to the pump 34 of the Trilok converter, as a function of an oil pressure prevailing in the Trilok converter. Thus, while at low oil pressure there is a power loss from the housing 33, which is operatively connected to a drive, via the pump 34 to the turbine and then to an output 35 (see FIG. 13), the friction device 31 contacts the housing 33 at a higher oil pressure (see FIGS. 12 and 14) and at least part of the force flows via the friction device 31, the holder 30 and the spring according to the invention for the output. Here, the large gaps caused by the spokes 6 enable the oil pressure to act in an excellent manner on the holder 30.
Die in Fig. 16 dargestellte Torsionsfeder 1 entspricht im wesentlichen der in Fig. 10 dargestellten. Allerdings weist die in Fig. 16 dargestellte Torsionsfeder 1 lediglich zwei Speichen 6 auf, die sich einander umschlingen. Hierbei ist diese Torsionsfeder 1 in Fig. 16 in einem Zustand dargestellt, in welchem die inneren und äußeren Speichenenden bzw. der innere Verbindungsring 7 und der äußere Verbindungsring 5 gegeneinander verdreht bzw. mit einem Drehmoment belastet sind.The torsion spring 1 shown in FIG. 16 essentially corresponds to that shown in FIG. 10. However, the torsion spring 1 shown in FIG. 16 has only two spokes 6 which are wrapped around one another. Here, this torsion spring 1 is shown in Fig. 16 in a state in which the inner and outer spoke ends or the inner connecting ring 7 and the outer connecting ring 5 are rotated relative to one another or are loaded with a torque.
Wie ersichtlich liegen bei dem dargestellten Verdrehwinkel die Speichen 6 an dem inneren Verbindungsring 7 an einer Anlage 23 an. Wird das Drehmoment erhöht, so vergrößert sich die Anlage 23 auf das äußere Speichenende zu. Somit erhöht sich die Federkonstante, da die Biegebalkenlänge der Speichen 6 erniedrigt wird. Wird umgekehrt das Drehmoment erniedrigt, sυ verkürzt sich die Anlage 23, wodurch die bewegbare Länge der Speichen 6 steigt und sich die Federkonstante entsprechend erniedrigt.As can be seen, the spokes 6 bear against the inner connecting ring 7 on a system 23 in the case of the angle of rotation shown. If the torque is increased, the system 23 increases toward the outer end of the spoke. The spring constant thus increases because the bending beam length of the spokes 6 is reduced. Conversely, if the torque is reduced, the system 23 is shortened, as a result of which the movable length of the spokes 6 increases and the spring constant decreases accordingly.
Wie ersichtlich können bei ausreichendem Drehmoment die Speichen 6 auch aufeinander zu Anlage kommen. Es versteht sich, dass eine ähnliche Anordnung bei inversem Drehmoment an dem äußeren Verbindungsring 5 bzw. in der Nähe der äußeren Enden der Speichen 6 vorgesehen sein kann.As can be seen, the spokes 6 can also come into contact with one another with sufficient torque. It is understood that a similar arrangement can be provided with inverse torque on the outer connecting ring 5 or in the vicinity of the outer ends of the spokes 6.
Ist das Drehmoment ausreichend groß gewählt, so dass die Speichen 6 an der Anlage 23 anliegen, verbleibt zwischen der Anlage 23 und dem inneren Speichenende ein Zwischenraum 24, wie in Fig. 16 dargestellt. Dieser erleichtert u.a. die Herstellung, da der Spalt zwischen innerem Verbindungsring 7 und Speiche 6 nur mit äußersten Schwierigkeiten unendlich klein gewählt werden kann. Zwar bedingt dieser Zwischenraum 24, dass keine kontinuierliche Federkonstantenerhöhung erfolgt, andererseits kann der Zwischenraum 24 so klein gewählt werden, dass hierdurch bedingte Abweichungen bedeutungslos bleiben. Der Zwischenraum 24 kann jede zweckmäßige Form, also auch eine lochartige Ausnehmung oder ähnliches, aufweisen.If the torque is selected to be sufficiently large so that the spokes 6 abut the system 23, a space 24 remains between the system 23 and the inner end of the spoke, as shown in FIG. 16. This facilitates manufacture, among other things, since the gap between the inner connecting ring 7 and the spoke 6 can only be selected to be infinitely small with extreme difficulty. It is true that this intermediate space 24 means that there is no continuous increase in the spring constant, on the other hand, the intermediate space 24 can be chosen to be so small that deviations caused thereby remain meaningless. The intermediate space 24 can have any expedient shape, that is to say also a hole-like recess or the like.
Die Anlage 23 kann andererseits auch bezüglich der Speichen 6 derart angeordnet sein, dass sich die Federkonstante stufenweise ändert.The system 23, on the other hand, can also be arranged with respect to the spokes 6 in such a way that the spring constant changes in stages.
An der Verbindung zwischen den Verbindungsringen und den Speichen können Maßnahmen vorgesehen sein, um eine gleichmäßige Krafteinleitung zwischen Speichen und Verbindungsringen zu gewährleisten. Hierzu können insbesondere auch Einschnürungen oder bewusst gesetzte Bohrungen bzw. Ausnehmung dienen. Insbesondere kann auf diese Weise ein Auftreten sehr hoher Spannungsspilzen an bestimmten Oberflächenbereichen der Speichen bzw. der Verbindungsringe vermieden werden, die zu einem Federbruch führen. Hierbei stehen dem Fachmann sämtliche Maßnahmen zur Verfügung, mit welchen derartige Verschleißbrüche vermieden werden können.Measures can be provided on the connection between the connecting rings and the spokes in order to ensure an even introduction of force between the spokes and connecting rings. Constrictions or deliberately placed bores or recesses can also be used for this purpose. In particular, the occurrence of very high tension mushrooms on certain surface areas of the spokes or the connecting rings, which lead to a spring break, can be avoided in this way. Here, all measures are available to the person skilled in the art with which such wear breaks can be avoided.
Die in Fig. 17 dargestellte Anordnung entspricht im wesentlichen der Anordnung nach Fign. 12 und 13 , weshalb auf eine Erläuterung der identischen Baugruppen verzichtet wird. Bei der in Fig. 17 dargestellten Anordnung ist allerdings ein mit der Torsionsfeder 1 verbundener Mitnehmer 21 ' am radial äußeren Ende der Turbine 20 vorgesehen, während die Halterung 30 radial innen über einen Mitnehmer 32' mit der Torsionsfeder 1 wirkverbunden ist. Insofern fließt bei dieser Anordnung die Kraft bei höherem Öldruck über die Reibeinrichtung 31 zunächst über die Halterung nach radial innen, um dann über die Torsionsfeder 1 nach radial außen zu dem drehmomentsteif mit der Torsionsfeder 1 verbundenen Mitnehmer 21 zu gelangen. Durch diese Variation können die Kraft-/Reibungs-/Drehmomentsverhältnisse in geeigneter Weise angepasst werden. Ein Arm 32" am äußeren Ende der Halterung 30 dient lediglich als Führung und bedingt erst bei äußerst großen Verdrehwinkeln einen Anschlag, wie dieses auch beim Stand der Technik bekannt ist. The arrangement shown in FIG. 17 corresponds essentially to the arrangement according to FIGS. 12 and 13, which is why an explanation of the identical assemblies is omitted. In the arrangement shown in FIG. 17, however, a driver 21 'connected to the torsion spring 1 is provided at the radially outer end of the turbine 20, while the holder 30 is connected radially on the inside via a driver 32' Torsion spring 1 is operatively connected. To this extent, in this arrangement, the force flows at a higher oil pressure via the friction device 31 initially via the holder radially inward, and then via the torsion spring 1 radially outward to the driver 21 connected to the torsion spring 1 in a torque-resistant manner. This variation enables the force / friction / torque ratios to be adapted in a suitable manner. An arm 32 "at the outer end of the holder 30 serves only as a guide and only requires a stop at extremely large angles of rotation, as is also known in the prior art.

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Torsionsfeder, gekennzeichnet durch Speichen (6) mit einem radial innen liegenden und einem radial außen liegenden Ende, wobei jeweils die innen liegenden Enden der Speichen (6) und die außen liegenden Enden der Speichen (6) miteinander verbunden sind.1. Torsion spring, characterized by spokes (6) with a radially inner and a radially outer end, the inner ends of the spokes (6) and the outer ends of the spokes (6) being connected to each other.
2. Torsionsfeder nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen (6) regelmäßig um den Umfang verteilt angeordnet sind.2. Torsion spring according to claim 1, characterized in that the spokes (6) are arranged regularly distributed around the circumference.
3. Torsionsfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen (6) im wesentlichen in einer Ebene angeordnet sind.3. Torsion spring according to claim 1 or 2, characterized in that the spokes (6) are arranged essentially in one plane.
4. Torsionsfeder nach einem der Ansprüche l bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen (6) starr miteinander verbunden sind.4. Torsion spring according to one of claims l to 3, characterized in that the spokes (6) are rigidly connected to one another.
5. Torsionsfeder nach einem der Ansprüche l bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen (6) einstückig miteinander verbunden sind.5. Torsion spring according to one of claims l to 4, characterized in that the spokes (6) are integrally connected to one another.
6. Torsionsfeder nach einem der Ansprüche l bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen (6) aus Federstahl gebildet sind.6. Torsion spring according to one of claims l to 5, characterized in that the spokes (6) are formed from spring steel.
7. Torsionsfeder nach einem der Ansprüche l bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen (6) länger als der durch die Speichen (6) überbrückte Radius ausgebildet sind. 7. Torsion spring according to one of claims 1 to 6, characterized in that the spokes (6) are longer than the radius bridged by the spokes (6).
8. Torsionsfeder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen (6) gekrümmt ausgebildet sind.8. Torsion spring according to claim 7, characterized in that the spokes (6) are curved.
9. Torsionsfeder nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Ende einer Speiche (6) und das äußere Ende der Speiche (6) um einen Anknüpfwinkel zwischen 0" und 720", vorzugsweise zwischen 90" und 360", versetzt angeordnet sind.9. Torsion spring according to claim 7 or 8, characterized in that the inner end of a spoke (6) and the outer end of the spoke (6) offset by a connecting angle between 0 "and 720", preferably between 90 "and 360" are.
10. Torsionsfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen (6) gleichsinnig angeordnet sind.10. Torsion spring according to one of claims 1 to 9, characterized in that the spokes (6) are arranged in the same direction.
1 1. Torsionsfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch wenigstens eine in Um l ngs richtung weisende, äußere1 1. Torsion spring according to one of claims 1 to 10, characterized by at least one in Um l ngs direction, outer
Anlagefläche, die mit den äußeren Speichenenden verbunden ist.Contact surface that is connected to the outer spoke ends.
12. Torsionsfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , gekennzeichnet durch wenigstens eine in Umfangsrichtung weisende innere Anlagefläche, die mit den inneren Speichenenden verbunden ist.12. Torsion spring according to one of claims 1 to 1 1, characterized by at least one in the circumferential direction inner contact surface which is connected to the inner spoke ends.
13. Torsionsfeder nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche zumindest in einem Teilbereich auf einer die Drehachse umfassenden Ebene liegt.13. Torsion spring according to claim 1 1 or 12, characterized in that the contact surface is at least in a partial area on a plane comprising the axis of rotation.
14. Torsionsfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch zumindest drei Speichen (6). 14. Torsion spring according to one of claims 1 to 13, characterized by at least three spokes (6).
15. Torsionsfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen (6) als Biegebalken, vorzugsweise gleicher Festigkeit, ausgebildet sind.15. Torsion spring according to one of claims 1 to 14, characterized in that the spokes (6) are designed as a bending beam, preferably of the same strength.
16. Torsionsfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen (6) an ihren Enden stärker als in ihrer Mitte ausgebildet sind.16. Torsion spring according to one of claims 1 to 15, characterized in that the spokes (6) are formed stronger at their ends than in the middle.
17. Torsionsfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen (6) in axiale Richtung eine konstante Stärke aufweisen.17. Torsion spring according to one of claims 1 to 16, characterized in that the spokes (6) have a constant thickness in the axial direction.
18. Torsionsfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Speichenenden über einen äußeren Verbindungsring (5) miteinander verbunden sind.18. Torsion spring according to one of claims 1 to 17, characterized in that the outer spoke ends are connected to one another via an outer connecting ring (5).
19. Torsionsfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Speichenenden über einen inneren Verbindungsring (7) miteinander verbunden sind.19. Torsion spring according to one of claims 1 to 18, characterized in that the inner spoke ends are connected to one another via an inner connecting ring (7).
20. Torsionsfeder nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsring (5, 7) in axialer Richtung die gleiche Stärke wie die Speichen (6) aufweist.20. Torsion spring according to claim 18 or 19, characterized in that the connecting ring (5, 7) has the same thickness in the axial direction as the spokes (6).
21 . Torsionsfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsfeder ( 1 ) in Reihe mit einer21. Torsion spring according to one of claims 1 to 20, characterized in that the torsion spring (1) in series with a
Reibeinrichtung geschaltet ist. The friction device is switched.
22. Torsionsfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsfeder ( 1 ) parallel zu einer Reibeinrichtung (8, 9) geschaltet ist.22. Torsion spring according to one of claims 1 to 21, characterized in that the torsion spring (1) is connected in parallel to a friction device (8, 9).
23. Torsionsfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsfeder ( 1 ) in Reihe mit einer anderen Feder ( 13) geschaltet ist.23. Torsion spring according to one of claims 1 to 22, characterized in that the torsion spring (1) is connected in series with another spring (13).
24. Torsionsfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsfeder ( 1 ) parallel zu einer anderen Feder geschaltet ist.24. Torsion spring according to one of claims 1 to 23, characterized in that the torsion spring (1) is connected in parallel to another spring.
25. Torsionsfeder nach einem der Ansprüche l bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren oder die äußeren Speichenenden über wenigstens ein Lager verbunden sind.25. Torsion spring according to one of claims l to 24, characterized in that the inner or the outer spoke ends are connected via at least one bearing.
26. Torsionsfeder nach einem der Ansprüche l bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegeweg wenigstens einer Speiche (6) durch eine Anlage (23) begrenzt ist.26. Torsion spring according to one of claims 1 to 25, characterized in that the bending path of at least one spoke (6) is limited by a system (23).
27. Torsionsfeder nach einem der Ansprüche l bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (23) progressiv mit zunehmendem Verdrehwinkel mit der Speiche (6) in Kontakt kommt.27. Torsion spring according to one of claims l to 26, characterized in that the system (23) progressively comes into contact with the spoke (6) with increasing angle of rotation.
28. Torsionsfeder nach einem der Ansprüche l bis 27, gekennzeichnet durch Bereiche mit einer U wandlungszυne in der Oberfläche. 28. Torsion spring according to one of claims 1 to 27, characterized by areas with a U conversion zone in the surface.
29. Torsionsfeder nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlungszone durch Elektronen- oder Laserstrahlbehandlung bedingt ist.29. Torsion spring according to claim 28, characterized in that the conversion zone is caused by electron or laser beam treatment.
30. Torsionsfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest Teile gestanzt sind.30. Torsion spring according to one of claims 1 to 29, characterized in that at least parts are stamped.
31. Torsionsfeder, gekennzeichnet durch zwei Torsionsfedern ( 1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 30, bei welchen die inneren Enden einer ersten der Torsionsfedern mit den äußeren Enden der zweiten Torsionsfeder verbunden sind.31. Torsion spring, characterized by two torsion springs (1) according to one of claims 1 to 30, in which the inner ends of a first of the torsion springs are connected to the outer ends of the second torsion spring.
32. Torsionsfeder, gekennzeichnet durch zwei Torsionsfedern ( 1 ), nach einem der Ansprüche 1 bis 31 , deren innere Speichenenden oder deren äußeren Speichenenden miteinander verbunden sind.32. Torsion spring, characterized by two torsion springs (1) according to one of claims 1 to 31, the inner spoke ends or the outer spoke ends of which are connected to one another.
33. Torsionsfeder, gekennzeichnet durch zwei Torsionsfedern ( 1) nach einem der Ansprüche 1 bis 32, deren inneren und deren äußeren Speichenenden miteinander verbunden sind.33. Torsion spring, characterized by two torsion springs (1) according to one of claims 1 to 32, the inner and outer spoke ends of which are connected to one another.
34. Torsionsfeder nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen (6) der einen Torsionsfeder (1) gegensinnig zu den Speichen (6) der anderen Torsionsfeder ( 1 ) angeordnet sind.34. Torsion spring according to one of claims 31 to 33, characterized in that the spokes (6) of one torsion spring (1) are arranged in opposite directions to the spokes (6) of the other torsion spring (1).
35. Drehschwingungsdämpfer, gekennzeichnet durch eine35. torsional vibration damper, characterized by a
Torsionsfeder, welche wenigstens eine Speiche mit einem radial innen liegenden und einem radial außen liegenden Ende umfasst, wobei das radial innen liegende Ende mit einer Primärmasse und das radial außen liegende Ende mit einer Sekundärmasse des Drehschwingungsdämpfers verbunden ist.Torsion spring, which has at least one spoke with a radial comprises an inner end and a radially outer end, the radially inner end being connected to a primary mass and the radially outer end being connected to a secondary mass of the torsional vibration damper.
36. Drehschwingungsdämpfer, gekennzeichnet durch eine Torsionsfeder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 34.36. torsional vibration damper, characterized by a torsion spring (1) according to one of claims 1 to 34.
37. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschwingungsdämpfer ein Reibscheibendämpfer ist.37. Torsional vibration damper according to claim 35 or 36, characterized in that the torsional vibration damper is a friction disc damper.
38. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschwingungsdämpfer ein 2-Massen- Torsions-Schwingungsdämpfer ist.38. Torsional vibration damper according to claim 35 or 36, characterized in that the torsional vibration damper is a 2-mass torsional vibration damper.
39. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschwingungsdämpfer ein Trilokwandler ist.39. Torsional vibration damper according to claim 35 or 36, characterized in that the torsional vibration damper is a Trilok converter.
40. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder mit einer Turbine (20) des Trilokwandlers verbunden ist.40. Torsional vibration damper according to claim 39, characterized in that the spring is connected to a turbine (20) of the Trilok converter.
41. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 39 oder 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder in einem hydraulischen Raum des41. Torsional vibration damper according to claim 39 or 40, characterized in that the spring in a hydraulic space of the
Trilokwandlers angeordnet ist. Trilok converter is arranged.
42. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 35 bis 41 , dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschwingungsdämpfer in Reihe mit einer Kupplung geschaltet ist.42. Torsional vibration damper according to one of claims 35 to 41, characterized in that the torsional vibration damper is connected in series with a clutch.
43. Anordnung mit einer Torsionsfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 34 und wenigstens einer weiteren Baugruppe, wobei die Baugruppe und die Torsionsfeder formschlüssig miteinander verbunden sind. 43. Arrangement with a torsion spring according to one of claims 1 to 34 and at least one further assembly, wherein the assembly and the torsion spring are positively connected to each other.
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