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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung,
insbesondere in einer Kupplungsscheibe, umfassend einen Eingangsbereich
und einen gegen die Wirkung einer Dämpferfederanordnung bezüglich des
Eingangsbereichs um eine Drehachse drehbaren Ausgangsbereich.
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Bei
derartigen Torsionsschwingungsdämpferanordnungen
ist es bekannt, zum Disspieren der in Drehschwingungen enthaltenen
Energie und auch zum Vermeiden von Schwingungsüberhöhungen insbesondere im Resonanzbereich
eine Reibwirkung zwischen dem Eingangsbereich und dem Ausgangsbereich
zu erzeugen. Die dazu eingesetzten Reibeinrichtungen sind beispielsweise
permanent wirkend, also unabhängig
von irgendwelchen Drehzuständen, und
stellen somit unabhängig
vom Bewegungszustand eine fest vorgegebene gleichmäßige Reibwirkung
sicher. Weiter können
derartige Reibeinrichtungen verschleppt wirksam sein, also erst
dann einsetzen, wenn zwischen dem Eingangsbereich und dem Ausgangsbereich
ein gewisser Grenz-Relativdrehwinkel überschritten wird. Derartige
verschleppt wirkende Reibeinrichtungen stellen sicher, dass dann, wenn
sehr große
Drehmomentschwankungen auftreten, noch vor Erreichen einer Anschlagstellung
in der Torsionsschwingungsdämpferanordnung
die Relativdrehung zum Stillstand kommen kann.
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Obgleich
mit derartigen Reibeinrichtungen insbesondere bei vom Relativdrehwinkel
zwischen dem Eingangsbereich und dem Ausgangsbereich abhängiger Reibwirkung
dem Aufbau von Schwingungsüberhöhungen zuverlässig entgegengewirkt werden
kann, ist die Entkopplungsgüte
zwischen dem Eingangsbereich und dem Ausgangsbereich ungenügend.
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Bei
einer weiteren bekannten Anordnung wird eine durch Verdrängung eines
viskosen Mediums eingeführte
Dämpfung
genutzt, die jedoch das Bereitstellen eines gegen den Austritt des
viskosen Mediums vollständig
abgedichteten Fluidraum erfordert und somit konstruktiv sehr aufwändig ist.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung, insbesondere
in einer Kupplungsscheibe, vorzusehen, welche bei vergleichsweise
einfachem Aufbau zu einer besseren Schwingungsentkopplung beiträgt.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe gelöst durch
eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung, insbesondere
in einer Kupplungsscheibe, umfassend einen Eingangsbereich und einen
gegen die Wirkung einer Dämpferfederanordnung
bezüglich
des Eingangsbereichs um eine Drehachse drehbaren Ausgangsbereich,
ferner umfassend eine einer Relativdrehung zwischen dem Eingangsbereich
und dem Ausgangsbereich entgegenwirkende Reibanordnung mit wenigstens
in einem Drehzahlbereich drehzahlabhängiger Reibcharakteristik.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Aufbau
einer Torsionsschwingungsdämpferanordnung
ist also für eine über die
Drehzahl hinweg sich ändernde
Reibcharakteristik gesorgt. Dies ermöglicht es, durch die Drehzahlanpassung
der Reibcharakteristik in kritischen Drehzahlbereichen beispielsweise
eine stärkere
Reibwirkung bereitzustellen, als in hinsichtlich der Entstehung
von Drehschwingungen weniger kritischen Drehzahlbereichen.
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Wenn
die Reibanordnung wenigstens in einem Drehzahlbereich eine mit zunehmender
Drehzahl abnehmende Reibwirkung bereitstellt, kann sichergestellt
werden, dass beispielsweise in einem Bereich geringerer Drehzahl,
insbesondere beim Durchlaufen von Antriebsstrangresonanzstellen
im Fahrbereich, eine höhere
Reibwirkung erreicht wird. Die vergleichsweise geringere Reibung
bei höheren Drehzahlen
verbessert dort die Entkopplungsgüte bei allgemein geringeren
zu erwartenden Drehungleichförmigkeiten.
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Der
Aufbau kann derart sein, dass die Reibanordnung eine erste Reibeinrichtung
mit wenigstens einem Reiborgan und wenigstens einem das wenigstens
eine Reiborgan in Reibeingriff vorspannenden Vorspannelement umfasst,
wobei vorzugsweise eine Vorspannwirkung des wenigstens einen Vorspannelements
mit zunehmender Drehzahl abnimmt.
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Ein
einfach zu realisierender, gleichwohl jedoch robuster Aufbau kann
dadurch erlangt werden, dass das wenigstens eine Vorspannelement
tellerfederartig ausgebildet ist und das wenigstens eine Reiborgan
beaufschlagend unter Vorspannung eingebaut ist. Insbesondere wird
es sehr leicht möglich, durch
die geometrische Ausgestaltung eines derartigen tellerfederartig
ausgebildeten Vorspannelements dessen Kraftcharakteristik definiert
einzustellen.
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Das
wenigstens eine Vorspannelement kann wenigstens einen die Vorspannung
desselben fliehkraftabhängig
beeinflussenden Fliehmasseabschnitt aufweisen, so dass keine zusätzlichen,
insbesondere ansteuerungstechnisch aktivierbare Maßnahmen zum
Erhalt der drehzahlabhängigen
Reibcharakteristik erforderlich sind.
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Eine
baulich sehr einfach zu realisierende und zusätzlich sehr stabile Anordnung
kann vorsehen, dass der wenigstens eine Fliehmasseabschnitt wenigstens
teilweise als integraler Teil des wenigstens einen Vorspannelements
ausgebildet ist.
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Um
bei Integration der fliehkraftabhängigen Funktionalität in das
Vorspannelement den zur Verfügung
stehenden Bauraum effektiv nutzen zu können, wird weiter vorgeschlagen,
dass das wenigstens eine Vorspannelement einen ringartigen Körperbereich mit
einem radial inneren Vorspannabstützbereich und einem radial äußeren Vorspannabstützbereich umfasst
und dass der wenigstens eine Fliehmasseabschnitt radial außen an den
radial äußeren Vorspannabstützbereich
anschließt.
Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Fliehmasseabschnitt
sich ausgehend von dem Körperbereich
im Wesentlichen axial erstreckt.
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Soll
dafür gesorgt
werden, dass beispielsweise ab Erreichen einer bestimmten Grenzdrehzahl eine
dann noch weitergehende Veränderung
der Reibcharakteristik im Wesentlichen nicht auftritt, wird weiter
vorgeschlagen, dass dem wenigstens einen Fliehmasseabschnitt ein
Bewegungsanschlag zur Begrenzung dessen unter Fliehkrafteinwirkung
erzeugter Radialbewegung zugeordnet ist.
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Der
Aufbau der erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpferanordnung
kann derart sein, dass diese einen ersten Dämpferbereich mit zwei miteinander
gekoppelten ersten Deckscheibenelementen und einem dazwischen angeordneten
und gegen die Wirkung einer ersten Dämpferfedereinheit der Dämpferfederanordnung
bezüglich
der ersten Deckscheibenelemente drehbaren ersten Zentralscheibenelement
umfasst und dass die erste Reibeinrichtung einer Drehung zwischen
den ersten Deckscheibenelementen und dem ersten Zentralscheibenelement
entgegenwirkt. Eine Funktionenverschmelzung zum Minimieren der erforderlichen Bauteileanzahl
kann dadurch erhalten werden, dass das erste Zentralscheibenelement
im Wesentlichen ein Reiborgan bereitstellt.
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Das
wenigstens eine Vorspannelement kann bezüglich des ersten Zentralscheibenelements
einerseits und einem der ersten Deckscheibenelemente andererseits
abgestützt
sein. Ferner kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Fliehmasseabschnitt
sich axial über
das radial äußere Ende
des ersten Zentralscheibenelements oder des einen der ersten Deckscheibenelemente
hinaus erstreckt.
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Um
mit der erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpferanordnung
in verschiedenen Lastbereichen jeweils optimierte Dämpfungseigenschaften
erhalten zu können,
wird weiter vorgeschlagen, dass diese einen zweiten Dämpferbereich
mit zwei miteinander gekoppelten zweiten Deckscheibenelementen und
einem dazwischen angeordneten und gegen die Wirkung einer zweiten
Dämpferfedereinheit
der Dämpferfederanordnung
bezüglich
der zweiten Deckscheibenelemente drehbaren zweiten Zentralscheibenelement
umfasst, wobei die ersten Deckscheibenelemente oder das erste Zentralscheibenelement
mit den zweiten Deckscheibenelementen oder dem zweiten Zentralscheibenelement
im Wesentlichen drehfest gekoppelt sind/ist. Dieser zweite Dämpferbereich
kann beispielsweise als Leerlauf- oder Niederlastdämpferbereich
ausgebildet sein, der im Allgemeinen weiter radial innen sitzt,
da dessen Dämpferfedereinheit
schwächer
dimensioniert ist und somit auch weniger Bauraum beansprucht. Der
erste Dämpferbereich
kann dann als Lastdämpfer
ausgebildet sein, dessen Dämpferfedereinheit
zur Ausnutzung des zur Verfügung
stehenden Bauraums weiter radial außen sitzt.
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Um
sicherzustellen, dass im Wesentlichen unabhängig von der Drehzahl der Torsionsschwingungsdämpferanordnung
immer für
eine definierte Grundreibung gesorgt ist, wird weiter vorgeschlagen, dass
die Reibanordnung eine einer Relativdrehung zwischen dem Eingangsbereich
und dem Ausgangsbereich entgegenwirkende zweite Reibeinrichtung mit
im Wesentlichen drehzahlunabhängiger
Reibcharakteristik umfasst.
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Die
zweite Reibeinrichtung kann beispielsweise zwischen wenigstens einem
der ersten Deckscheibenelemente und dem ersten Zentralscheibenelement oder/und
dem Ausgangsbereich wirken. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein,
dass die zweite Reibeinrichtung zwischen wenigstens einem der zweiten
Deckscheibenelemente und wenigstens einem der ersten Deckscheibenelemente oder/und
dem ersten Zentralscheibenelement oder/und dem Ausgangsbereich wirkt.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Kupplungsscheibe für eine Reibungskupplung,
insbesondere Kraftfahrzeugreibungskupplung, umfassend eine erfindungsgemäß aufgebaute
Torsionsschwingungsdämpferanordnung.
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Dabei
kann beispielsweise der Eingangsbereich eine Reibbelagsanordnung
umfassen, die in einer Reibungskupplung zwischen einem Schwungrad und
einer Anpressplatte einspannbar ist. Der Ausgangsbereich kann beispielsweise
mit einer mit Innenverzahnung ausgebildeten Nabe ausgebildet sein,
um dadurch eine drehfeste Ankopplung an ein Abtriebsorgan, beispielsweise
eine Getriebeeingangswelle, zu erlangen.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden
Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
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1 eine
Teil-Längsschnittansicht
einer Kupplungsscheibe für
eine Kraftfahrzeugreibungskupplung;
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2 die
in 1 dargestellte Kupplungsscheibe, geschnitten in
einer anderen Schnittebene;
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3 die
in 1 dargestellte Kupplungsscheibe, geschnitten in
einer anderen Schnittebene;
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4 eine
perspektivische Ansicht eines bei der Kupplungsscheibe der 1 bis 3 eingesetzten
tellerfederartig ausgebildeten Vorspannelements;
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5 ein
die Reibcharakteristik einer Reibanordnung der Kupplungsscheibe
der 1 bis 3 darstellendes Diagramm;
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6 eine
Teil-Axialansicht einer alternativ ausgebildeten Kupplungsscheibe;
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7 die
Kupplungsscheibe der 6, geschnitten in einer anderen
Schnittebene;
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8 eine
Detailansicht der Kupplungsscheibe der 6 und 7;
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9 eine
Ansicht der Kupplungsscheibe der 6 bis 8 von
radial außen;
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10 eine
prinzipartige Darstellung einer Kupplungsscheibe mit einer drehzahlabhängigen und
einer nicht drehzahlabhängigen
Reibeinrichtung;
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11 eine
der 10 entsprechende Darstellung einer alternativen
Ausgestaltungsart;
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12 eine
der 10 entsprechende Darstellung einer alternativen
Ausgestaltungsart;
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13 eine
der 10 entsprechende Darstellung einer alternativen
Ausgestaltungsart.
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Mit
Bezug auf die 1 bis 4 wird nachfolgend
der Aufbau bzw. die Funktionalität
einer ersten Ausgestaltungsform einer in einer Kraftfahrzeugreibungskupplung
einzusetzenden Kupplungsscheibe 10beschrieben. Die Kupplungsscheibe 10 ist
mit einer Torsionsschwingungsdämpferanordnung 12 ausgebildet,
deren Eingangsbereich 14 die an einem Reibbelagträger 16 getragenen
Reibbeläge 18 umfasst.
Ein Ausgangsbereich 20 der Torsionsschwingungsdämpferanordnung
umfasst eine mit Innenverzahnung 22 ausgebildete Nabe 24, über welche
eine im Wesentlichen drehfeste Ankopplung an ein Abtriebsorgan,
wie z. B. eine Getriebeeingangswelle, erlangt werden kann.
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Die
Torsionsschwingungsdämpferanordnung 12 ist
mit zwei für
verschiedene Lastbereiche ausgestalteten Dämpferbereichen 26, 28 ausgebildet.
Der erste Dämpferbereich 26 ist
für den
Lastbereich vorgesehen und umfasst als wesentlichen Bestandteil
seiner Primärseite 30 zwei
miteinander durch eine Mehrzahl von Nietbolzen 32 oder
dergleichen fest verbundene und beispielsweise aus Blechmaterial
aufgebaute erste Deckscheibenelemente 34, 36.
Axial zwischen diesen Deckscheibenelementen liegt als wesentlicher
Bestandteil einer Sekundärseite 38 des
ersten Dämpferbereichs 30 ein
erstes Zentralscheibenelement 40. Dieses ist grundsätzlich bezüglich der
beiden Deckscheibenelemente 34, 36 um eine Drehachse
A drehbar, wobei die Dämpferfedern 42 einer
ersten Dämpferfedereinheit 44 des
ersten Dämpferbereichs 26 dieser
Relativdrehung entgegenwirken. Dazu weisen, wie allgemein bekannt, die
Deckscheibenelemente 34, 36 einerseits und des Zentralscheibenelements 40 andererseits
entsprechende Umfangsabstützbereiche
auf, an welchen die ggf. auch zum Teil radial ineinandergestaffelt
angeordneten Dämpferfedern 42 der
Dämpferfedereinheit 44 sich
abstützen
können.
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Das
Zentralscheibenelement 40 weist an seinem Innenumfangsbereich
eine verzahnungsartig ausgebildete Eingriffsformation auf, welche
mit einer komplementär
geformten Formation am Außenumfang
der Nabe 24 mit Umfangsbewegungsspiel behaftet in Kopplungseingriff
steht. Innerhalb dieses Umfangsbewegungsspiels bzw. dem dadurch
vorgegebenen Drehwinkel ist das Zentralscheibenelement 40 bezüglich der
Nabe 24 drehbar.
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Der
zweite Dämpferbereich 28 umfasst
als dessen Primärseite 46 zwei
in axialem Abstand angeordnete zweite Deckscheibenelemente 48, 50. Das
Deckscheibenelement 48 ist radial außen in Achsrichtung abgewinkelt
und greift mit dem abgewinkelten Abschnitt einerseits durch das
Deckscheibenelement 50 hindurch und andererseits in eine Umfangsaussparung
des ersten Zentralscheibenelements 40 ein. Auf diese Art
und Weise sind einerseits die beiden Deckscheibenelemente 48, 50 miteinander
zur gemeinsamen Drehung gekoppelt und ist weiterhin die Primärseite 46 des
zweiten Dämpferbereichs 28 im
Wesentlichen drehfest an die Sekundärseite 38 des ersten
Dämpferbereichs 26 angekoppelt.
Ein zweites Zentralscheibenelement 52 bildet im Wesentichen
die Sekundärseite 54 des
zweiten Dämpferbereichs 28 und
ist in seinem radial inneren Bereich mit der Nabe 24 im
Wesentlichen drehfest gekoppelt.
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Eine
Dämpferfedereinheit 56 des
zweiten Dämpferbereichs 28 umfasst
in entsprechende Aussparungen der zweiten Deckscheibenelemente 48, 50 bzw.
des zweiten Zentralscheibenelements 52 eingesetzte Schraubendruckfedern 58,
welche einer Relativdrehung zwischen der Primärseite 46 und der Sekundärseite 54 des
zweiten Dämpferbereichs 28 entgegenwirken.
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In
einem Bereich geringer zu übertragende Drehmomente
sind die unter Vorspannung eingebauten Dämpferfedern 42 des
ersten Dämpferbereichs 26 im
Wesentlichen noch nicht weiter zu komprimieren. In diesem Niederlastbereich
werden jedoch die Dämpferfedern 58 der
Dämpferfedereinheit 56 des zweiten
Dämpferbereichs 28 komprimiert,
so dass die Primärseite 46 und
die Sekundärseite 54 des zweiten
Dämpferbereichs 28 sich
bezüglich
einander verdrehen können
und damit auch der gesamte erste Dämpferbereich 26 sich
bezüglich
der Nabe 24 in dem vorangehend angesprochenen Drehwinkelbereich
verdrehen kann. Wird dieser Drehwinkelbereich vollständig ausgenutzt,
so entsteht zwischen dem Zentralscheibenelement 40 und
der Nabe 24 eine drehfeste Kopplung, was bedeutet, dass
eine weitere Kompression im Bereich des zweiten Dämpferbereichs 28 nicht
erfolgen kann und weiter ansteigende Drehmomente dann durch zunehmende
Belastung der Dämpferfedern 42 des
ersten Dämpferbereichs 26 zu
einer Relativdrehung zwischen dessen Primärseite 30 und Sekundärseite 38 führen.
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Der
Kupplungsscheibe 10 bzw. der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 12 derselben
ist eine allgemein mit 60 bezeichnete Reibanordnung zugeordnet.
Diese umfasst zwei grundsätzlich
zu unterscheidende Bereiche, nämlich
eine drehzahlabhängig
wirksame erste Reibeinrichtung 62 und eine von der Drehzahl
im Wesentlichen unabhängig
wirksame zweite Reibeinrichtung 64.
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Die
erste Reibeinrichtung 62 ist im radial äußeren Bereich des ersten Dämpferbereichs 26 angeordnet
und wirkt im Wesentlichen zwischen dessen Primärseite 30 und dessen
Sekundärseite 38.
Sie umfasst ein in der 4 in perspektivischer Darstellung
erkennbares, als Feder, z. B. tellerfederartig ausgestaltetes Vorspannelement 66 mit
einem ringartig umlaufenden Tellerfederkörperbereich 68. Dieser
weist einen radial inneren Vorspannabstützbereich 70 auf,
mit welchem er bei der Ausgestaltungsform der 1 bis 3 direkt
an dem ersten Zentralscheibenelement 40 in dessen radial äußerem Bereich
axial abgestützt
ist. Um hier eine Drehkopplung zu erlangen, kann im Körperbereich 68 über den Umfang
verteilt eine Mehrzahl von Eingriffsaussparungen vorgesehen sein,
in welche an dem Zentralscheibenelement 40 beispielsweise
durch Bilden einer Materialausformung vorgesehene Eingriffsvorsprünge 74 eingreifen.
Dies bedeutet, dass bei Relativdrehung zwischen der Primärseite 30 und
der Sekundärseite 38 des
ersten Dämpferbereichs 26 das Vorspannelement 66sich
zwangsweise zusammen mit dem Zentralscheibenelement 40 in
Umfangsrichtung bewegen wird.
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Ein
radial äußerer Vorspannabstützbereich 76 dient
zur Abstützung
des Vorspannelements 66 in seinem radial äußeren Bereich
am radial äußeren Bereich
von einem der Deckscheibenelemente 34, 36, hier
dem Deckscheibenelement 36.
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Durch
das unter Vorspannung eingebaute tellerfederartig ausgebildete Vorspannelement 66 wird
das Zentralscheibenelement 40 in Richtung auf das andere
Deckscheibenelement zu belastet. Dieses kann mit an verschiedenen
Umfangsbereichen oder über
den vollständigen
Umfang gebildeten Ausformungen eine Anlagefläche bereitstellen, an welcher
das Zentralscheibenelement 40 unter Last anliegt, so dass
zwangsweise bei Relativdrehung zwischen der Primärseite 30 und der
Sekundärseite 38 des
ersten Dämpferbereichs
an diesem Bereich der Reibwechselwirkung eine Gleitreibkraft erzeugt
wird. Da weiterhin das Vorspannelement 66 sich zusammen
mit dem Zentralscheibenelement 40 bewegt, entsteht auch
im Bereich der axialen Abstützung
desselben mit seinem radial äußeren Vorspannabstützbereich 76 am
Deckscheibenelement 36 grundsätzlich eine Gleitreibwirkung.
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Das
tellerfederartig ausgebildete Vorspannelement weist radial außen anschließend an
den radial äußeren Vorspannabstützbereich 76 eine
Mehrzahl axial abgebogener Lappen 78 auf, die jeweils einen Fliehmasseabschnitt 80 bereitstellen.
Die einzelnen Lappen 78 sind in Umfangsrichtung durch Einschnitte
voneinander getrennt und somit unter radialer Aufspreizung grundsätzlich nach
außen
bewegbar. Eine diese Lappen 78 nach radial außen belastende
Kraft F entsteht dann, wenn die Kupplungsscheibe 10 um die
Drehachse A rotiert, wobei mit zunehmender Drehzahl auch die Kraft
F zunimmt. Eine zunehmende Kraft F bewirkt, dass, wie durch einen
Pfeil P in der 3 angedeutet, aufgrund der Anbindung dieser Lappen 78 an
den Körperbereich 68 ein
Kippmoment entsteht. Dieses Kippmoment ist so gerichtet, dass es
der durch den vorgespannten Einbau generierten Vorspannkraft entgegenwirkt
bzw. diese mindert. Mit zunehmender Drehzahl und entsprechend zunehmender
Fliehkraft steigt dieses Kippmoment an, so dass fliehkraftabhängig eine
zunehmende Entlastung des Zentralscheibenelements 40 erreicht
wird. Allgemein hat dies dann zur Folge, dass auch die in den beiden
vorangehend angesprochenen Reibbereichen, nämlich zwischen dem Zentralscheibenelement 40 und
dem Deckscheibenelement 34 einerseits und dem Vorspannelement 66 und
dem Deckscheibenelement 36 andererseits, erzeugte Reibkraft abnimmt.
Insgesamt führt
dies dazu, dass mit zunehmender Drehzahl die Reibwirkung der Reibeinrichtung 36 abnimmt.
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Da
die reibend miteinander in Wechselwirkung stehenden Bauteile allgemein
aus Metall, insbesondere Stahlmaterial, aufgebaut sein können, erzeugen
sie aufgrund des vergleichsweise hohen Reibkoeffizienten derartiger
Materialpaarungen grundsätzlich
eine vergleichsweise starke Reibung, die entsprechend dann mit zunehmender
Drehzahl gemindert wird. Um eine über die Betriebslebensdauer
hinweg zuverlässige
Wirkungsweise herzustellen, können
die durch Ausformen des Zentralscheibenelements 40 gebildeten
Kopplungsvorsprünge 74 ebenso
wie das Deckscheibenelement 36 gehärtet ausgeführt sein.
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Eine
Beeinflussung der fliehkraftabhängigen Wirksamkeit
kann dadurch erlangt werden, dass die Masse der oder zumindest einiger
der Lappen 78 variiert wird, oder ggf. auch deren Länge. Eine
Massevariation kann beispielsweise durch ein- oder mehrmaliges Umfalzen
derselben erzeugt werden oder ggf. durch Anbringen zusätzlicher
Fliehgewichte an zumindest einigen der Lappen 78. Die Vorspanncharakteristik
des tellerfederartig ausgebildeten Vorspannelements kann beispielsweise
durch Einbringen von Schlitzen in diese oder/und dessen Radialerstreckung
bzw. Dicke sowie Materialauswahl beeinflusst werden.
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Die
zweite Reibeinrichtung 64 wirkt grundsätzlich unabhängig von
der Drehzahl im gesamten Drehzahlbereich näherungsweise gleichmäßig. Auch die
zweite Reibeinrichtung 64 kann mehrere Reibbereiche umfassen,
die vor allem auch dann eine Reibwirkung erzeugen können, wenn
eine Relativdrehung zwischen der Primärseite und der Sekundärseite 54 des
zweiten Dämpferbereichs 28 auftritt.
So kann die zweite Reibeinrichtung 64 axial zwischen dem
Deckscheibenelement 36 und dem Zentralscheibenelement 40 in
deren radial inneren Bereich einen Reibring 75 umfassen,
der durch ein vermittels einer Tellerfeder 77 vorgespanntes
und mit dem Deckscheibenelement 36 drehfest gekoppeltes
Anpresselement 79 gegen das Zentralscheibenelement 40 gepresst
wird. Auch dieser Bereich wird also dann wirksam, wenn eine Relativdrehung
innerhalb des ersten Dämpferbereichs 26 entsteht.
Axial zwischen dem Zentralscheibenelement 40 und dem Deckscheibenelement 34 kann
die zweite Reibeinrichtung 64 einen ebenfalls unter der
Vorspannung einer Tellerfeder 82 stehenden Reibring 84 umfassen,
der sich beispielsweise am Deckscheibenelement 48 abstützen kann. Ferner
ist im radial inneren Bereich das Deckscheibenelement 34 der
Primärseite 30 des
ersten Dämpferbereichs 26 an
einem konischen Reib/Lagerungselement 86 axial abgestützt, das
wiederum mit der Nabe 24 drehfest sein kann, so dass immer
dann, wenn die Primärseite 46 und
damit auch das Deckscheibenelement 34 sich bezüglich der
Sekundärseite 54 des
zweiten Dämpferbereichs 28 dreht,
eine Reibwirkung erzeugt werden kann.
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Die 5 zeigt
anhand eines Diagramms die Reibwirkung, wie sie durch die bei der
Kupplungsscheibe 10 der 1 bis 4 vorgesehene
Reibanordnung 60 mit ihren Reibeinrichtungen 62, 64 erlangt
wird. Man erkennt, dass zunächst
das durch die Reibanordnung 60 bereitgestellte Reibmoment
ausgehend von einem beispielsweise im Bereich von etwa 20 Nm liegenden
Wert bei geringer Drehzahl oder im nicht rotierenden Zustand das
Reibmoment bis zu einem Drehzahlwert von etwa 3000 Umdrehungen pro Minute
abfällt.
Dies ist der Drehzahlbereich, in welchem durch die radiale Verlagerung
der Fliehmasseabschnitte 80 die Vorspannwirkung des Vorspannelements 66 abnimmt.
Dieser Drehzahlbereich erstreckt sich vorzugsweise zwischen Null
und 3500 Umdrehungen pro Minute. Dabei erkennt man, dass die Drehzahl
zunächst
nur eine vergleichsweise geringe Abnahme der Reibwirkung erzeugt.
Erst bei einem Drehzahlwert von etwa 2000 Umdrehungen pro Minute
ist der Abfall deutlicher. Bei Erreichen eines oberen Grenzwertes
von 3000 bis 3500 Umdrehungen pro Minute, hier ist das Beispiel
3000 Umdrehungen pro Minute dargestellt, kann fliehkraftabhängig die
Vorspannwirkung des Vorspannelements 66 so gemindert sein,
dass es im Wesentlichen keine zu einer Reibwechselwirkung führende Vorspannkraft mehr
erzeugen kann. Bei weiter ansteigender Drehzahl wirkt dann im Wesentlichen
nur noch die durch die zweite Reibeinrichtung 64 drehzahlunabhängig bereitgestellte
Reibkraft, die zu einem Reibmoment von etwa 10 Nm führen kann.
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Es
hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist, wenn das durch die Grundreibeinrichtung,
also den drehzahlunabhängig
wirksamen Anteil der Reibanordnung 60 bereitgestellte Reibmoment
zur fliehkraftabhängig
wirksamen Reibkraft bzw. dem entsprechenden Reibmoment in einem
Verhältnis
von 1:1 bis 1:2 steht. Auf diese Art und Weise kann sichergestellt
werden, dass bei vergleichsweise geringen Drehzahlen die dort auch
zu erwartenden und durch Resonanzstellen des Antriebsstrangs generierten
Drehschwingungen sehr stark bedämpft
werden können,
während
mit zunehmender Drehzahl starke Schwingungsanregungen nicht mehr
zu erwarten sind und dann eine verbesserte Entkopplungsgüte zwischen
dem Eingangsbereich 14 und dem Ausgangsbereich 20 bei
höheren
Drehzahlen erreicht werden kann.
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Eine
alternative Ausgestaltungsart einer Kupplungsscheibe ist in den 6 bis 9 dargestellt.
Diese entspricht in ihrem Aufbau im Wesentlichen dem vorangehend
beschriebenen Aufbau, so dass auf die diesbezüglichen Ausführungen
verwiesen werden kann. Man erkennt, dass hier das Vorspannelement 66 im
Vergleich zur vorangehenden Anordnung um 180° gedreht eingebaut ist und mit seinem
radial äußeren Vorspannabstützbereich 76 am
Zentralscheibenelement 40 abgestützt ist, während es mit seinem radial
inneren Vorspannabstützbereich 70 axial
am Deckscheibenelement 36 abgestützt ist. Dies beeinträchtigt die
grundsätzliche Funktionalität des Vorspannelements 66 nicht
und hat die gleiche drehzahlabhängige
Charakteristik zur Folge, wie vorangehend erläutert.
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Durch
diesen um 180° gedrehten
Einbau erstrecken sich nunmehr die als Fliehmasseabschnitte wirksamen
Lappen 78 in die entgegengesetzte axiale Richtung über das
radial äußere Ende
des Zentralscheibenelements 40 hinweg. Insbesondere erkennt man,
dass die Lappen 78 sich hier mit den am Reibelemententräger 16 vorgesehenen
Reibbelägen 18 axial überlappen.
Deutlich sichtbar wird dies in der vergrößerten Darstellung der 8.
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Tritt
bei derartiger Ausgestaltung unter Fliehkraftbelastung eine Kippbewegung
der Lappen 78 auf, so bewegt sich deren axiales Ende 88 nach
radial außen,
bis es in Anlage an einer Innenumfangsfläche 90 der Reibbeläge 18 kommt.
Diese Innenumfangsfläche 90 stellt
einen Bewegungsanschlag für die
Lappen 78 bereit und begrenzt somit deren Verkippbarkeit.
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Durch
diese Bewegungsbegrenzung für
die Lappen 78 wird es möglich,
das drehzahlabhängige Vermindern
der Vorspannwirkung des Vorspannelements 66 zu begrenzen,
so dass ab dem Zeitpunkt, zu dem die Lappen 78 an der Innenumfangsfläche 90 anliegen,
auch bei weiter ansteigender Drehzahl die Vorspannwirkung des Vorspannelements 66 näherungsweise
konstant bleibt und somit der in der 5 sich darstellende
Verlauf des Reibmoments auch dann einstellt, wenn keine zweite und drehzahlunabhängig wirkende
Reibeinrichtung vorgesehen ist. Selbstverständlich ist es auch bei dieser
Ausgestaltungsform möglich,
die vorangehend erläuterte
zweite Reibeinrichtung 64 vorzusehen, um zusätzlich zu dieser
auch bei größeren Drehzahlen
vorhandenen Reibwirkung der ersten Reibeinrichtung 62 ein
zusätzliches
Reibmoment zu generieren. Beispielsweise könnte die zweite Reibeinrichtung 64 dann
verschleppt wirksam sein und erst beim Erreichen größerer Relativdrehauslenkungen
zwischen der Primärseite 30 und
der Sekundärseite 38 des
ersten Dämpferbereichs 26 wirksam
werden.
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Mit
Bezug auf die 10 bis 13 werden nachfolgend
verschiedene Ausgestaltungen insbesondere der zweiten Reibeinrichtung 64 erläutert.
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Dabei
erkennt man zunächst
in der 10, dass dort ein Aufbau gezeigt
ist, bei dem im zweiten Dämpferbereich 28 nur
das Deckscheibenelement 48 baulich separat ausgeführt ist
und das zweite Deckscheibenelement 50 durch den radial
inneren Bereich des ersten Zentralscheibenelements 40 des ersten
Dämpferbereichs 26 bereitgestellt
ist. Man erkennt weiterhin die als Tellerfeder oder Wellfeder oder
dergleichen ausgebildete Vorspannfeder 82, die sich hier
direkt an den beiden Deckscheibenelementen 48 und 34 abstützt und
an zumindest einem ihrer Abstützbereiche
eine Reibwirkung erzeugen kann. Weiter erkennt man die Vorspannfeder 79,
die sich hier direkt am Deckscheibenelement 36 und am Zentralscheibenelement 40 abstützt und
somit ebenfalls zwischen beiden Bauteilen eine Reibwirkung erzeugen
kann. Durch das Vorspannelement 66 ist das Zentralscheibenelement 40 mit
seinem radial äußeren Bereich
gegen das Deckscheibenelement 34 gepresst, welches, wie
bereits ausgeführt,
hierzu einige axiale Ausformungen aufweisen kann. Auch ist es grundsätzlich möglich, zwischen
diese beiden Bauteile einen Reibring einzusetzen, um die Reibcharakteristik
weiter beeinflussen zu können.
Die Vorspannfeder 82 wirkt grundsätzlich der Vorspannwirkung des
Vorspannelements 66 entgegen und gleicht somit Toleranzen
in der axialen Positionierung aus.
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Ferner
erzeugt die Vorspannfeder 82 eine definierte axiale Belastung
des zweiten Dämpferbereichs 28.
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In
der Ausgestaltung der 11 ist der zweite Dämpferbereich 28 an
der anderen axialen Seite bezüglich
des Zentralscheibenelements 40 angeordnet, also an derjenigen
Seite, an welcher auch das Vorspannelement 66 positioniert
ist. Der zweite Dämpferbereich 28 ist
durch die beispielsweise als Tellerfeder oder Wellfeder ausgebildete
Vorspannfeder 82 axial gegen das Deckscheibenelement 36 vorgespannt
und dort beispielsweise unter Zwischenlagerung einer Reibscheibe 84 wirksam,
wenn eine Relativdrehung zwischen Primärseite 30 und Sekundärseite 38 des
ersten Dämpferbereichs 26 auftritt.
Diese Reibscheibe 84 kann erforderlichenfalls auch entfallen.
Die Vorspannfeder 79 wirkt zwischen dem ersten Zentralscheibenelement 40 und
dem Deckscheibenelement 34 und somit auch dem Vorspannelement 66 entgegen.
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Auch
die Vorspannfeder 79, die, ähnlich wie vorangehend beschreiben,
selbst eine Reibwirkung entfalten kann, kann grundsätzlich entfallen.
Damit entfällt
auch deren Reibwirkung. Die an der anderen axialen Seite des Zentralscheibenelements 40 vorgesehene
Vorspannfeder 82 wirkt zwischen zwei grundsätzlich miteinander
drehgekoppelten Bauteilen und erzeugt bei dieser Ausgestaltungsform
selbst keine Reibwirkung.
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In 12 ist
eine Variante gezeigt, bei welcher die den zweiten Dämpferbereich 28 axial
gegen das Deckscheibenelement 36 des ersten Dämpferbereichs 26 belastende
Vorspannwirkung der Vorspannfeder 82 dadurch erzeugt wird,
dass diese sich an der anderen Seite des Zentralscheibenelements 40 liegend
am Deckscheibenelement 34 einerseits und einem Abstützelement 90 andererseits
axial abstützt.
Dieses ist an den das erste Zentralscheibenelement 40 axial
durchgreifenden Abschnitten der Primärseite 46 des zweiten
Dämpferbereichs 28 axial abgestützt und
auf diese Weise mit der Primärseite 46 des
zweiten Dämpferbereichs 28 und
somit auch dem Zentralscheibenelement 40 des ersten Dämpferbereichs 26 drehfest.
Bei Relativdrehung im ersten Dämpferbereich 26 wird
somit durch das Vorspannelement 82 bezüglich des Deckscheibenelements 34 oder/und
des Abstützelements 90 eine
Reibwirkung erzeugt.
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In 13 ist
eine Anordnung gezeigt, bei welcher der zweite Dämpferbereich 28 wieder
an der gleichen axialen Seite bezüglich des Zentralscheibenelements 40 angeordnet
ist, wie das Vorspannelement 60. Die Primärseite 46 wird
durch die sich am Deckscheibenelement 36 einerseits und
einer Reibscheibe 84 andererseits abstützende Vorspannfeder 82 gegen
das Zentralscheibenelement 40 gepresst. Auf diese Art und
Weise unterstützt
die Vorspannfeder 82 das Vorspannelement 66 und
presst das Zentralscheibenelement 40 gegen die am Deckscheibenelement 34 oder
ggf. einem Reibring erzeugte Reibstelle, jedoch unabhängig von
der Drehzahl.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass selbstverständlich die verschiedenen in
den 10 bis 13 gezeigten
Varianten hinsichtlich der Ausgestaltung der zweiten Reibeinrichtung 64 auch
bei der Anordnung des Vorspannelements 66 vorgesehen sein
kann, wie sie in den 6 bis 9 gezeigt
ist. Weiter sei darauf hingewiesen, dass selbstverständlich bei
der erfindungsgemäß aufgebauten
Torsionsschwingungsdämpferanordnung
bzw. der damit ausgestalteten Kupplungsscheibe die Reibanordnung
lediglich die drehzahlabhängig
wirksame Reibeinrichtung umfassen kann, unabhängig davon, ob diese, so wie
in den 6 bis 9 gezeigt, eine drehzahlabhängige Begrenzung
der Minderung der Reibwirkung erfährt oder nicht.
