DE10059709A1

DE10059709A1 - Gleitelement für Schraubenfedern eines Torsionsdämpfers eines Zweimassenschwungrades

Info

Publication number: DE10059709A1
Application number: DE2000159709
Authority: DE
Inventors: Benedikt Schauder; Bernhard Schierling; Juergen Kleifges; Hilmar Goebel; Paul Kraus; Alexander Manger; Peter Prystupa
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2000-12-01
Filing date: 2000-12-01
Publication date: 2002-06-06

Abstract

Gleitelement für Schraubenfedern (4-7) eines Torsionsdämpfers (8) eines Zweimassenschwungrades, das in einem Führungskanal (3) des Zweimassenschwungrades anzuordnen ist und der kontaktfreien Führung der Schraubenfedern (4-7) im Führungskanal (3) dient, wobei das Gleitelement aus einem Basispolymer, Kohlefaser und einem von Kohlefaser verschiedenen Trockenschmierstoff besteht, wobei der Anteil an Kohlefaser zwischen 10 Gewichtsprozent und 50 Gewichtsprozent liegt und der Anteil an von Kohlefaser verschiedenem Trockenschmierstoff maximal 30 Gewichtsprozent beträgt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gleitelement für Schraubenfedern eines Torsionsdämpfers eines Zweimassen schwungrades, das in einem Führungskanal des Zweimassen schwungrades anzuordnen ist und der kontaktfreien Führung der Schraubenfedern im Führungskanal dient, wobei das Gleitele ment aus einem Basispolymer, Kohlefaser und einem von Kohle faser verschiedenen Trockenschmierstoff besteht.

Derartige Gleitelemente sind beispielsweise aus der DE 41 28 868 A1 bekannt.

Um ein möglichst leichtes Gleiten der Gleitelemente im Füh rungskanal zu erreichen, bestehen die Gleitelemente gemäß der DE 41 28 868 A1 aus einem Basispolymer und Kohle- oder Glas faser. Beispielhaft genannt ist in der DE 41 28 868 A1 ein Anteil von 30% bis 50% Glasfaser, dem gegebenenfalls noch ein Trockenschmierstoff (Teflon, also Polytetraflourethylen = PTFE) beigemischt ist. Ferner kann im Führungskanal zur wei teren Verringerung der Reibung ein viskoses Medium angeordnet sein, welches der weiteren Schmierung dient.

Ausgehend vom eingangs genannten Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Gleitele mente derart auszugestalten, dass ein besonders langlebiger Betrieb des Torsionsdämpfers erreichbar ist.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Anteil an Kohlefa ser zwischen 10 Gewichtsprozent und 50 Gewichtsprozent liegt und der Anteil an von Kohlefaser verschiedenem Trocken schmierstoff maximal 30 Gewichtsprozent beträgt.

Die vorliegende Erfindung beruht also auf der den Erfindern zuzuschreibenden Erkenntnis, dass Glasfaser, das in der DE 41 28 868 A1 als gleichwertige Alternative zu Kohlefaser genannt ist, nicht verwendet werden sollte. Denn Glasfaser wirkt in verriebenem Zustand wie Schmirgel, so dass auch bei nur ge ringem Abrieb die Kanalwandungen und die Gleitelemente aufge raut werden, ein reibungsarmer Betrieb somit nicht mehr ge währleistet ist. Kohlefaser hingegen wirkt in verriebenem Zu stand als Schmiermittel.

Ferner liefert die vorliegende Erfindung Prozentangaben für die Anteile an Kohlefaser und Trockenschmierstoff.

Versuche haben gezeigt, dass oberhalb eines Anteils an Kohle faser von 30 Gewichtsprozent keine verbesserte Schmierwirkung erzielt wird. Ein Anteil an Kohlefaser von maximal 30 Ge wichtsprozent ist also hinreichend.

Umgekehrt lässt die Festigkeit der Gleitelemente bei einem Anteil an Kohlefaser unterhalb von 20% nach. Es ist also ein Gewichtsanteil an Kohlefaser von mindestens 20% anzustreben.

In ähnlicher Weise hat sich als günstig erwiesen, wenn der Anteil an von Kohlefaser verschiedenem Trockenschmierstoff zwischen 5 und 15 Gewichtsprozent liegt.

Als Basispolymer wird vorzugsweise ein Thermoplast, insbeson dere ein Polyamid, verwendet. Der von Kohlefaser verschiedene Trockenschmierstoff kann wahlweise Polytetraflourethylen (PTFE, Teflon) oder Molybdändisulfid (MoS₂) sein.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nach folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Dabei zei gen

Fig. 1 eine Teilansicht eines Zweimassenschwungrades und

Fig. 2 einen Schnitt durch Fig. 1 gemäß der Linie A-B.

Gemäß den Fig. 1 und 2 weist ein Schwungrad zwei Schwungmassen 1, 2 auf. Das hierdurch gebildete Zweimassenschwungrad weist einen Führungskanal 3 auf. Der Führungskanal 3 weist im wesentlichen einen konstanten Abstand von einer Drehachse D auf. Im Führungskanal 3 sind mehrere in Reihe geschaltete Schraubenfedern 4-7 angeordnet. Sie bilden zusammen eine Federstufe eines Torsionsdämpfers 8, der dem Zweimassen schwungrad zugeordnet ist. Zwischen je zwei der Schraubenfe dern 4-7 sind dabei Gleitschuhe 9 angeordnet. An den Außen seiten der Endfedern 4, 7 sind Federtöpfe 10 angeordnet.

Die Gleitschuhe 9 und die Federtöpfe 10 bilden Gleitelemente 9, 10 im Sinne der vorliegenden Erfindung. Mittels der Gleit elemente 9, 10 werden die Schraubenfedern 4-7 kontaktfrei im Führungskanal 3 geführt. Der Begriff "kontaktfrei" bedeu tet dabei, dass die Schraubenfedern 4-7 die Wandungen des Führungskanals 3 nicht berühren. Die Gleitelemente 9, 10 hin gegen berühren selbstverständlich die Wandungen des Führungs kanals 3. Sie sind im Führungskanal 3 verschiebbar.

Um ein möglichst leichtes Gleiten der Gleitelemente 9, 10 im Führungskanal 3 zu erreichen, bestehen die Gleitelemente 9, 10 aus einem Basispolymer, Kohlefaser und einem Trocken schmierstoff. Das Basispolymer ist in der Regel ein Thermo plast, insbesondere ein Polyamid. Der Trockenschmierstoff ist von Kohlefaser verschieden. Als Trockenschmierstoff kommt insbesondere Teflon, also Polytetraflourethylen = PTFE, in Frage. Ferner kann im Führungskanal 3 zur weiteren Verringe rung der Reibung ein viskoses Medium angeordnet sein, welches der weiteren Schmierung dient.

Bezüglich der Details des konstruktiven Aufbaus des Zweimas senschwungrades und insbesondere des Aufbaus der Gleitschuhe 9 und der Federtöpfe 10 wird auf die DE 41 28 868 A1 verwie sen.

Von der konstruktiven Ausgestaltung her bestehen also keine Unterschiede zum Stand der Technik. Der Gegenstand der vor liegenden Erfindung ist vielmehr die chemische Zusammenset zung der Gleitschuhe 9 und der Federtöpfe 10, also der Gleit elemente 9, 10 im Sinne der vorliegenden Erfindung.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel beträgt der Gewichts anteil an Kohlefaser 28%-30%, der Gewichtsanteil an Teflon 14%-15% und der Gewichtsanteil an Polyamid, d. h. dem Ba sispolymer, den Rest auf zusammen 100%, konkret also 55%- 58%.

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel beträgt der Gewichts anteil an Kohlefaser 20%-22%, der Gewichtsanteil an Teflon 5%-6% und der Gewichtsanteil an Polyamid 72%-75%, so dass die Summe 100% ergibt.

Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel beträgt der Gewichts anteil an Kohlefaser 28%-30%, der Gewichtsanteil an Teflon 5%-6% und der Gewichtsanteil an Polyamid 64%-67%, so dass die Summe 100% ergibt.

Gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel beträgt der Gewichts anteil an Kohlefaser 20%-22%, der Gewichtsanteil an Teflon 14%-15%, und der Gewichtsanteil an Polyamid 63%-66%, so dass die Summe 100% ergibt.

Gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel beträgt der Gewichts anteil an Kohlefaser 24%-26%, der Gewichtsanteil an Teflon 9%-11%, und der Gewichtsanteil an Polyamid 63%-67%, so dass die Summe 100% ergibt.

Anstelle von Teflon kann in den Ausführungsbeispielen auch Molybdändisulfid als Trockenschmierstoff verwendet werden. Teflon ist aber vorzuziehen, weil es leichter mit Kohlefaser und Polyamid zusammen verarbeitbar ist. Der Anteil an Kohlefaser sollte 10% keinesfalls unter- und 50% nicht überschrei ten.

Mit den erfindungsgemäßen Gleitelementen 9, 10 ergibt sich - insbesondere im Langzeitbetrieb - ein erheblich verbessertes dynamisches Verhalten des Zweimassenschwungrades.

Bezugszeichenliste

1

,

2

Schwungmassen

3

Führungskanal

4-7

Schraubenfedern

8

Torsionsdämpfer

9

Gleitschuhe

10

Federtöpfe
D Drehachse

Claims

1. Leitelement für Schraubenfedern (4-7) eines Torsions dämpfers (8) eines Zweimassenschwungrades, das in einem Füh rungskanal (3) des Zweimassenschwungrades anzuordnen ist und der kontaktfreien Führung der Schraubenfedern (4-7) im Füh rungskanal (3) dient, wobei das Gleitelement aus einem Basis polymer, Kohlefaser und einem von Kohlefaser verschiedenen Trockenschmierstoff besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Kohlefaser zwischen 10 Gewichtsprozent und 50 Gewichtsprozent liegt und der Anteil an von Kohlefaser verschiedenem Trockenschmierstoff maximal 30 Gewichtsprozent beträgt.

2. Gleitelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Kohlefaser maximal 30 Gewichtsprozent beträgt.

3. Gleitelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Kohlefaser minimal 20 Gewichtsprozent beträgt.

4. Gleitelement nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an von Kohlefaser verschiedenem Trocken schmierstoff maximal 15 Gewichtsprozent beträgt.

5. Gleitelement nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an von Kohlefaser verschiedenem Trocken schmierstoff minimal 5 Gewichtsprozent beträgt.

6. Gleitelement nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basispolymer ein Thermoplast, insbesondere ein Poly amid, ist.

7. Gleitelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der von Kohlefaser verschiedene Trockenschmierstoff Polytetrafluorethylen ist.

8. Gleitelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der von Kohlefaser verschiedene Trockenschmierstoff Molybdändisulfid ist.

9. Gleitelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es als Gleitschuh (9), d. h. als zwischen zwei Schrau benfedern (4-7) anzuordnendes Gleitelement, ausgebildet ist.

10. Gleitelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es als Federtopf (10), d. h. als zur Aufnahme nur einer Schraubenfeder (4, 7) dienendes Gleitelement, ausgebildet ist.

11. Zweimassenschwungrad mit einem Torsionsdämpfer (8), wobei er Torsionsdämpfer (8) mehrere in Reihe geschaltete Schrau benfedern (4-7) aufweist, die über in einen Führungskanal (3) des Zweimassenschwungrades angeordnete Gleitelemente (9, 10) kontaktfrei im Führungskanal (3) geführt sind, dadurch gekennzeichnet, die Gleitelemente (9, 10) gemäß einem der obigen Ansprüche ausgebildet sind.