Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer, insbesondere zur Verwendung
zwischen einem Motor und einem diesem nachgeschalteten Antriebsstrang, wobei
der Schwingungsdämpfer wenigstens ein Eingangsteil und ein dazu entgegen der
Wirkung von Dämpfungsmitteln verdrehbares Ausgangsteil aufweist.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, derartige
Schwingungsdämpfer zu verbessern, insbesondere die Dämpfungswirkung, so
daß eine optimale Filtrierung der zwischen einem Antriebsmotor und einem
nachgeschalteten Antriebsstrang auftretenden Schwingungen sowohl bei
niedrigen als auch bei hohen Drehzahlen gewährleistet wird. Der
erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer soll weiterhin in einfacher Weise als
Bindeglied zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Getriebe, insbesondere
einem sogenannten CVT-Getriebe eines Kraftfahrzeuges, montierbar sein. Auch
soll der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer eine einfache Anpassung
dessen Dämpfungscharakterisitik an den jeweiligen Anwendungsfall ermöglichen.
Außerdem lag der Erfindung die Aufgabe der Schaffung eines preisgünstigen
Schwingungsdämpfers zugrunde bei gleichzeitiger hoher Lebensdauer.
Gemäß einer Ausbildung der Erfindung wird dies dadurch erzielt, daß die
Dämpfungsmittel Energiespeicher umfassen, die in einem durch Bauteile des
Eingangsteils gebildeten, mit einem viskosen Medium oder einem Schmiermittel
zumindest teilweise gefüllten, radial nach außen hin dichten, ringartigen Kanal
aufgenommen sind, wobei das Ausgangsteil eine Nabe zur Aufnahme auf einer
Welle des Antriebsstranges, wie insbesondere einer Getriebeeingangswelle,
aufweist, welche mittels eines mit dieser antriebsmäßig verbundenen, ringartigen
Flanschkörpers und unter Zwischenschaltung der Energiespeicher mit dem
Eingangsteil des Schwingungsdämpfers zumindest begrenzt verdrehbar gekoppelt
ist. Eine derartige Ausgestaltung des Schwingungsdämpfers ermöglicht eine
einwandfreie Führung bzw. radiale Abstützung der im ringartigen Kanal
aufgenommenen Energiespeicher. Durch eine derartige Führung können
verhältnismäßig lange Energiespeicher zum Einsatz kommen, welche große
Verdrehwinkel zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil ermöglichen. Durch den
Einsatz eines Schmiermittels, wie z. B. Fett, kann weiterhin der Verschleiß an den
Energiespeichern bzw. an den diese entgegen der Fliehkrafteinwirkung radial
abstützenden Bauteilen verringert werden. Zur Verringerung des Verschleißes
genügt bereits eine geringe Befüllung des ringartigen Kanals bzw. eine geringe
Beschichtung der den ringartigen Kanal begrenzenden Flächen mit Schmiermittel.
Sofern zusätzlich noch eine hydraulische Dämpfung durch Verwirbelung bzw.
Verdrängung von viskosem Medium erzeugt werden soll, kann dies durch
entsprechende Befüllung des ringartigen Kanals mit viskosem Medium bzw.
Schmiermittel erfolgen. Es kann auch ein pulverförmiges Schmiermittel, zum
Beispiel auf Graphitbasis, verwendet werden.
Ein besonders vorteilhafter Aufbau des Schwingungsdämpfers kann dadurch
gewährleistet werden, daß das Eingangsteil wenigstens zwei schalenartige
Bauteile aufweist, die radial außen miteinander verbunden sind und den
ringartigen Kanal bilden. Die schalenartigen Bauteile können durch zwei
ringförmige Bauteile gebildet sein, von denen wenigstens eines durch ein
Blechformteil gebildet sein kann. Zur Abdichtung des ringartigen Kanals radial
nach außen hin können die beiden schalenartigen bzw. ringförmigen Bauteile
rundum miteinander verschweißt sein. Blechformteile haben den Vorteil, daß sie
mit einem verhältnismäßig geringen Fertigungsaufwand hergestellt werden
können. Weiterhin sind bei durch Stanzen, Ziehen und Prägen hergestellten
Blechteilen eine Vielzahl von platzsparenden bzw. bezüglich der Festigkeit
günstigen Ausgestaltungsformen möglich.
Der ringartige Kanal kann in vorteilhafter Weise in einzelne, durch
Beaufschlagungsbereiche für die Energiespeicher voneinander getrennte
Sektoren unterteilt sein, welche die Energiespeicher aufnehmen. Bei Verwendung
von Blechteilen können diese Sektoren bzw. die Beaufschlagungsbereiche durch
entsprechend ausgebildete Anprägungen hergestellt werden. So können
beispielsweise die Beaufschlagungsbereiche durch taschenförmige Anformungen
gebildet werden. Die Abstützungen bzw. Anschläge für die Energiespeicher im
ringartigen Kanal können jedoch auch in einfacher Weise durch einzelne
Elemente gebildet sein, die in den ansonsten über den Umfang durchgehend
ausgebildeten, ringartigen Kanal eingesetzt sind. Diese Elemente können mit den
ringförmigen bzw. schalenartigen Bauteilen vernietet oder verschweißt sein.
Um besonders große Winkelausschläge zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil
des Schwingungsdämpfers zu ermöglichen, kann es vorteilhaft sein, wenn im
ringartigen Kanal lediglich zwei Energiespeicher auf gleichem Durchmesser
vorgesehen sind. Zweckmäßig kann es sein, wenn im ringartigen Kanal höchstens
vier Energiespeicher auf gleichem Durchmesser aufgenommen werden, wobei die
einzelnen Energiespeicher sich über 60 bis 95% eines Winkelsektors erstrecken
können, wobei dieser Winkelssektor 360 Grad durch die Anzahl der auf gleichem
Durchmesser vorgesehenen Energiespeicher entspricht.
Durch die erfindungsgemäße Auslegung bzw. Ausgestaltung eines
Schwingungsdämpfers können also lange einstückige Federn mit einer
verhältnismäßig geringen Steifigkeit, jedoch mit großem Federweg, eingesetzt
werden, welche eine geringe Verdrehsteifigkeit ermöglichen. Infolge des
möglichen großen Verdrehwinkels bei gleichzeitiger geringer Verdrehsteifigkeit
können sowohl Schwingungen großer Amplitude bzw. große
Wechseldrehmomentspitzen als auch Schwingungen mit kleiner Amplitude bzw.
kleinere Wechseldrehmomente gedämpft bzw. filtriert werden.
In vorteilhafter Weise können jedoch auch zumindest einzelne Energiespeicher
durch mehrere hintereinander bzw. in Reihe angeordnete bzw. geschaltete
Schraubenfedern gebildet sein, welche wiederum bei Bedarf verschiedene
Steifigkeiten aufweisen können. Zwischen den in Reihe vorgesehenen Federn
können Zwischenstücke angeordnet werden. Auch können die Energiespeicher
ineinander geschachtelte Federn aufweisen, wobei diese ineinander
geschachtelten Federn verschiedene Längen besitzen können, wodurch
wiederum zumindest eine zusätzliche Federstufe gebildet werden kann.
Bei Verwendung von Schraubenfedern mit einem großen Längen-/Außen
durchmesserverhältnis kann es zur Vereinfachung der Montage des
Schwingungsdämpfers vorteilhaft sein, wenn diese zumindest annähernd auf den
Krümmungsradius des ringartigen Kanals vorgekrümmt sind. Derartige
Schraubenfedern können ohne zusätzliche Hilfsmittel in einfacher Weise montiert
werden. Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die Federrate bzw. die
Steifigkeit der in dem ringartigen Kanal aufgenommenen Energiespeicher derart
bemessen ist, daß diese zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil des
Schwingungsdämpfers einen Verdrehwiderstand erzeugen, der in der
Größenordnung von 3 bis 15 Nm/Grad, vorzugsweise zwischen 4 und 10 Nm/Grad
liegt. Besonders zweckmäßig kann es sein, wenn diese Verdrehsteifigkeit
über zumindest einen Verdrehwinkel von 30 Grad in Zugrichtung und/oder in
Schubrichtung vorhanden ist.
Zweckmäßig kann es sein, wenn das Eingangsteil des Schwingungsdämpfers ein
schalenartiges Bauteil umfasst, das radial außen sich axial erstreckende Bereiche
trägt und radial innen mit der Abtriebswelle eines Motors verschraubbar ist, wobei
zumindest zum Betätigen dieser Schrauben in dem mit der Nabe antriebsmäßig
verbundenen ringartigen Flanschkörper Durchlässe für ein
Verschraubungswerkzeug vorhanden sind. Der ringartige Flanschkörper kann in
vorteilhafter Weise drehstarr mit der Nabe verbunden sein, wobei Nabe und
ringartiger Flanschkörper auch einstückig ausgebildet sein können. Der
Flanschkörper kann jedoch auch durch ein separates Bauteil gebildet sein, das mit
der Nabe über einen Formschluß oder durch Schweißung drehstarr verbunden ist.
In vorteilhafter Weise kann das Eingangsteil des Schwingungsdämpfers einen
Anlasserzahnkranz und/oder einen Impulsgeberring, zumindest für das
Motormanagement, tragen. Das Eingangsteil kann ein mit der Abtriebswelle eines
Motors verbindbares, scheibenartiges Bauteil und ein mit diesem über radial
äußere Umfangsbereiche dicht verbundenes, ringförmiges Bauteil aufweisen,
welche axial zwischen sich den ringartigen Kanal begrenzen, wobei das
ringförmige Bauteil den Anlasserzahnkranz tragen kann. Der Anlasserzahnkranz
kann also auf der dem Motor abgewandten Seite des Eingangsteils vorgesehen
werden. Am ringförmigen Bauteil kann ein Aufnahmering für den
Anlasserzahnkranz befestigt sein. Der Aufnahmering kann dabei derart
ausgebildet sein, daß er einen axialen Ansatz bildet, auf dem der
Anlasserzahnkranz aufgenommen ist. In vorteilhafter Weise kann sich der
Aufnahmering zumindest annähernd auf radialer Höhe der im ringartigen Kanal
aufgenommenen Energiespeicher in Umfangsrichtung erstrecken. Um eine radiale
kompakte Bauweise zu ermöglichen, kann es zweckmäßig sein, wenn der
Kopfkreisdurchmesser der Verzahnung des Anlasserzahnkranzes kleiner ist als
oder höchstens gleich groß ist wie der Außendurchmesser des Eingangsteils.
Die Energiespeicher können in vorteilhafter Weise derart im ringartigen Kanal
aufgenommen sein, daß sie sich zumindest unter Fliehkrafteinwirkung mittelbar
oder unmittelbar an den sie axial übergreifenden Bereichen des Eingangsteils
abstützen. Die die Energiespeicher axial übergreifenden Bereiche des
Eingangsteils können dabei zumindest stellenweise an die radial äußeren
Querschnittsbereiche der Energiespeicher angepaßt sein.
Zur Verringerung bzw. Verhinderung von Abtriebverschleiß an der den ringartigen
Kanal begrenzenden Fläche kann in vorteilhafter Weise zumindest zwischen den
Bereichen, an denen sich die Energiespeicher unter Fliehkrafteinwirkung
abstützen, und Energiespeichern ein Verschleißschutz vorgesehen werden.
Dieser Verschleißschutz kann durch eine Zwischenlage oder eine Beschichtung
gebildet werden. Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn der Verschleißschutz
durch wenigstens eine Einlage gebildet ist, wobei diese als Stahlband mit einer
höheren Härte ausgebildet sein kann. Die Einlage kann dabei - im Querschnitt
gesehen - bogenförmig ausgebildet sein, was insbesondere bei Verwendung von
Schraubenfedern von Vorteil ist, da dadurch für die einzelnen Federwindungen
eine größere Abstützfläche gebildet werden kann. Die Einlage kann dabei im
Querschnitt derartig ausgebildet sein, daß der Öffnungswinkel 45 bis 120 Grad,
vorzugsweise 60 bis 90 Grad beträgt.
Für den Aufbau und die Funktion des Schwingungsdämpfers kann es besonders
vorteilhaft sein, wenn die im ringartigen Kanal aufgenommenen Energiespeicher,
wie insbesondere Schraubenfedern, Bestandteil eines radial äußeren Dämpfers
sind, radial innerhalb dessen ein ebenfalls Energiespeicher aufweisender innerer
Dämpfer angeordnet ist. Diese beiden Dämpfer können dabei in vorteilhafter
Weise in Reihe geschaltet sein. Bei einer derartigen Ausgestaltung des
Schwingungsdämpfers kann es vorteilhaft sein, wenn die Nabe des Ausgangsteils
einen mit ihr drehfesten ringartigen Flanschkörper trägt, der Aufnahmen bzw.
Ausnehmungen für die Energiespeicher des inneren Dämpfers aufweist, wobei
diese inneren Energiespeicher mit den äußeren Energiespeichern des äußeren
Dämpfers über einen Zwischenflansch antriebsmäßig gekoppelt sein können. Die
Energiespeicher des radial inneren Dämpfers können in vorteilhafter Weise radial
innerhalb der Innenkontur des den ringartigen Kanal bildenden ringförmigen
Bauteils angeordnet sein. Der die Energiespeicher der beiden Dämpfer in Reihe
schaltende Zwischenflansch kann in vorteilhafter Weise ein ringförmiges Bauteil
umfassen, welches radial außen Ausleger zur Beaufschlagung der
Energiespeicher des äußeren Dämpfers aufweist und radial innen
Beaufschlagungsbereiche trägt für die Energiespeicher des inneren Dämpfers.
Die Beaufschlagungsbereiche für die Energiespeicher des inneren Dämpfers
können dabei durch zwei scheibenförmige Bauteile gebildet sein, welche mit dem
ringförmigen Bauteil drehfest verbunden sind. In vorteilhafter Weise ist der
Zwischenflansch dabei zwischen den radial äußeren Bereichen der beiden
scheibenförmigen Bauteile aufgenommen. Die scheibenartigen Bauteile können
sich radial nach innen derart erstrecken, daß sie auch den ringartigen
Flanschkörper der Nabe zumindest teilweise zwischen sich axial einschließen. Die
sich radial überlappenden Bereiche des ringartigen Flanschkörpers und der
ringförmigen Scheiben können in vorteilhafter Weise Aufnahmen bzw.
Ausnehmungen besitzen, in denen die Federn des inneren Dämpfers enthalten
sind.
Für manche Einsatzfälle kann es auch vorteilhaft sein, wenn der durch die Federn
des äußeren Dämpfers erzeugte Verdrehwiderstand kleiner ist als 3 Nm/Grad
oder größer als 15 Nm/Grad. Die Energiespeicher des radial inneren Dämpfers
sind vorzugsweise derart bemessen, daß diese zwischen dem Eingangsteil und
dem Ausgangsteil des Schwingungsdämpfers einen Verdrehwiderstand erzeugen,
der in der Größenordnung von 0,5 bis 6 Nm/Grad liegt, vorzugsweise in der
Größenordnung von 0,8 bis 3 Nm/Grad. Die Anordnung der Energiespeicher des
inneren Dämpfers auf einem verhältnismäßig kleinen Wirkradius ermöglicht sehr
niedrige Steigungen bzw. sehr geringe Verdrehwiderstandsraten. Durch die
Anordnung der Schraubenfedern des inneren Dämpfers auf einem kleinen
Wirkradius wird auch gewährleistet, daß der die Federn bildende Draht im
Durchmesser nicht zu klein wird, so daß die Schraubenfedern in sich trotzdem
eine gewisse Steifigkeit aufweisen.
In vorteilhafter Weise kann das zum Zwischenflansch gehörende ringförmige
Bauteil am Innenumfang Profilierungen aufweisen, die mit Verdrehspiel zwischen
am Außenumfang des ringartigen Flanschkörpers vorgesehenen
Gegenprofilierungen eingreifen. Durch eine derartige Ausgestaltung können
zwischen den Profilierungen und Gegenprofilierungen Verdrängungskammern
gebildet werden, die eine zusätzliche Dämpfung durch Verdrängung von viskosem
Medium ermöglichen. Diese Verdrängungskammern können dabei in vorteilhafter
Weise seitlich zumindest teilweise abgedeckt bzw. abgedichtet sein. Die
Abdeckung bzw. Abdichtung kann in einfacher Weise mittels der ringförmigen
Scheiben erfolgen. Durch Anschlag der Profilierungen und Gegenprofilierungen
kann bei Bedarf auch die winkelmäßige Dämpfungswirkung des inneren Dämpfers
begrenzt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale sowie sich daraus ergebende Vor
teile, sowohl bezüglich der Funktion als auch der Herstellung, sind im folgenden
im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 4 näher beschrieben.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine teilweise Ansicht einer erfindungsgemäßen Einrichtung in
Richtung des Pfeiles I der Fig. 2,
Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II.2 der Fig. 1,
Fig. 3 die obere Hälfte der Fig. 2 im vergrößerten Maßstab,
Fig. 4 eine mögliche Torsionskennlinie für die Einrichtung gemäß den
Fig. 1 bis 3 und
Fig. 5 ein Detail einer anderen Ausführungsform.
Die in den Figuren dargestellte Drehmomentübertragungseinrichtung 1 zum Kom
pensieren von Drehstößen bildet eine Schwingungsdämpfungseinrichtung 2,
welche ein Eingangsteil 3 und ein Ausgangsteil 4 aufweist. Das als Schwungra
delement ausgebildete Eingangsteil 3 ist auf der Abtriebswelle einer nicht näher
dargestellten Brennkraftmaschine über Schrauben 5 befestigbar. Das Aus
gangsteil besitzt eine Nabe 6, welche über eine Innenverzahnung 7 mit der Ein
gangswelle eines nicht näher dargestellten Getriebes verbindbar ist. Zwischen
dem Eingangsteil 3 und dem Ausgangsteil 4 ist eine Dämpfungseinrichtung 8
vorgesehen, die eine Relativverdrehung zwischen den beiden Teilen 3 und 4
ermöglicht. Bei dem dargestellten Beispiel umfaßt die Dämpfungseinrichtung 8
einen radial äußeren Dämpfer 9 und einen radial weiter innen liegenden Dämpfer
10.
Das Eingangsteil 3 bildet ein Gehäuse 11, das einen ringförmigen Kanal 12 be
grenzt, in dem zumindest die Energiespeicher 13 des äußeren Dämpfers 9 aufge
nommen sind.
Das den ringförmigen Kanal 12 aufweisende Eingangsteil 3 besteht im wesentli
chen aus zwei, hier schalenartig ausgebildeten Gehäuseteilen 14, 15, die radial
außen miteinander verbunden sind. Die beiden Gehäuseteile 14, 15 sind hier
durch Blechformteile gebildet. Die hier die Verbindung zwischen den Teilen 14, 15
gewährleistende Schweißung 16 dichtet gleichzeitig das Gehäuse 11 bzw. den
ringförmigen Kanal 12 radial nach außen hin ab. Zur Verschweißung der beiden
Blechformteile 14, 15 eignet sich in vorteilhafter Weise ein Laserstrahlschweißen
oder ein Elektronenstrahlschweißen oder aber eine Verschweißung, bei der die
sich in Kontakt befindlichen und zu verschweißenden Bereiche zweier Bauteile
durch Anlegen an die Bauteile eines Wechselstroms hoher Stromstärke und nied
riger Spannung auf Schweißtemperatur erwärmt und unter Druck vereinigt wer
den. Die beiden Gehäuseteile 14, 15 bilden radial außen eine ringkanalartige bzw.
hier torusähnliche Aufnahme 12, die in einzelne ringbogenartige bzw. sektorförmi
ge Aufnahmen 17, 18 unterteilt ist, in denen die hier durch Schraubenfedern 19, 20
gebildeten Energiespeicher 13 aufgenommen sind. Die ringkanalartige Aufnahme
12 ist im wesentlichen durch sich über den Umfang erstreckende Einbuchtungen
bzw. Anprägungen 27, 28 gebildet, welche in die aus Blech hergestellten Gehäu
seteile 14, 15 eingebracht sind. Die beidseits des flanschartigen Ausgangsteils 21
des Dämpfers 9 überstehenden Bereiche der Federn 19, 20 tauchen zumindest
teilweise axial in die Einbuchtungen 27, 28 ein.
Das Ausgangsteil 21 des äußeren Dämpfers 9 besteht hier aus einem ringförmi
gen, flanschartigen Bauteil 22, das mit zwei Blechscheiben 23, 24, die sich radial
weiter nach innen erstrecken, fest verbunden ist. Die beiden Scheiben 23, 24 sind
über ihre radial äußeren Bereiche mit dem ringförmigen Grundkörper 25 des
Bauteiles 22 drehfest gekoppelt, hier über Nietverbindungen 26. Der Grundkörper
25 besitzt an seinem Außenumfang radial nach außen gerichtete Ausleger 29.
Diese Ausleger 29 erstrecken sich - in Umfangsrichtung betrachtet - zwischen
benachbarten Enden der Energiespeicher 13 bzw. der Schraubenfedern 19, 20
und bilden somit für diese Energiespeicher Beaufschlagungsbereiche. Wie aus
Fig. 2 zu entnehmen ist, sind die Ausleger 29 ausgehend von dem Grundkörper
25 axial in Richtung des Motors gekröpft. Diese Kröpfung ist erforderlich, da bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel in vorteilhafter Weise der ringförmige
Kanal bzw. die torusähnliche Aufnahme 12 gegenüber dem inneren, im wesentli
chen ebenen, scheibenartigen Bereich 14a des Gehäuseteiles 14 axial in Rich
tung des Motors versetzt ist, wodurch in Bezug auf das Gesamtaggregat Motor +
Getriebe eine platzsparende Bauweise gegeben ist. Dieser Versatz beträgt bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel in etwa die Hälfte des Außendurchmes
sers eines Energiespeichers 13 bzw. einer Schraubenfeder 19.
Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, sind bei dem dargestellten Beispiel
die axialen Einbuchtungen bzw. Anprägungen 27, 28 im Querschnitt derart ausge
bildet, daß deren Querschnitt zumindest radial außen annähernd an den Verlauf
des Querschnittes der Energiespeicher 13, 19 angeglichen ist. Die äußeren Berei
che des Kanals 12 können für die Energiespeicher 13, 19 Anlagebereiche bzw.
Führungsbereiche bilden, an denen sich die Energiespeicher 13 zumindest unter
Fliehkrafteinwirkung radial abstützen können. Zur Verringerung des Verschleißes
an den radialen Abstützbereichen der ringkanalartigen Aufnahme 12 ist ein eine
höhere Härte aufweisender Verschleißschutz 30 vorgesehen, der sich zumindest
im Bereich der Federn 19 über den Umfang der ringkanalartigen Aufnahme 12
erstreckt und die Federn 19 teilweise umschließt.
Zur Beaufschlagung der Energiespeicher 13, 19, 20 sind axial beidseits der Ausle
ger 29 Umfangsanschläge 31, 32 vorgesehen. Bei dem dargestellten Ausfüh
rungsbeispiel sind die Umfangsanschläge 31, 32 durch in die Blechformteile 14, 15
eingeprägte Anformungen gebildet, welche in der ringkanalartigen Aufnahme 12
Vorsprünge bilden.
In der die äußeren Bereiche des Gehäuses 11 bildenden ringkanalartigen Auf
nahme 12 ist ein viskoses Medium, wie z. B. eine Schmiermittel in Form eines
pastösen Mittels, wie z. B. Fett vorgesehen. Die Menge an viskosem Medium kann
dabei derart bemessen sein, daß - bei drehender Einrichtung 1 - zumindest die
ringkanalartige Aufnahme 12 vollkommen mit viskosem Medium gefüllt ist.
Wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich ist, begrenzt das zum Ausgangsteil 4
des Dämpfers 9 gehörende, flanschartige Bauteil 22 eine zentrale Ausnehmung
33, deren Kontur radiale Profilierungen 34 bildet, welche in Eingriff stehen mit
Gegenprofilierungen 35, die am Außenumfang eines mit der Nabe 6 verbundenen
ringförmigen bzw. scheibenförmigen Flansches 36 vorgesehen sind. Die Gegen
profilierungen 35 sind durch mehrere, z. B. sechs über den Umfang gleichmäßig
verteilte radiale Vorsprünge 35 gebildet, die hier mit Verdrehspiel in Ausschnitte
37 eingreifen, welche zwischen benachbarten Profilierungen 34 des Bauteils 22
vorgesehen sind. Im Bereich der radialen Vorsprünge 34 sind auch die Nietver
bindungen 26 vorgesehen.
Die mit dem Bauteil 22 fest verbundenen Scheiben 23, 24 decken die durch das
Verdrehspiel zwischen den Profilierungen 34 und Gegenprofilierungen 35 gebil
deten Freiräume bzw. Kammern 38, 39 seitlich ab. Bei einer ausreichenden Be
füllung des Gehäuses 11 mit viskosem Medium, wie z. B. Fett, kann mittels der
Kammern 38, 39 eine durch Verdrängung von viskosem Medium erzeugte Dämp
fung realisiert werden.
Bei nur geringem Fettstand im ringartigen Kanal 12 kann es zweckmäßig sein, um
Verschleiß, Geräusche und zu hohe Fremdreibung zu verhindern, auch eine Be
fettung im Bereich der ineinander greifenden Profilierungen 34 und Gegenprofilie
rungen 35 vorzunehmen. Eine derartige separate Befettung im Bereich der Profi
lierungen und Gegenprofilierungen kann insbesondere bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel vorteilhaft sein, da bei diesem die Scheiben 23, 24 mit dem
ringförmigen Grundkörper 25 des flanschartigen Bauteils 22 derart verbunden
sind, daß sie eine zumindest nach radial außen hin dichte ringartige Kammer
bilden. Hierfür sind die Profilierungen 34 und Gegenprofilierungen 35 seitlich
durch die Scheiben 23, 24 abgedeckt, wodurch in Bezug auf die Profilierungen
bzw. Gegenprofilierungen die ringartige Kammer gebildet wird. Zweckmäßig kann
es jedoch auch sein, wenn zumindest eine der Scheiben 23, 24 auf radialer Höhe
der Profilierungen 34 bzw. Gegenprofilierungen 35 zumindest kleine axiale Aus
nehmungen 74 (Fig. 3) aufweisen, die eine Nachschmierung im Bereich der Profi
lierungen 34 und Gegenprofilierungen 35 durch Ansaugen von Fett gewährleisten.
Letztere Lösung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn in der durch die beiden
Bauteile 14, 15 begrenzten Kammern ein ausreichend hohes Niveau an viskosem
Medium vorhanden ist, das ein Ansaugen des viskosen Mediums ermöglicht.
Zwischen den sich radial nach innen erstreckenden Bereichen 40, 41 der Schei
ben 23, 24 ist ein ringförmiger Abschnitt 42 des Flansches 36 aufgenommen. In
den sich radial überdeckenden Bereichen bzw. Abschnitten 40, 41, 42 des Flan
sches 36 und der Scheiben 23, 24 sind Aufnahmen bzw. Fenster 43, 44, 45 vorge
sehen, in denen Energiespeicher 46, hier in Form von Schraubenfedern, aufge
nommen sind. Die Energiespeicher 46 sind Bestandteil des inneren Dämpfers 10,
der in Reihe geschaltet ist mit dem äußeren Dämpfer 9.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Flansch 36 einstückig ausgebil
det mit der Nabe 6. Im Flansch 36 sind axiale Ausnehmungen 47 vorgesehen,
über die die Schrauben 5 mittels eines Werkzeuges zumindest betätigbar sind, so
daß die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 als Einheit an der Abtriebswelle
eines Motors mittels der Schrauben 5 montiert bzw. von dieser demontiert werden
kann. Das Gehäuseteil 14 bzw. der ringförmige Abschnitt 14a besitzt eine zentrale
Ausnehmung 48, die durch eine Zentrierfläche 49 begrenzt ist, mittels der die
Drehmomentübertragungseinrichtung 1 vor dem Festschrauben mit der Abtriebs
welle eines Motors auf letzterer zentriert werden kann. Hierfür hat die Abtriebs
welle des Motors einen entsprechend ausgebildeten axialen Zentrieransatz. Um
die Aufnehmung 48 sind axiale Durchlässe 50 für die Schrauben 5 vorgesehen.
Die Schrauben können innerhalb der Drehmomentübertragungseinrichtung gesi
chert, also verliersicher integriert sein.
Bei einer ausreichenden Zähigkeit und Temperaturbeständigkeit des in dem radial
nach außen hin abgedichteten Gehäuse 11 aufgenommenen viskosen Medium
braucht dieses Gehäuse 11 radial innerhalb des Füllniveaus an viskosem Medium
nicht unbedingt abgedichtet bzw. vollständig abgedichtet sein, da das viskose
Medium aufgrund seiner Konsistenz über den Umfang des Gehäuses 11 bzw. des
ringförmigen Kanals 12 verteilt bleibt.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist axial zwischen dem radial inneren
Randbereich 51 des Gehäuseteils 15 und dem Ausgangsteil 21 bzw. der Scheibe
41 ein tellerfederartiges Bauteil 52 verspannt. Die durch das tellerfederartige
Bauteil 52 erzeugte Kraft ist dabei derart ausgelegt, daß eine definierte Reibungs
hysterese, die parallel zu den Federn der Dämpfer 9 und 10 geschaltet ist, erzeugt
wird. Gleichzeitig dient das tellerfederartige Bauteil 52 in diesem Bereich als Ab
dichtung für das Gehäuse 11. Durch diese Abdichtung kann verhindert werden,
daß zwischen dem Gehäuseteil 15 und der Scheibe 41 Schmutz in das Gehäuse
11 eindringt. Weiterhin kann durch das tellerfederartige Bauteil 42 ein Heraustre
ten von viskosem Medium aus dem Gehäuse 11 verhindert werden. Bei dem
dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Aufnahmen 45 für die Federn 46 in
axialer Richtung offen. Zweckmäßig kann es jedoch sein, wenn die Aufnahmen 45
durch geschlossene in das Blech 41 eingebrachte Anprägungen gebildet sind,
wodurch dann auch in diesem Bereich eine Abdichtung für das Gehäuse 11 gebil
det ist. Die von dem tellerfederartigen Bauteil 52 auf das Bauteil 21 ausgeübte
Axialkraft wird durch einen Abstützring 53, der auf der anderen Seite des Bauteils
21 vorgesehen ist, abgefangen. Der Abstützring 53 ist um die Schrauben 5 gelegt
und axial zwischen dem ringförmigen Abschnitt 14a des Gehäuseteils 14 und der
Scheibe 23 eingespannt. Die Scheibe 23 stützt sich über ihren radialen Innenbe
reich 40a axial am Ring 53 ab. Der Ring 53 kann aus einem Reib- oder Gleitmate
rial hergestellt und mit der Scheibe 23 drehfest sein, so daß sie am Abschnitt 14a
reibt.
Für manche Anwendungsfälle kann es zweckmäßig sein, wenn der Abstützring 53
zur Zentrierung des Bauteils 21 gegenüber dem Eingangsteil 3 dient.
Bei einer derartigen Ausgestaltung ist es dann zweckmäßig, wenn zwischen dem
Bauteil 21 und dem Flansch 36 zumindest eine geringe radiale Verlagermöglich
keit vorhanden ist, um einen eventuellen Achsversatz zwischen Motorabtriebs
welle und Getriebeeingangswelle ausgleichen zu können.
Gemäß einer anderen Ausführungsvariante kann jedoch auch das Bauteil 21 auf
dem Flansch 36 zentriert sein, beispielsweise über die Profilierungen 34 und/oder
Gegenprofilierungen 35. Bei einer derartigen Ausgestaltung ist es dann vorteilhaft,
wenn sowohl das Bauteil 21 als auch das den Flansch 36 aufweisende Bauteil
eine geringe radiale Verlagerungsmöglichkeit gegenüber dem Eingangsteil 3
aufweisen, um den bereits angesprochenen Wellenversatz ausgleichen zu kön
nen.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der ringförmige Abschnitt 14a
Ausnehmungen 54, mittels derer das Gehäuse 11 mit viskosem Medium befüllt
werden kann. Diese Ausnehmungen 54 werden, falls dies aufgrund des Befül
lungsgrades des Gehäuses 11 erforderlich ist, durch Kappen 55 verschlossen.
Wie insbesondere aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, ist der innere Dämpfer
10 radial innerhalb des inneren Bereiches 51 des Gehäuseteils 15 angeordnet.
Das Gehäuseteil 15 trägt einen Anlasserzahnkranz 56. Der Anlasserzahnkranz 56
ist auf einem Zwischenteil 57 aufgenommen, daß durch einen im Querschnitt
winkelförmigen Ring 58 gebildet ist. Auf dem axial verlaufenden ringförmigen
Abschnitt 59 ist der Anlasserzahnkranz 56 aufgebracht. Der hier radial nach innen
weisende radiale Bereich 60 des Ringes 57 ist mit dem Gehäuseteil 15 verbun
den, und zwar bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mittels Nietverbindun
gen 61.
Die Verzahnung 62 des Anlasserzahnkranzes 56 besitzt einen Kopfkreisdurch
messer, der kleiner ist, als der Außendurchmesser 63 des Eingangsteils 3. Wie
aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist der Anlasserzahnkranz 56 auf der dem Motor abge
kehrten Seite der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 angeordnet.
In vorteilhafter Weise kann die Nabe 6 mit der Eingangswelle eines CVT-
Getriebes verbunden werden.
Das ein Ausgangsteil für den äußeren Dämpfer 9 und gleichzeitig ein Eingangsteil
für den inneren Dämpfer 10 bildende Bauteil 21 kann gemäß einer anderen Kon
struktionsvariante auch lediglich durch zwei Scheiben gebildet werden. Hierfür
könnten beispielsweise die Scheiben 23, 24 sich weiter radial nach außen erstrec
ken als dargestellt und im Bereich radial außerhalb des Flansches 36 axial auf
einander zu getopft sein und dort die Ausleger 29 bilden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dienen die Seitenscheiben 23, 24 auch
zur axialen Führung des Flansches 36. Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich
ist, besitzt der Flansch 36 eine etwas geringere Dicke als der ringförmige Grund
körper 25.
Die radial zwischen Außen- und Innendämpfer 9, 10 vorgesehenen Anschläge
34, 35 zur Begrenzung der Relativverdrehung zwischen den Bauteilen 36 und 22
gewährleisten, daß über die Seitenscheiben 23, 24 nur das durch die Federn 46
aufgebaute Drehmoment übertragen werden muß. Die Seitenscheiben 23, 24
können somit verhältnismäßig dünn ausgebildet werden.
Durch entsprechende Befüllung des Gehäuses 11 mit viskosem Medium können
auch die zwischen den Profilierungen 34, 35 vorgesehenen Freiräume 38, 39
zumindest zeitweise mit viskosem Medium befüllt sein, so daß eine hydraulische
Dämpfung durch Verdrängung erzeugt werden kann. Weiterhin kann durch Vor
handensein von viskosem Medium in diesen Bereichen der Verschleiß minimiert
werden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Energiespeicher 13 des äuße
ren Dämpfers 9 durch zwei ineinander geschachtelte Schraubenfedern gebildet,
wobei die innere Schraubenfeder eine kleinere Länge aufweist als die äußere
Schraubenfeder, wodurch eine zumindest zweistufige Kennlinie für den äußeren
Dämpfer 9 möglich wird. Die Energiespeicher 13 haben ein verhältnismäßig gro
ßes Längen-/Außendurchmesserverhältnis. Bei dem dargestellten Ausführungs
beispiel besitzt die Einrichtung 1 lediglich zwei Energiespeicher 13, wobei jeder
Energiespeicher, wie aus Fig. 1 erkennbar ist, sich in Umfangsrichtung über ca.
170 Grad erstreckt. Durch Verwendung derartiger Energiespeicher mit großem
Längen-/Außendurchmesserverhältnis können große Relativverdrehwinkel zwi
schen den entsprechenden Bauteilen gewährleistet werden, wodurch eine sehr
gute Schwingungsisolation zwischen Antriebsmotor und Getriebe gewährleistet
werden kann. Das Längen-/Außendurchmessenrerhältnis derartiger Energiespei
cher sollte größer als sechs sein, vorzugsweise größer als zehn. Durch die Ver
wendung derartiger Energiespeicher kann die Übertragung von hohen Drehmo
menten bei gleichzeitiger verhältnismäßig geringer Federrate ermöglicht werden.
Die Energiespeicher 13 erzeugen vorzugsweise eine Gesamtfederrate bzw. eine
Verdrehsteifigkeitsrate in der Größenordnung von 3 bis 15 Nm/Grad, wobei eine
Gesamtfederrate in der Größenordnung von 6 bis 10 Nm/Grad für viele Einsatz
fälle besonders zweckmäßig sein kann. Durch die Serienschaltung der beiden
Dämpfer 9, 10 kann diese Federrate nochmals verringert werden. In vorteilhafter
Weise kann der innere Dämpfer 10 eine durch die Federn 46 erzeugte Federrate
aufweisen, die kleiner ist als die des äußeren Dämpfers 9. Für manche Einsatz
fälle kann es jedoch auch vorteilhaft sein, wenn der innere Dämpfer 10 eine höhe
re Federrate bzw. Verdrehsteifigkeitsrate aufweist. Weiterhin ist bei dem darge
stellten Ausführungsbeispiel der innere Dämpfer 10 einstufig ausgebildet, das
bedeutet also, daß alle Federn 46 gleichzeitig komprimiert werden. Zweckmäßig
kann es jedoch sein, wenn die Federn 46 des inneren Dämpfers 10 in den ent
sprechenden Bauteilen (hier 36, 23, 24) derart aufgenommen bzw. abgestützt
sind, daß eine mehrstufige Kennlinie entsteht. Weiterhin kann es vorteilhaft sein,
wenn zumindest einige der Energiespeicher 13, 46 des äußeren Dämpfers 9
und/oder des inneren Dämpfers 10 - im Ruhezustand der Drehmomentübertra
gungseinrichtung 1 - bereits eine gewisse axiale Vorspannung aufweisen. Die
Vorspannung kann dabei derart gewählt sein, daß die zuerst zur Wirkung kom
menden vorgespannten Energiespeicher des einen Dämpfers (9 oder 10) kompri
miert werden, bevor die Energiespeicher des anderen Dämpfers (10 oder 9) über
brückt werden, also nicht mehr komprimiert werden können. Es können also auch
Kennlinien realisiert werden, bei denen die Drehmomentübertragungseinrichtung
1 zunächst eine gewisse Verdrehwiderstandsrate aufweist, die dann nach einem
gewissen Verdrehwinkel zwischen Eingangsteil 3 und Ausgangsteil 4 kleiner wird
aufgrund der stattfindenden Reihenschaltung mit Kompression der Energiespei
cher 13, 46 beider Dämpfer 9, 10. Sobald einer der Dämpfer überbrückt wird, also
die weitere Kompression der Energiespeicher dieses Dämpfers verhindert wird,
ergibt sich wieder eine steilere bzw. größere Verdrehwiderstandsrate zwischen
Eingangsteil 3 und Ausgangsteil 4.
Anhand der Fig. 4 sei die Funktionsweise der dargestellten Drehmomentübertra
gungseinrichtung 1 näher erläutert.
In Fig. 4 ist auf der Abszisse der Verdrehwinkel zwischen Eingangsteil 3 und
Ausgangsteil 4 und auf der Ordinate das von den Dämpfern 9 und 10 übertragene
Drehmoment dargestellt. Es ist ersichtlich, daß ausgehend von einer Ruhestellung
bzw. theoretischen Nullstellung 64 über einen kleinen Winkel 65 in Zugrichtung
bzw. 66 in Schubrichtung zunächst keine Federwirkung vorhanden ist, was darauf
zurückzuführen ist, daß, wie aus der linken Seite der Fig. 1 ersichtlich, die Aus
leger 29 ein geringes Verdrehspiel gegenüber den Endflächen der Energiespei
cher 13 aufweisen. In diesem Verdrehwinkelbereich 65 bzw. 66 ist also dann
lediglich die zwischen Eingangsteil 3 und Ausgangsteil 4 vorhandene Hystere
sereibung wirksam. Es sei noch bemerkt, daß in dem Diagramm gemäß Fig. 4
die den einzelnen Energiespeichern überlagerten Reibungen bzw. Hysteresen
nicht dargestellt bzw. berücksichtigt sind. Nach Überschreitung des Freiwinkels 65
bzw. 66 werden die Energiespeicher 13 und 46 der beiden Dämpfer 9, 10 kompri
miert. Dabei ergibt sich in Zugrichtung und in Schubrichtung aufgrund der Reihen
schaltung der beiden Dämpfer 8 und 9 bis zum Erreichen des Verdrehwinkels 67
in Zugrichtung bzw. 68 in Schubrichtung zunächst eine sehr flache Kennlinie, also
eine sehr kleine Verdrehwiderstandsrate zwischen Eingangsteil 3 und Aus
gangsteil 4.
Beim Erreichen des Verdrehwinkels 67 bzw. 68 wird bei dem dargestellten Aus
führungsbeispiel der innere Dämpfer 10 durch Anschlag der Profilierungen 34 an
den Gegenprofilierungen 35 überbrückt, so daß bei Fortsetzung einer Relativver
drehung zwischen Eingangsteil 3 und Ausgangsteil 4 nur noch die Energiespei
cher 13 des äußeren Dämpfers 9 komprimiert werden. Wie aus Fig. 4 ersichtlich,
ergibt sich dadurch ein steilerer Kennlinienbereich 69, 70. Sobald zugseitig ein
Relativverdrehwinkel 71 bzw. 72 schubseitig zwischen Eingangsteil 3 und Aus
gangsteil 4 zurückgelegt ist, werden auch die Energiespeicher 13 des äußeren
Dämpfers überbrückt, und zwar bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch
auf Block gehen der Federwindungen der äußeren Federn 19.
Auf der Zugseite des in Fig. 4 dargestellten Diagramms ist noch die Auswirkung
der inneren Feder 20 auf die Verdrehsteifigkeit zwischen Eingangsteil 3 und Aus
gangsteil 4 dargestellt. Bis zum Erreichen des Verdrehwinkels 67a ist nämlich
zunächst lediglich die äußere Feder 19 eines Energiespeichers 13 wirksam, da,
wie aus der linken Seite der Fig. 1 erkennbar, die jeweilige innere Feder 20
gegenüber der äußeren Feder 19 kürzer ist. Sobald beide Federn infolge Kom
pression der äußeren Feder 19 die gleiche Länge aufweisen, was bei einem Ver
drehwinkel gemäß 67a der Fall ist, werden beide Federn 19, 20 gemeinsam kom
primiert, so daß sich im Verdrehwinkelbereich zwischen dem Verdrehwinkel 67a
und dem Verdrehwinkel 67 ein etwas steilerer Kennlinienabschnitt 73 einstellt.
Bei einer Ausgestaltung gemäß Fig. 5 sind die Seitenscheiben 123, 124 mit dem
ringförmigen Grundkörper 125 des flanschartigen Bauteils 122 verschweißt. Die
Verschweißungen 126 können in vorteilhafter Weise mittels Laserstrahlschwei
ßung hergestellt werden, wobei die Schweißung durch das Blechmaterial der
Scheiben 123, 124 erfolgen kann. In vorteilhafter Weise laufen die Schweißnahten
126 über den gesamten Umfang des ringförmigen Grundkörpers 125, so daß eine
radial nach außen hin dichte Verbindung zwischen den Scheiben 123, 124 und
dem flanschartigen Bauteil 122 vorhanden ist. Um für die Verschweißung eine
genaue Positionierung der Scheiben 123, 124 gegenüber dem flanschartigen
Bauteil 122 zu gewährleisten, können wie bei dem dargestellten Ausführungsbei
spiel die Seitenscheiben 123, 124 axiale Vorsprünge, die hier durch Noppen 175
gebildet sind, aufweisen, welche in entsprechend angepaßte axiale Ausnehmun
gen 176 des flanschartigen Bauteils 122 eingreifen. Wie bereits im Zusammen
hang mit den Fig. 1 bis 3 erwähnt, kann in besonders vorteilhafter Weise auch
bei dieser Ausführungsform ein viskoses Medium in den durch die Seitenscheiben
123, 124 und das ringförmige, flanschartige Bauteil 122 begrenzten Raum einge
bracht werden. Dadurch kann auch bei dieser Ausführungsform im Bereich der
zwischen dem flanschartigen Bauteil 122 und dem Flansch 136 vorgesehenen
Profilierungen und Gegenprofilierungen eine hydraulische Dämpfung erfolgen.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist,
zwischen wenigstens einer der Scheiben 123, 124 ein axial verspannter Energie
speicher, hier in Form einer Tellerfeder 177, vorgesehen ist. Durch den Energie
speicher 177 wird der Flansch 136 axial zwischen den beiden Scheiben 123, 124
verspannt, so daß bei einer Relativverdrehung zwischen dem Flansch 136 und
den Scheiben 123, 124 eine zu den radial inneren Federn 146 parallel geschaltete
Reibungshysterese auftritt. Auf der dem Energiespeicher 177 abgewandten Seite
kann zwischen dem Flansch 136 und der benachbarten Scheibe 123 eine Stahl -
Stahl - Reibung vorhanden sein. Zweckmäßig kann es jedoch auch sein, wenn
zwischen der Scheibe 123 und dem Flansch 136 ein Reib- oder Gleitring zwi
schengelegt ist.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor
schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die
Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder
Zeichnungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbil
dung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweili
gen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines
selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen
Unteransprüche zu verstehen.
Die Gegenstände der Unteransprüche bilden auch selbständige Erfindungen, die
eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige
Gestaltung aufweisen.
Die Erfindung ist auch nicht auf das Ausführungsbeispiel der Beschreibung be
schränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abänderungen und
Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kom
binationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Ab
wandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung
und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeich
nungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten erfinde
risch sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder
zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie
Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.