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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung,
insbesondere für
eine Kupplungsscheibe einer Reibungskupplung, umfassend eine Primärseite und
eine über
eine Dämpferelementenanordnung
mit der Primärseite zur
Drehmomentübertragung
und zur Drehung um eine Drehachse gekoppelte Sekundärseite,
wobei die Primärseite
und die Sekundärseite
nebeneinander liegende Scheibenteile umfassen, sowie eine zwischen
der Primärseite
und der Sekundärseite
wirkende Reibeinrichtung.
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Bei
derartigen Torsionsschwingungsdämpferanordnungen
besteht häufig
das Problem, dass diese vor allem dann, wenn sie in vergleichsweise
kleine Automobile integriert werden sollen, nur wenig Bauraum beanspruchen
dürfen.
Vor allem dann, wenn ein derartiger Torsionsschwingungsdämpfer beispielsweise
in eine Kupplungsscheibe einer Reibungskupplung integriert werden
soll, tritt dieses Problem noch stärker zu Tage, da innerhalb
der ohnehin schon klein bauenden Reibungskupplungen noch weniger
Bauraum zur Verfügung
steht. Auf Grund dieser Bauraumproblematik ist es schwierig, in
derartige Torsionsschwingungsdämpfer
Reibeinrichtungen zu integrieren, die die erforderlichen großen Reibkräfte erzeugen
können,
so dass nicht nur durch die Elastizität der Dämpferelementenanordnung Drehschwingungen
aufgenommen bzw. abgefangen und teilweise gedämpft werden können, sondern auch
Schwingungsenergie in Reibarbeit bzw. Reibwärme umgewandelt und somit dissipiert
werden kann.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung,
insbesondere für
eine Kupplungsscheibe einer Reibungskupplung, bereitzustellen, bei
welcher bei kompakter Bau weise eine ausreichend hohe Reibkraft erzeugt
werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe gelöst durch
eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung, insbesondere
für eine
Kupplungsscheibe einer Reibungskupplung, umfassend eine Primärseite und eine über eine
Dämpferelementenanordnung
mit der Primärseite
zur Drehmomentübertragung
und zur Drehung um eine Drehachse gekoppelte Sekundärseite,
wobei die Primärseite
und die Sekundärseite nebeneinander
liegende Scheibenteile umfassen, eine zwischen der Primärseite und
der Sekundärseite
wirkende Reibeinrichtung, wobei die Reibeinrichtung ein erstes Reibelement
mit einem ringartigen Reibbereich und einem Kopplungsbereich zur
Ankopplung an ein Scheibenteil der Primärseite umfasst und ein zweites
Reibelement mit einem ringartigen Reibbereich und einem Kopplungsbereich
zur Ankopplung an ein Scheibenteil der Sekundärseite umfasst, wobei der ringartige
Reibbereich des ersten Reibelements zwischen dem ringartigen Reibbereich des
zweiten Reibelements und dem Scheibenteil der Sekundärseite liegt
und der Kopplungsbereich des ersten Reibelements zur Kopplung mit
dem Scheibenteil der Primärseite
den ringartigen Reibbereich des zweiten Reibelements axial übergreift,
und wobei der ringartige Reibbereich des zweiten Reibelements zwischen
dem ringartigen Reibbereich des ersten Reibelements und dem Scheibenteil
der Primärseite liegt
und der Kopplungsbereich des zweiten Reibelements zur Kopplung mit
dem Scheibenteil der Sekundärseite
den ringartigen Reibbereich des ersten Reibelements axial übergreift.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Aufbau
ist also die Reibeinrichtung mit ihren beiden Reibelementen so aufgebaut,
dass diese ineinander geschachtelt liegen und sich gegenseitig zur
Ankopplung an ein jeweiliges Scheibenteil der Primärseite und
der Sekundärseite
axial übergreifen.
Es wird somit eine stabile, gleichwohl eine große Gesamtreibfläche bereitstellende
Reibeinrichtung mit kompakter Bauweise bereitgestellt.
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Um
eine stabile Kopplung zwischen einem jeweiligen Reibelement und
dem zugeordneten Scheibenteil bereitstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass
der Kopplungsbereich des ersten Reibelements eine Mehrzahl von von
dem ringartigen Reibbereich des ersten Reibelements sich im Wesentlichen
axial weg erstreckenden Kopplungsvorsprüngen umfasst, welche in zugeordnete
Kopplungsaussparungen des Scheibenteils der Primärseite eingreifen, bzw. dass
der Kopplungsbereich des zweiten Reibelements eine Mehrzahl von
von dem ringartigen Reibbereich des zweiten Reibelements sich im
Wesentlichen axial weg erstreckenden Kopplungsvorsprüngen umfasst,
welche in zugeordnete Kopplungsaussparungen des Scheibenteils der
Sekundärseite
eingreifen.
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Bei
derartigen Reibeinrichtungen in Torsionsschwingungsdämpferanordnungen
ist es oftmals vorteilhaft, wenn diese erst verschleppt wirksam werden,
also erst dann eine wesentliche Reibkraft erzeugen, wenn ein bestimmter
Drehwinkel zwischen der Primärseite
und der Sekundärseite überschritten wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau
kann dies dadurch erreicht werden, dass bei wenigstens einem der
Kopplungsbereiche die Kopplungsvorsprünge mit Umfangsbewegungsspiel
in die zugeordneten Kopplungsaussparungen eingreifen.
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Der
ringartige Reibbereich des ersten Reibelements und der ringartige
Reibbereich des zweiten Reibelements können mit jeweiligen Reibflächen reibend
aneinander anliegen.
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Ferner
kann vorgesehen sein, dass der ringartige Reibbereich des ersten
Reibelements an einer Reibfläche
des Scheibenteils der Sekundärseite reibend
anliegt, oder/und dass der ringartige Reibbereich des zweiten Reibelements
an einer Reibfläche des
Scheibenteils der Primärseite
reibend anliegt.
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Um
in Zuordnung zu den jeweils aneinander reibend anliegenden Reibflächen auch
die zum Erzeugen einer Reibkraft erforderliche Flächenpressung
bereitstellen zu können,
wird vorgeschlagen, dass zwischen dem ringartigen Reibbereich von
wenigstens einem der Reibelemente und dem mit dem jeweils anderen
Reibelement gekoppelten Scheibenteil ein die ringartigen Reibbereiche
in Richtung aufeinander zu und in Richtung auf das andere Scheibenteil
zu beaufschlagendes Vorspannelement vorgesehen ist. Dabei kann beispielsweise
vorgesehen sein, dass das Vorspannelement ein entlang des von ihm
beaufschlagten ringartigen Reibbereichs sich erstreckendes ringartiges
Federelement umfasst.
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Wenn
weiterhin vorgesehen ist, dass das Vorspannelement mit dem von ihm
beaufschlagten Reibelement und dem Scheibenteil in Umfangsrichtung
nur durch Reibkraft gekoppelt ist, dann kann auch durch die Wechselwirkung
des Vorspannelements mit zumindest einem von ihm beaufschlagten Bauteil
ein weiterer Reibeffekt generiert werden.
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Der
Aufbau des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers kann
weiterhin derart sein, dass die Primärseite zwei in axialem Abstand zueinander
angeordnete Deckscheibenelemente umfasst und dass die Sekundärseite ein
zwischen die Deckscheibenelemente eingreifendes Zentralscheibenelement
umfasst, wobei eines der Deckscheibenelemente das Scheibenteil der
Primärseite
bildet und das Zentralscheibenelement das Scheibenteil der Sekundärseite bildet.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Kupplungsscheibe für eine Reibungskupplung,
welche eine erfindungsgemäß aufgebaute
Torsionsschwingungsdämpferanordnung
umfasst.
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Bei
diesem Aufbau kann weiter vorgesehen sein, dass eines der Deckscheibenelemente
mit einem Reibbelagträger
verbunden ist und das andere der Deckscheibenelemente das Scheibenteil
der Primärseite
bildet.
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Das
Zentralscheibenelement kann mit einer Nabe zur Ankopplung an eine
Antriebswelle, beispielsweise eine Getriebeeingangswelle, verbunden sein.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen detailliert beschrieben. Es zeigt:
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1 eine
Längsschnittansicht
einer Kupplungsscheibe mit einer erfindungsgemäß aufgebauten Torsionsschwingungsdämpferanordnung;
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2 eine
Axialansicht der Kupplungsscheibe der 1.
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In 1 ist
eine in einer Reibungskupplung für
ein Fahrzeug einzusetzende Kupplungsscheibe allgemein mit 10 bezeichnet.
Diese Kupplungsscheibe 10 weist in ihrem radial äußeren Bereich
an einem Reibbelagträger 12 beispielsweise über eine
Belagsfederung getragene Reibbeläge 14 auf,
die beispielsweise zwischen einem Schwungrad und einer Anpressplatte
einer Reibungskupplung zur Drehmomentübertragung klemmbar sind. Der
Reibbelagträger 12 ist über eine
Torsionsschwingungsdämpferanordnung 16 mit
einer im radial inneren Bereich der Kupplungsscheibe 10 vorgesehenen
Nabe 18 verbunden. Die Nabe 18 weist eine Innenverzahnung 20 auf
und kann auf diese Art und Weise mit einer Getriebeeingangswelle,
die in ihrem Endbereich eine entsprechende Außenverzahnung aufweist, zur
Drehung um die Drehachse A gekoppelt werden.
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Die
Torsionsschwingungsdämpferanordnung 16 weist
eine mit den Reibbelägen 14 bzw.
dem Reibbelagträger 12 verbundene
Primärseite 22 sowie
eine mit der Nabe 18 verbundene Sekundärseite 24 auf. Die
Primärseite 22 und
die Sekundärseite 24 sind über eine
Dämpferelementenanordnung 26 gekoppelt,
so dass über
diese Dämpferelementenanordnung 26 einerseits
ein Drehmoment zwischen der Primärseite 22 und
der Sekundärseite 24 übertragen werden
kann, andererseits die die Primärseite 22 und die
Sekundärseite 24 durch
die Kompressibilität
der Dämpferelementenanordnung 26 auch
bezüglich einander
um die Drehachse A drehbar sind. Es sei hier darauf hingewiesen,
dass die Begriffszuordnung „Primärseite" und „Sekundärseite" vor allem mit Hinblick
auf die Richtung, in welcher ein Drehmoment übertragen werden kann, nicht
beschränkend
ist.
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Die
Primärseite 22 der
Torsionsschwingungsdämpferanordnung 16 umfasst
zwei Deckscheibenelemente 28, 30, die im radial äußeren Bereich
durch eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung verteilt angeordneten
Nietbolzen 32 fest miteinander verbunden sind. Mit dem
Deckscheibenelement 28 ist ebenfalls durch Nietbolzen 34 der
Reibbelagträger 12 verbunden.
Axial zwischen den beiden Deckscheibenelementen 28, 30 der
Primärseite 22 ist
ein im Wesentlichen die Sekundärseite 24 bereitstellendes
Zentralscheibenelement 36 angeordnet. Dieses ist radial
innen beispielsweise durch Verschweißung mit der Nabe 18 fest
verbunden. Wie im oberen Teil der 1 erkennbar,
weisen die Deckscheibenelemente 28, 30 und das
Zentralscheibenelement 36 jeweilige Federfenster 38, 40, 42 auf,
in welchen die näherungsweise
in Umfangsrichtung sich erstreckenden Federn 44 der Dämpferelementenanordnung 26 sich
erstrecken. Durch jeweilige Abstützung
an Umfangsrändern
der Federfenster 38, 40, 42 ermöglichen
die Dämpferfedern 44 unter
ihrer Eigenkompression die Relativverdrehung zwischen der Primärseite 22 und
der Sekundärseite 24.
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Zwischen
der Primärseite 22 und
der Sekundärseite 24 wirkt
eine allgemein mit 46 bezeichnete Reibeinrichtung. Diese
erzeugt bei Relativdrehung der Primärseite 22 bezüglich der
Sekundärseite 24 eine
Reibkraft und führt
somit zur Energieabfuhr bei in einem Antriebsstrang auftretenden
Drehschwingungen. Die Reibeinrichtung 46 umfasst zwei Reibelemente 48, 50.
Ein erstes Reibelement 48 dieser beiden Reibelemente weist
einen ringartigen Reibbereich 52, sowie einen in 1 oben
erkennbaren Kopplungsbereich 54 auf. Dieser Kopplungsbereich 54 umfasst
eine Mehrzahl von von dem ringartigen Reibbereich 52 am
radial inneren Endbereich desselben näherungsweise axial sich weg
erstreckenden Kopplungsvorsprüngen 56.
Diese greifen in zugeordnete Kopplungsaussparungen 58 des
Deckscheibenelements 30 ein, so dass dieses erste Reibelement 48 mit
dem Deckscheibenelement 30 und somit der gesamten Primärseite 22 im
Wesentlichen drehfest, bezüglich
diesem jedoch axial bewegbar gekoppelt ist. Das zweite Reibelement 50 weist
ebenfalls einen ringartigen Reibbereich 60 auf, an welchen
an seinem radial äußeren Ende
ein Kopplungsbereich 62 mit einer Mehrzahl von näherungsweise
axial sich erstreckenden Kopplungsabschnitten 64 anschließt. Diese
greifen in Kopplungsaussparungen 66 des Zentralscheibenelements 36 ein,
wobei diese Kopplungsaussparungen 66 durch nach radial
innen gerichtete Fortsetzung der Federfenster 42 des Zentralscheibenelements 36 gebildet
sind, wie in 2 erkennbar. Somit ist das zweite
Reibelement 50 mit dem Zentralscheibenelement 36 und
somit der Sekundärseite 24 drehfest,
bezüglich
dieser axial bewegbar gekoppelt. Die beiden Reibelemente 48, 50 können beispielsweise
als Blechringe ausgebildet werden, die aus Blechmaterial gestanzt
und dann in die gewünschte
Form gebogen werden. Selbstverständlich
ist es auch möglich,
die Reibelemente zur Beeinflussung der Reibwechselwirkung aus hinsichtlich
der jeweiligen Reibkoeffizienten speziell ausgewählten Materialien aufzubauen.
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Zwischen
dem Deckscheibenelement 30 und dem ringartigen Reibbereich 60 des
zweiten Reibelements 50 ist ein ringartiges Vorspannelement 68 angeordnet,
beispielsweise in Form einer Wellfeder oder Tellerfeder. Dieses
Vorspannelement 68 stützt sich
am Deckscheibenelement 30 einerseits und am zweiten Reibelement 50 andererseits
ab und presst somit das zweite Reibelement 50 mit seinem
ringartigen Reibbereich 60 gegen den ringartigen Reibbereich 52 des
ersten Reibelements 48. Dieser ringartige Reibbereich 52 des
ersten Reibelements 48 wird auf diese Art und Weise gegen
das Zentralscheibenelement 36 gepresst. Dieses stützt sich über einen radial
innen angeordneten Lagerring 70 am Deckscheibenelement 28 ab.
Auf diese Art und Weise ist ein Kraftrückschluss innerhalb der Kupplungsscheibe 10 bzw.
der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 16 erzeugt.
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Bei
der erfindungsgemäß aufgebauten Kupplungsscheibe
sind die beiden Reibelemente 48, 50 der Reibeinrichtung 46 also
grundsätzlich
so angeordnet, dass sie mit ihren reibend wirksam werdenden Reibbereichen 52 bzw. 60 unmittelbar
aneinander anliegen, während
ihre jeweiligen Kopplungsbe reiche 54 bzw. 62 den
ringartigen Reibbereich 52, 60 des jeweils anderen
Reibelements axial übergreifen zur
Kopplung mit einem jeweils zugeordneten Scheibenteil der Primärseite 22 bzw.
Sekundärseite 24, nämlich dem
Deckscheibenelement 30 und dem Zentralscheibenelement 36.
Auf diese Art und Weise wird eine sehr kompakte Bauweise erhalten.
Gleichwohl kann eine vergleichsweise große Gesamtreibfläche bereitgestellt
werden. Diese umfasst nämlich zum
einen die reibend miteinander in Wechselwirkung tretenden Oberflächenbereiche
bzw. Reibflächen
des Zentralscheibenelements 36 und des ersten Reibelements 48,
des ersten Reibelements 48 und des zweiten Reibelements 50 sowie
des zweiten Reibelements 50 und des Vorspannelements 68 bzw. des
Vorspannelements 68 und des Deckscheibenelements 30.
Dieses Vorspannelement 68 kann grundsätzlich so gestaltet sein, dass
es mit keinem der von ihm beaufschlagten Bauteile in Umfangsrichtung formschlüssig gekoppelt
ist, so dass es lediglich durch Reibwechselwirkung an den jeweils
beaufschlagten Bauteilen anliegt und bei Auftreten einer Relativdrehung
dann bezüglich
zumindest einem dieser Bauteile eine Reibkraft erzeugt. Selbstverständlich ist
es möglich,
das Vorspannelement beispielsweise durch die Wirkung der Kopplungsvorsprünge 56 des
ersten Reibelements 48 an dieses erste Reibelement 48 anzukoppeln,
so dass das Vorspannelement 68 bei Auftreten von Drehschwingungen
immer eine Reibwechselwirkung zum Deckscheibenelement 30 erzeugen
wird.
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Selbstverständlich sind
bei dem vorangehend beschriebenen und in den 1 und 2 gezeigten
Aufbau verschiedene Variationen möglich. So ist es beispielsweise
denkbar, zum Erzeugen einer verschleppt einsetzenden Reibwirkung
der Reibeinrichtung 46 bei zumindest einem der Reibelemente,
beispielsweise beim zweiten Reibelement 50, eine mit Umfangsbewegungsspiel
behaftete Ankopplung an das zugeordnete Scheibenteil, also in diesem Falle
das Zentralscheibenelement 36, zu erzeugen. In diesem Falle
wird bei Auftreten einer Relativdrehung das zweite Reibelement 50 sich
bis zum Erreichen eines gewissen Grenzwinkels zusammen mit dem ersten
Reibelement 48 und auch dem Vorspannelement 68 zunächst in
Umfangsrichtung bewegen. Erst dann, wenn die Kopplungsvorsprünge 64 sich nicht weiterhin
in Umfangsrichtung in den zugeordneten Kopplungsaussparungen 66 in
Umfangsrichtung weiterbewegen können,
kann das zweite Reibelement 50 nicht mehr bezüglich des
Zentralscheibenelements 36 bewegen und es wird die vorangehend beschriebene
Reibwechselwirkung erzeugt. Bis zu diesem Zeitpunkt wird eine Reibwirkung
lediglich durch die aneinander anliegenden Oberflächenbereiche
des ersten Reibelements 48 und des Zentralscheibenelements 36 erzeugt.
Ebenso ist es selbstverständlich
möglich,
das erste Reibelement 48 mit Umfangsbewegungsspiel behaftet
an das Deckscheibenelement 30 anzukoppeln. Bei einer weiteren Ausgestaltungsvariante
könnte
das Vorspannelement 68 so angeordnet sein, dass es axial
zwischen den beiden ringartigen Reibbereichen 52, 60 der
beiden Reibelemente 48, 50 liegt. In diesem Falle
würde das
zweite Reibelement 50 mit seinem Reibbereich 60 dann
unmittelbar am Deckscheibenelement 30 reibend angreifen,
während
die beiden Reibelemente 48, 50 über das
Vorspannelement 68 bezüglich
einander abgestützt
und mithin über
dieses Vorspannelement 68 eine Reibwechselwirkung erfahren
würden.
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Weiter
sei darauf hingewiesen, dass der vorangehend beschriebene Aufbau
einer Reibeinrichtung auf Grund der kompakten Bauweise vor allem bei
Integration in eine Kupplungsscheibe besonders vorteilhaft ist.
Selbstverständlich
ist es auch möglich, in
anderen Systembereichen, wie z.B. in einem Zweimassenschwungrad
oder einem Torsionsschwingungsdämpfer
in einem hydrodynamischen Drehmomentwandler oder dergleichen, einen
derartigen Aufbau einer Reibeinrichtung vorzusehen.