DE102010014624A1

DE102010014624A1 - Torsionsschwingungsdämpfer mit einer Federeinrichtung

Info

Publication number: DE102010014624A1
Application number: DE102010014624A
Authority: DE
Inventors: Jochen Bölling; Tobias Meinhard; Christian Bernhard Halm
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2010-04-12
Filing date: 2010-04-12
Publication date: 2011-10-13
Also published as: CN102261425B; CN102261425A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer (2) mit zwei relativ zueinander verdrehbaren Bauelementen (4, 6), die jeweils mindestens einen Mitnehmer (22, 24; 30, 32) aufweisen, und mindestens einer Federeinrichtung (34, 36) zwischen den Mitnehmern (22, 24, 30, 32) zur federelastischen Drehmitnahmekoppelung der Bauelemente (4, 6), die eine erste Schraubenfeder (38) und eine zweite Schraubenfeder (40), die in Reihe geschaltet sind und eine unterschiedliche Federsteifigkeit (D1, D2) aufweisen, sowie eine dritte Schraubenfeder (42) aufweist, die parallel zu der ersten Schraubenfeder (38) geschaltet ist und sich innerhalb des durch die Windungen der ersten Schraubenfeder (38) gebildeten Federinnenraums erstreckt. Die dritte Schraubenfeder (42) erstreckt sich zumindest beim Zusammendrücken der Federeinrichtung (34, 36), vorzugsweise bereits in einer Ausgangsstellung des Torsionsschwingungsdämpfers (2), sowohl innerhalb des Federinnenraums der ersten Schraubenfeder (38) als auch innerhalb des durch die Windungen der zweiten Schraubenfeder (40) gebildeten Federinnenraums.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer mit zwei relativ zueinander verdrehbaren Bauelementen, die jeweils mindestens einen Mitnehmer aufweisen, und mindestens einer Federeinrichtung zwischen den Mitnehmern zur federelastischen Drehmitnahmekoppelung der Bauelemente, die eine erste Schraubenfeder und eine zweite Schraubenfeder, die in Reihe geschaltet sind und eine unterschiedliche Federsteifigkeit aufweisen, sowie eine dritte Schraubenfeder aufweist, die parallel zu der ersten Schraubenfeder geschaltet ist und sich innerhalb des durch die Windungen der ersten Schraubenfeder gebildeten Federinnenraums erstreckt.
Aus der DE 199 09 044 A1 ist ein Drehschwingungsdämpfer bekannt, der zwei relativ zueinander verdrehbare Bauelemente aufweist, wobei die Bauelemente jeweils mindestens einen Mitnehmer aufweisen. Der bekannte Drehschwingungsdämpfer weist ferner eine Federeinrichtung zwischen den Mitnehmern auf, so dass die beiden Bauelemente federelastisch drehmitnahmegekoppelt sind. Die Federeinrichtung weist eine außenliegende Schraubenfeder und eine innenliegende Schraubenfeder auf, wobei sich die innenliegende Schraubenfeder innerhalb des durch die Windungen der außenliegenden Schraubenfeder gebildeten Federinnenraums erstreckt. Sowohl die innenliegende als auch die außenliegende Schraubenfeder sind zumindest im entspannten Zustand um die Drehachse des Drehschwingungsdämpfers gekrümmt, so dass hier auch von sogenannten Bogenfedern gesprochen werden kann, wobei die innenliegende Schraubenfeder kürzer als die außenliegende Schraubenfeder ausgebildet ist. Dank der parallel geschalteten außen- und innenliegenden Schraubenfedern hat die Federeinrichtung eine zweistufige Verdrehwiderstandskennlinie. Soll die Verdrehwiderstandskennlinie in einem anfänglichen Verdrehbereich zunächst einen geringen Anstieg aufweisen, so muss die gewählte außenliegende Schraubenfeder eine relativ geringe Federsteifigkeit aufweisen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass das von der Federeinrichtung erzielbare Enddrehmoment relativ gering ist, wenn bereits die außenliegende Schraubenfeder eine geringe Federsteifigkeit aufweist, so dass ein geringes Enddrehmoment in Kauf zu nehmen ist, wenn mit Hilfe einer außenliegenden Schraubenfeder mit relativ geringer Federsteifigkeit ein geringer Anstieg der Verdrehwiderstandskennlinie in einem anfänglichen Verdrehbereich erzielt werden soll.
Demgegenüber schlägt die DE 196 03 248 A1 einen Drehschwingungsdämpfer vor, dessen Federeinrichtung eine erste Schraubenfeder und eine zweite Schraubenfeder aufweist, die in Reihe geschaltet sind und eine unterschiedliche Federsteifigkeit aufweisen. Darüber hinaus umfasst die bekannte Federeinrichtung eine dritte Schraubenfeder, die parallel zu der ersten Schraubenfeder geschaltet und sich innerhalb des durch die Windungen der ersten Schraubenfeder gebildeten Federinnenraums erstreckt, so dass die erste Schraubenfeder auch als außenliegende Schraubenfeder bezeichnet werden kann, während die dritte Schraubenfeder auch als innenliegende Schraubenfeder bezeichnet werden kann. Zwischen der ersten Schraubenfeder und der zweiten Schraubenfeder, die in Reihe geschaltet sind, ist ein Zwischenstück angeordnet, an dem einerseits die Stirnseite der ersten Schraubenfeder und andererseits die Stirnseite der zweiten Schraubenfeder abgestützt ist.
Darüber hinaus ist die dritte Schraubenfeder, die sich innerhalb des durch die Windungen der ersten Schraubenfeder gebildeten Federinnenraums erstreckt, mit ihrer Stirnseite an derselben Seite des Zwischenstücks abgestützt, an dem auch die erste Schraubenfeder abgestützt ist. Mithin erstreckt sich die dritte Schraubenfeder ausschließlich innerhalb des durch die Windungen der ersten Schraubenfeder gebildeten Federinnenraums. Der bekannte Drehschwingungsdämpfer hat den Nachteil, dass dieser relativ aufwendig aufgebaut ist. So muss beispielsweise das Zwischenstück besonders stabil ausgebildet sein, um eine Kraft von der zweiten Schraubenfeder über das Zwischenstück auf die innenliegende dritte Schraubenfeder übertragen zu können.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Torsionsschwingungsdämpfer mit einer Federeinrichtung zu schaffen, die einen relativ geringen Anstieg der Verdrehwiderstandskennlinie in einem ersten Verdrehbereich ermöglicht und mittels derer ein hohes Enddrehmoment erreichbar ist, wobei der Aufbau der Federeinrichtung besonders einfach sein soll.
Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der erfindungsgemäße Torsionsschwingungsdämpfer weist zwei relativ zueinander verdrehbare Bauelemente auf. So kann es sich bei einem der Bauelemente um die Eingangsseite handeln, während das andere Bauelement die Ausgangsseite des Torsionsschwingungsdämpfers ausbildet. Beide Bauelemente weisen jeweils mindestens einen Mitnehmer auf, wobei es bevorzugt ist, wenn beide Bauelemente jeweils zwei Mitnehmer aufweisen, die besonders bevorzugt in Umfangsrichtung um 180° zueinander versetzt angeordnet sind. Der Torsionsschwingungsdämpfer weist ferner mindestens eine Federeinrichtung zwischen den Mitnehmern zur federelastischen Drehmitnahmekoppelung der Bauelemente auf. Hierbei ist es bevorzugt, wenn zwei derartige Federeinrichtungen vorgesehen sind, die in Reihe geschaltet zwischen den Mitnehmern der relativ zueinander verdrehbaren Bauelemente angeordnet sind. Die einzelne Federeinrichtung weist eine erste Schraubenfeder, eine zweite Schraubenfeder und eine dritte Schraubenfeder auf. Die erste und zweite Schraubenfeder sind dabei in Reihe geschaltet und weisen eine unterschiedliche Federsteifigkeit auf, während die dritte Schraubenfeder parallel zu der ersten Schraubenfeder geschaltet ist und sich innerhalb des durch die Windungen der ersten Schraubenfeder gebildeten Federinnenraums erstreckt. Erfindungsgemäß erstreckt sich die dritte Schraubenfeder zumindest beim Zusammendrücken der Federeinrichtung jedoch nicht nur innerhalb des Federinnenraums der ersten Schraubenfeder, sondern auch innerhalb des durch die Windungen der zweiten Schraubenfeder gebildeten Federinnenraums. So kann die dritte Schraubenfeder beispielsweise beim Zusammendrücken der Federeinrichtung in den Federinnenraum der zweiten Schraubenfeder eintauchen. Grundsätzlich könnte bei dem erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer wie bereits bei dem Drehschwingungsdämpfer nach der DE 196 03 248 A1 ein Zwischenstück zwischen der ersten und zweiten Schraubenfeder, die in Reihe geschaltet sind, vorgesehen sein, jedoch wäre dieses Zwischenstück dann so auszuführen, dass sich die dritte Schraubenfeder durch das Zwischenstück hindurch oder an diesem vorbei in den Federinnenraum der zweiten Schraubenfeder erstrecken kann, ohne dabei mit der Stirnseite an dem Zwischenstück abgestützt zu sein. Da dies jedoch den konstruktiven Aufwand erhöhen würde, ist es bei dem erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer bevorzugt, wenn auf ein derartiges Zwischenstück gänzlich verzichtet wird.
Indem eine der ersten und zweiten Schraubenfedern eine geringere Federsteifigkeit aufweist, kann zunächst ein relativ geringer Anstieg der Verdrehwiderstandskennlinie in einem ersten Verdrehbereich erzielt werden, wobei die höhere Federsteifigkeit der anderen Schraubenfeder der ersten und zweiten Schraubenfedern ein relativ hohes übertragbares Enddrehmoment der Federeinrichtung sicherstellt. Da sich die dritte Schraubenfeder zumindest beim Zusammendrücken der Federeinrichtung sowohl innerhalb des Federinnenraums der ersten Schraubenfeder als auch innerhalb des Federinnenraums der zweiten Schraubenfeder erstreckt, werden die einander zugewandten Stirnseiten der ersten und zweiten Schraubenfeder auf besonders sichere Weise relativ zueinander positioniert, zumal die innenliegende dritte Schraubenfeder dann als eine Führung sowohl für die erste als auch für die zweite Schraubenfeder fungiert. Auf diese Weise ist eine sichere Abstützung der Stirnseite der ersten Schraubenfeder an der Stirnseite der zweiten Schraubenfeder sichergestellt. Überdies kann hierdurch auf ein Zwischenstück zwischen den beiden in Reihe geschalteten ersten und zweiten Schraubenfedern verzichtet werden, wodurch der Aufbau der Federeinrichtung wesentlich vereinfacht wird. Selbst wenn ein derartiges Zwischenstück zwischen der ersten und zweiten Schraubenfeder vorgesehen wäre, so müsste dieses weniger stabil ausgebildet sein, zumal die Stirnseite der innenliegenden dritten Schraubenfeder nicht an einem solchen Zwischenstück abgestützt werden müsste. Je nach der Abstimmung der drei Schraubenfedern aufeinander, kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers ein zwei- oder mehrstufiger Verlauf der Verdrehwiderstandskennlinie erreicht werden, so dass eine relativ flexible Anpassung an das jeweilige Einsatzgebiet möglich ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers erstreckt sich die dritte Schraubenfeder nicht erst beim Zusammendrücken der Federeinrichtung, sondern bereits in einer Ausgangsstellung des Torsionsschwingungsdämpfers sowohl innerhalb des Federinnenraums der ersten Schraubenfeder als auch innerhalb des Federinnenraums der zweiten Schraubenfeder. Auf diese Weise können die beiden einander zugewandten Stirnseiten der ersten und zweiten Schraubenfeder in jedweder Drehstellung des Torsionsschwingungsdämpfers besonders sicher zueinander positioniert oder zusammengeführt werden, selbst wenn diese während des Betriebs voneinander abheben sollten, so dass stets eine sichere Kraftübertragung zwischen den einander zugewandten Stirnseiten der ersten und zweiten Schraubenfeder gewährleistet ist.
Grundsätzlich könnten die erste und zweite Schraubenfeder einstückig miteinander ausgebildet sein. Dies würde jedoch bedeuten, dass eine einstückige Schraubenfeder gefertigt werden müsste, die in zwei aufeinander folgenden Abschnitten eine unterschiedliche Federsteifigkeit aufweisen müsste. Hierdurch wäre die Fertigung der Schraubenfedern erschwert, außerdem wäre eine flexible Anpassung der Verdrehwiderstandskennlinie an das jeweilige Einsatzgebiet durch Austausch der Schraubenfeder nur bedingt möglich. Aus diesem Grunde sind die erste und zweite Schraubenfeder in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers separat voneinander ausgebildet, um die vorstehend genannten Nachteile zu überwinden. So können die erste und zweite Schraubenfeder insbesondere unabhängig voneinander ausgetauscht werden, um eine flexible Anpassung der Verdrehwiderstandskennlinie zu ermöglichen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers ist die Federsteifigkeit der ersten Schraubenfeder größer als die Federsteifigkeit der zweiten Schraubenfeder. Hinsichtlich des Verlaufs der Verdrehwiderstandskennlinie hat es sich dabei als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Verhältnis zwischen der Federsteifigkeit der ersten Schraubenfeder und der Federsteifigkeit der zweiten Schraubenfeder vorzugsweise zwischen 2:1 und 3:1, besonders bevorzugt zwischen 2,2:1 und 2,6:1, liegt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers ist die Federsteifigkeit der dritten Schraubenfeder größer als die Federsteifigkeit der ersten Schraubenfeder. In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Verhältnis zwischen der Federsteifigkeit der dritten Schraubenfeder und der Federsteifigkeit der ersten Schraubenfeder vorzugsweise zwischen 1:1 und 1,5:1, besonders bevorzugt zwischen 1,2:1 und 1,4:1, liegt. Insbesondere in Kombination mit der vorangehend beschriebenen Ausführungsform kann hierdurch ein besonders hohes übertragbares Enddrehmoment der Federeinrichtung erzielt werden.
Um durch die eine Schraubenfeder der ersten und zweiten Schraubenfedern, die eine geringere Federsteifigkeit aufweist, eine relativ geringe Steigung der Verdrehwiderstandskennlinie in einem ersten Verdrehbereich zu erzielen, ist die Länge der dritten Schraubenfeder in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers in der Ausgangsstellung des Torsionsschwingungsdämpfers kleiner als die Summe der Längen der ersten und zweiten Schraubenfeder. Unter der Ausgangsstellung des Torsionsschwingungsdämpfers soll hier, wie auch vor- und nachstehend, eine Stellung des Torsionsschwingungsdämpfers verstanden werden, bei der die Federeinrichtung nicht durch das relative Verdrehen der beiden Bauelemente zueinander mit Kraft beaufschlagt wird, wenngleich dies nicht ausschließen soll, dass die Federeinrichtung bereits mit einer gewissen Vorspannung in der Ausgangsstellung des Torsionsschwingungsdämpfers in dem Torsionsschwingungsdämpfer angeordnet ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers ist die Länge der dritten Schraubenfeder in der Ausgangsstellung des Torsionsschwingungsdämpfers größer als die Länge der ersten oder/und zweiten Schraubenfeder, vorzugsweise der ersten Schraubenfeder. Auf diese Weise kann sich die dritte Schraubenfeder einerseits sowohl in den Federinnenraum der ersten Schraubenfeder als auch in den Federinnenraum der zweiten Schraubenfeder erstrecken und andererseits bis zu der Stirnseite der ersten oder zweiten Schraubenfeder, vorzugsweise der ersten Schraubenfeder, heranreichen, die dem Mitnehmer zugeordnet ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers ist zumindest eine der Stirnseiten, vorzugsweise die der zweiten Schraubenfeder zugewandte Stirnseite, der dritten Schraubenfeder unmittelbar an einem der Mitnehmer abstützbar. Somit erfolgt die Kraftbeaufschlagung der dritten Schraubenfeder bei dieser Ausführungsvariante unmittelbar über den Mitnehmer. Dies schließt insbesondere eine mittelbare Kraftbeaufschlagung über die erste oder zweite Schraubenfeder und ein gegebenenfalls vorhandenes Zwischenstück aus. In einer alternativen Ausführungsvariante dieser Ausführungsform ist die Stirnseite, vorzugsweise die der zweiten Schraubenfeder zugewandte Stirnseite, der dritten Schraubenfeder mittelbar unter Zwischenlage eines endseitigen Stützschuhs, über den die erste oder zweite Schraubenfeder, vorzugsweise die zweite Schraubenfeder, in radialer Richtung nach außen an einer umlaufenden Lauffläche eines der Bauelemente gleitend abgestützt und von dieser beabstandet ist, an einem der Mitnehmer abstützbar. Bei der zweitgenannten Ausführungsvariante ist es ferner bevorzugt, wenn die Stirnseite der dritten Schraubenfeder unmittelbar an dem endseitigen Stützschuh abstützbar ist, während der Mitnehmer seinerseits unmittelbar an dem Stützschuh abstützbar ist, so dass die Abstützung der Stirnseite der dritten Schraubenfeder nicht auch über die erste oder zweite Schraubenfeder, vorzugsweise die zweite Schraubenfeder, erfolgt. Dies hat den Vorteil, dass der endseitige Stützschuh eine geringere Stabilität aufweisen kann, wodurch der Aufbau der Federeinrichtung bzw. des Torsionsschwingungsdämpfers vereinfacht ist. Bei dieser zweiten Ausführungsvariante mit dem zwischenliegenden Stützschuh ist es ferner besonders bevorzugt, wenn die dritte Schraubenfeder bzw. deren Stirnseite unter Zwischenlage eines radial hervorstehenden Stützabschnitts des Stützschuhs an dem Mitnehmer abstützbar ist. So kann der radial hervorstehende Stützabschnitt des Stützschuhs vorzugsweise an einem sich in Umfangsrichtung erstreckenden Gleitabschnitt des Stützschuhs angeordnet sein, um eine sichere gleitende Abstützung der ersten oder zweiten Schraubenfeder, vorzugsweise der zweiten Schraubenfeder, über den Stützschuh an der Lauffläche des Bauelements zu bewirken.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers entspricht der Windungsinnendurchmesser der Windungen der ersten Schraubenfeder dem Windungsinnendurchmesser der Windungen der zweiten Schraubenfeder. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Windungen der dritten Schraubenfeder beim Zusammendrücken der Federeinrichtung störungsfrei relativ zu den Windungen der ersten und zweiten Schraubenfeder in Federachsrichtung bewegt werden können.
So ist die dritte Schraubenfeder derart innerhalb der Federinnenräume der ersten und zweiten Schraubenfeder geführt, dass die in Reihe geschalteten ersten und zweiten Schraubenfedern in einem ersten Verdrehbereich des Torsionsschwingungsdämpfers zusammengedrückt werden können, ohne dass die dritte Schraubenfeder dem entgegenwirkt.
Um die vorstehend genannten Vorteile noch zu verstärken, sind die erste und zweite Schraubenfeder bezogen auf deren Federachsen in einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers koaxial angeordnet. Man kann auch davon sprechen, dass die Federachsen der ersten und zweiten Schraubenfeder miteinander fluchten, ohne radial zueinander versetzt angeordnet zu sein. Entspricht dabei der Windungsinnendurchmesser der Windungen der ersten Schraubenfeder dem Windungsinnendurchmesser der Windungen der zweiten Schraubenfeder, so ist insbesondere im Bereich des Übergangs zwischen dem Federinnenraum der ersten Schraubenfeder und dem Federinnenraum der zweiten Schraubenfeder sichergestellt, dass sich die dritte Schraubenfeder nicht mit einer der ersten und zweiten Schraubenfedern verhakt oder im Bereich des Übergangs zwischen den Federinnenräumen fliehkraftbedingt derart verkantet, dass ein Zusammendrücken der ersten oder zweiten Schraubenfeder behindert, wenn nicht gar verhindert wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers weisen die erste und zweite Schraubenfeder unterschiedliche Windungsaußendurchmesser auf, wobei der Windungsaußendurchmesser der ersten Schraubenfeder vorzugsweise größer als der Windungsaußendurchmesser der zweiten Schraubenfeder ist. Der unterschiedliche Windungsaußendurchmesser kann beispielsweise darauf zurückzuführen sein, dass die erste und zweite Schraubenfeder zwar denselben Windungsinnendurchmesser aufweisen, jedoch unterschiedliche Federdrahtstärken haben, um die eingangs genannte unterschiedliche Federsteifigkeit zu erzielen. Um auch in dieser Ausführungsform eine koaxiale Anordnung der ersten und zweiten Schraubenfeder bezogen auf deren Federachsen zu ermöglichen, sei auf eine später näher beschriebene Ausführungsform verwiesen.
Grundsätzlich kann die Federsteifigkeit der einzelnen Schraubenfeder durch entsprechende Anpassung des mittleren Windungsdurchmesser, durch die Anzahl der federnden Windungen oder das Schuhmodul des verwendeten Materials beeinflusst werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers werden die unterschiedlichen Federsteifigkeiten der ersten und zweiten Schraubenfeder jedoch in erster Linie durch unterschiedliche Federdrahtstärken, vorzugsweise durch unterschiedliche Federdrahtdurchmesser, erreicht. Bei dieser Ausführungsform ist die Federdrahtstärke, vorzugsweise der Federdrahtdurchmesser, der ersten Schraubenfeder besonders bevorzugt größer als die Federdrahtstärke, vorzugsweise der Federdrahtdurchmesser, der zweiten Schraubenfeder.
Um die Montage der Federeinrichtung zu vereinfachen und eine Unwucht des Torsionsschwingungsdämpfers während des Betriebes weitgehend auszuschließen, ist die dritte Schraubenfeder in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers in mindestens einer Federachsrichtung, vorzugsweise in Richtung der zweiten Schraubenfeder, an der ersten Schraubenfeder abgestützt oder abstützbar. Auf diese Weise ist zunächst sichergestellt, dass die dritte Schraubenfeder während der Montage der Federeinrichtung bis zu einem Anschlag in die erste Schraubenfeder eingeführt werden kann, ohne dass die dritte Schraubenfeder darüber hinaus noch tiefer in die erste Schraubenfeder gleitet. Auch während des Betriebes des Torsionsschwingungsdämpfers ist sichergestellt, dass die dritte Schraubenfeder nicht unkontrolliert zwischen den Federinnenräumen der ersten und zweiten Schraubenfeder hin und her gleiten kann, so dass eine durch diese lose dritte Schraubenfeder verursachte Unwucht des Torsionsschwingungsdämpfers ausgeschlossen werden kann. Bei dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn die Abstützung über eine der drei Endwindungen des der zweiten Schraubenfeder abgewandten Endabschnitts der dritten Schraubenfeder erfolgt. Hierbei ist es besonders bevorzugt, wenn die Abstützung an einer der drei Endwindungen des der zweiten Schraubenfeder abgewandten Endabschnitts der ersten Schraubenfeder erfolgt. So kann eine der genannten Endwindungen der dritten Schraubenfeder beispielsweise derart aufgeweitet sein, dass sich diese mit einer der drei Endwindungen der ersten Schraubenfeder in Federachsrichtung überlappt, um eine Abstützung der dritten Schraubenfeder an der ersten Schraubenfeder in Federachsrichtung zu bewirken. Hierbei ist es ferner bevorzugt, wenn die Abstützung jeweils über die letzte bzw. freie Endwindung erfolgt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers können die Bauelemente ausgehend von der Ausgangsstellung des Torsionsschwingungsdämpfers lediglich unter Zusammendrücken der in Reihe geschalteten ersten Lind zweiten Schraubenfeder in eine erste Drehstellung relativ zueinander verdreht werden. Hierunter ist zu verstehen, dass die erste, zweite und eine gegebenenfalls weiterhin vorhandene Schraubenfeder bis zum Erreichen der ersten Drehstellung zusammengedrückt werden, nicht aber die dritte Schraubenfeder. Ausgehend von der ersten Drehstellung können die Bauelemente in eine darauf folgende zweite Drehstellung relativ zueinander verdreht werden, in der die zweite Schraubenfeder auf Block zusammengedrückt ist. Hierunter ist zu verstehen, dass die zweite Schraubenfeder in der zweiten Drehstellung nicht weiter zusammengedrückt werden kann, zumal deren Windungen in Federachsrichtung aneinander liegen. Dabei sind die erste, zweite und dritte Schraubenfeder derart aufeinander abgestimmt, dass die dritte Schraubenfeder erst nach, unmittelbar bei oder bereits vor dem Erreichen der zweiten Drehstellung zusammengedrückt bzw. mit Kraft beaufschlagt wird. Diese Ausführungsform umfasst somit drei verschiedene Ausführungsvarianten. Bei der ersten Ausführungsvariante, bei der die dritte Schraubenfeder erst nach dem Erreichen der zweiten Drehstellung mit Kraft beaufschlagt wird, kann ein dreistufiger Verdrehwiderstandskennlinienverlauf erzielt werden. Wird die dritte Schraubenfeder unmittelbar bei Erreichen der zweiten Drehstellung zusammengedrückt bzw. mit Kraft beaufschlagt, so wird hierdurch ein zweistufiger Verlauf der Verdrehwiderstandskennlinie erzielt. In der dritten Ausführungsvariante, bei der die dritte Schraubenfeder bereits vor dem Erreichen der zweiten Drehstellung zusammengedrückt bzw. mit Kraft beaufschlagt wird, ist wiederum ein dreistufiger Verlauf der Verdrehwiderstandskennlinie erzielbar.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers weisen die erste, zweite und dritte Schraubenfeder zumindest im entspannten Zustand eine um die Drehachse des Torsionsschwingungsdämpfers vorgekrümmte Form auf. Man kann bei den genannten Schraubenfedern somit auch von sogenannten Bogenfedern sprechen, die einen besonders langen Federweg beim Zusammendrücken der Federeinrichtung ermöglichen.
Basierend auf der vorangehend beschriebenen Ausführungsform sind die erste, zweite und dritte Schraubenfeder in einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers derart aufeinander abgestimmt, dass die Bauelemente ausgehend von der Ausgangsstellung in eine Endstellung relativ zueinander verdreht werden können, in der die erste und zweite Schraubenfeder auf Block zusammengedrückt sind, während die dritte Schraubenfeder nicht auf Block zusammengedrückt ist. Hierdurch werden die Mitnehmer an den Bauelementen entlastet, zumal die Kraftübertragung bei einer auf Block zusammengedrückten Schraubenfeder mit einer um die Drehachse des Torsionsschwingungsdämpfers vorgekrümmten Form radial weiter innen erfolgt und die erste Schraubenfeder bereits einen radial weiter innen liegenden Bereich als die dritte Schraubenfeder aufweist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers weisen die erste und zweite Schraubenfeder mit der um die Drehachse des Torsionsschwingungsdämpfers vorgekrümmten Form unterschiedliche Außendurchmesser auf. Dies kann beispielsweise darauf zurückzuführen sein, dass die erste und zweite Schraubenfeder identische Windungsinnendurchmesser aufweisen und koaxial zueinander angeordnet sind, jedoch unterschiedliche Federdrahtstärken bzw. -durchmesser und somit unterschiedliche Windungsaußendurchmesser aufweisen. Um diese unterschiedlichen Außendurchmesser der ersten und zweiten Schraubenfeder auszugleichen, ist an zumindest derjenigen Schraubenfeder mit dem kleineren Außendurchmesser mindestens ein Stützschuh angeordnet, über den die Schraubenfeder in radialer Richtung nach außen an einer umlaufenden Lauffläche eines der Bauelemente gleitend abgestützt und von dieser beabstandet ist, dass die erste und zweite Schraubenfeder bezogen auf deren Federachsen koaxial angeordnet sind. Diese Ausführungsform hat zunächst den Vorteil, dass kein Verschleißschutz an der Lauffläche vorgesehen sein muss, zumal die Schraubenfeder mit dem kleineren Außendurchmesser über den Stützschuh von der Lauffläche beabstandet ist, wodurch der Aufbau des Torsionsschwingungsdämpfers vereinfacht ist. Hierbei ist es bevorzugt, wenn der mindestens eine Stützschuh aus einem weicheren Material als die Lauffläche und die zugehörige Schraubenfeder, besonders bevorzugt aus Kunststoff, besteht. Darüber hinaus wird auf einfache Weise eine koaxiale Anordnung der ersten und zweiten Schraubenfeder bezogen auf deren Federachsen erzielt, die die bereits zuvor erwähnten Vorteile mit sich bringt.
Basierend auf der vorangehend beschriebenen Ausführungsform ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers ferner an derjenigen Schraubenfeder mit dem größeren Außendurchmesser mindestens ein Stützschuh angeordnet, über den die Schraubenfeder in radialer Richtung nach außen an der Lauffläche gleitend abgestützt und von dieser beabstandet ist. Somit bewirkt auch in diesem Fall der mindestens eine Stützschuh, dass die Schraubenfeder mit dem größeren Außendurchmesser nicht direkt auf die Lauffläche trifft, die somit nicht mit einem Verschleißschutz überzogen werden müsste, wodurch der Aufbau des Torsionsschwingungsdämpfers weiter vereinfacht ist. Überdies wird dadurch die Herstellung der Stützschuhe an der Schraubenfeder mit dem kleineren Außendurchmesser vereinfacht, zumal ein relativ geringer Unterschied zwischen den beiden Außendurchmessern entsprechend kleine Stützschuhe an der Schraubenfeder mit dem kleineren Außendurchmesser erforderlich machen würde, deren Fertigung Probleme aufwerfen könnte. Bei dieser Ausführungsform weist der Stützschuh an der Schraubenfeder mit dem größeren Außendurchmesser vorzugsweise eine geringere effektive Radialausdehnung als der Stützschuh an der Schraubenfeder mit dem kleineren Außendurchmesser auf. Die effektive Radialausdehnung bezeichnet dabei diejenige Radialausdehnung des Stützschuhs, die erforderlich ist, um die erste und zweite Schraubenfeder an der Lauffläche abzustützen, so dass die erste und zweite Schraubenfeder koaxial zueinander angeordnet sind.
Um eine störungsfreie Relativbewegung der Windungen der ersten und zweiten Schraubenfeder relativ zu den Windungen der dritten Schraubenfeder in Federachsrichtung zu ermöglichen, weisen die Windungen der dritten Schraubenfeder in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers einen anderen Winkelsinn als die Windungen der ersten und zweiten Schraubenfeder auf. Hierdurch wird überdies das Einführen der dritten Schraubenfeder in die erste Schraubenfeder und gegebenenfalls die zweite Schraubenfeder im Rahmen der Montage vereinfacht.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers ist der Windungsaußendurchmesser der dritten Schraubenfeder kleiner als oder gleich dem Windungsinnendurchmesser der ersten und zweiten Schraubenfeder, damit die Windungen der ersten und zweiten Schraubenfeder störungsfrei zusammengedrückt werden können.
Um bei der Verwendung der zuvor erwähnten Stützschuhe ein fliehkraftbedingtes Aufweiten der vorgekrümmten ersten oder/und zweiten Schraubenfeder zu verhindern, ist in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers mindestens jeder fünften, vorzugsweise mindestens jeder vierten, besonders bevorzugt maximal jeder dritten, Windung der jeweiligen Schraubenfeder ein solcher Stützschuh zugeordnet.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand beispielhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine teilweise Vorderansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers,
2 die Vorderansicht von 1 in einer vereinfachten Darstellung,
3 den Torsionsschwingungsdämpfer von 2 während einer ersten Phase des Zusammendrückens der Federeinrichtung,
4 den Torsionsschwingungsdämpfer von 2 und 3 während einer zweiten Phase des Zusammendrückens der Federeinrichtung,
5 den Torsionsschwingungsdämpfer aus den 1 bis 4 in einer alternativen zweiten Ausführungsform,
6 die Verdrehwiderstandskennlinie einer ersten Ausführungsvariante der zuvor beschriebenen Torsionsschwingungsdämpfer,
7 die Verdrehwiderstandskennlinie einer zweiten Ausführungsvariante der zuvor beschriebenen Torsionsschwingungsdämpfer und
8 die Verdrehwiderstandskennlinie einer dritten Ausführungsvariante der zuvor beschriebenen Torsionsschwingungsdämpfer.
Die 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers 2 in einer Ausgangsstellung. Wenngleich die Schraubenfedern der Federeinrichtungen des Torsionsschwingungsdämpfers 2 als sogenannte Bogenfedern ausgebildet sind, wie dies insbesondere aus 1 ersichtlich ist und später näher beschrieben wird, so sind die genannten Schraubenfedern in 2 wie auch in den folgenden 3 bis 5 als geradlinige Schraubenfedern dargestellt, was jedoch lediglich der besseren Anschaulichkeit der Darstellung dienen soll.
Wie aus 1 ersichtlich, weist der Torsionsschwingungsdämpfer 2 ein Bauelement 4 und ein Bauelement 6 auf, die um eine Drehachse 8 des Torsionsschwingungsdämpfers 2 bis zu einem gewissen Maße relativ zueinander verdrehbar sind. Dabei kann das Bauelement 4 die Ein- oder Ausgangsseite des Torsionsschwingungsdämpfers 2 bilden, während das Bauelement 6 die Aus- oder Eingangsseite des Torsionsschwingungsdämpfers 2 bilden kann. Die Drehachse 8 erstreckt sich dabei in die einander entgegengesetzten axialen Richtungen 10, 12, wobei in 1 ferner die einander entgegengesetzten radialen Richtungen 14, 16 und die einander entgegengesetzten Umfangsrichtungen 18, 20 des Torsionsschwingungsdämpfers 2 anhand entsprechender Pfeile angedeutet sind.
Das Bauelement 4 ist im Wesentlichen scheiben- oder flanschförmig ausgebildet und weist zwei in radialer Richtung 14 nach außen hervorstehende Mitnehmer 22, 24 auf, die in Umfangsrichtung 18, 20 um 180° zueinander versetzt angeordnet sind. Das Bauelement 6 ist hingegen aus zwei schalenförmigen Bauteilen gebildet, die in axialer Richtung 10, 12 zusammengesetzt wurden, wobei in den Figuren lediglich eines der Bauteile zu erkennen ist. Die beiden Bauteile umschließen einen in radialer Richtung 14 außen gelegenen und in Umfangsrichtung 18, 20 umlaufenden ringförmigen Federraum 26, in den die Mitnehmer 22, 24 des Bauelements in radialer Richtung 14 eingreifen. Dabei umfasst das Bauelement 6 eine Außenwand 28, die den Federraum 26 in radialer Richtung 14 nach außen begrenzt, wobei an der in radialer Richtung 16 nach innen weisenden Seite der Außenwand 28 eine Lauffläche 28' vorgesehen ist, die den Federraum 26 kreisförmig umgibt. Auch das Bauelement 6 weist Mitnehmer 30, 32 auf, die wiederum um 180° in Umfangsrichtung 18, 20 zueinander versetzt an dem Bauelement 6 vorgesehen sind. Im vorliegenden Beispiel werden die Mitnehmer 30, 32 jeweils von einem Paar aus in axialer Richtung 10, 12 in den Federraum 26 hervorstehenden Ansätzen gebildet, wobei in 1 jeweils lediglich einer der Ansätze der Mitnehmer 30, 32 zu sehen ist. So ist der eine hervorstehende Ansatz an dem ersten Bauteil des Bauelements 6 vorgesehen, während der andere hervorstehende Ansatz an dem in 1 nicht dargestellten Bauteil des Bauelements 6 vorgesehen ist.
In Umfangsrichtung 18, 20 zwischen den Mitnehmern 22, 24, 30, 32 und innerhalb des Federraums 26 sind zwei in Reihe geschaltete Federeinrichtungen 34, 36 angeordnet, um eine federelastische Drehmitnahmekopplung der Bauelemente 4, 6 zu bewirken. Dabei sind die Federeinrichtungen 34, 36 im Wesentlichen identisch ausgebildet, so dass sich die nachstehende Erläuterung auf die Beschreibung der Federeinrichtung 34 beschränkt.
Die Federeinrichtung 34 ist im Wesentlichen aus einer ersten Schraubenfeder 38, einer zweiten Schraubenfeder 40 und einer dritten Schraubenfeder 42 zusammengesetzt, die in den 1 bis 5 schematisiert dargestellt sind. Alle drei Schraubenfedern 38, 40, 42 sind dabei als sogenannte Bogenfedern ausgebildet, d. h., diese weisen zumindest im entspannten Zustand eine um die Drehachse 8 des Torsionsschwingungsdämpfers 2 vorgekrümmte Form auf. Während die erste Schraubenfeder 38 und die zweite Schraubenfeder 40 in Umfangsrichtung 18, 20 in Reihe geschaltet sind, ist die dritte Schraubenfeder 42 parallel zu der ersten Schraubenfeder 38 und der zweiten Schraubenfeder 40 geschaltet. Die erste Schraubenfeder 38 weist einen der zweiten Schraubenfeder 40 abgewandten Endabschnitt 44 auf, dessen Stirnseite 46 den Mitnehmern 24, 32 im Umfangsrichtung 20 zugewandt ist. In der entgegengesetzten Umfangsrichtung 18 weist die erste Schraubenfeder 38 einen der zweiten Schraubenfeder 40 zugewandten Endabschnitt 48 auf, dessen Stirnseite 50 der zweiten Schraubenfeder 40 in Umfangsrichtung 18 zugewandt ist. In entsprechender Weise weist auch die zweite Schraubenfeder 40 einen Endabschnitt 52 auf, dessen Stirnseite 54 den Mitnehmern 30, 32 in Umfangsrichtung 18 zugewandt ist. Auf der gegenüberliegenden Seite weist die zweite Schraubenfeder 40 einen Endabschnitt 56 auf, dessen Stirnseite 58 der Stirnseite 50 der ersten Schraubenfeder 38 in Umfangsrichtung 20 zugewandt ist, so dass die Stirnseite 50 der ersten Schraubenfeder 38 in Umfangsrichtung 18 an der Stirnseite 58 der zweiten Schraubenfeder 40 mittelbar oder unmittelbar, vorzugsweise unmittelbar, abgestützt ist, um die zuvor erwähnte Reihenschaltung von erster und zweiter Schraubenfeder 38, 40 zu bewirken.
Die dritte Schraubenfeder 42 erstreckt sich innerhalb des durch die Windungen der ersten Schraubenfeder 38 gebildeten Federinnenraums. Darüber hinaus erstreckt sich die dritte Schraubenfeder 42 über die Stirnseite 50 der ersten Schraubenfeder 38 und die Stirnseite 58 der zweiten Schraubenfeder 40 in Umfangsrichtung 18 hinaus, so dass sich diese bereits in der in den 1 und 2 gezeigten Ausgangsstellung des Torsionsschwingungsdämpfers 2 sowohl innerhalb des Federinnenraums der ersten Schraubenfeder 38 als auch innerhalb des durch die Windungen der zweiten Schraubenfeder 40 gebildeten Federinnenraums erstreckt. Grundsätzlich könnte sich die dritte Schraubenfeder 42 auch erst durch das Zusammendrücken der Federeinrichtung 34 in den Federinnenraum der zweiten Schraubenfeder 40 erstrecken, es ist jedoch bevorzugt, dass sich die dritte Schraubenfeder 42 bereits in der Ausgangsstellung des Torsionsschwingungsdämpfers 2 in die beiden Federinnenräume der ersten und zweiten Schraubenfeder 38, 40 erstreckt, wie dies in 1 gezeigt ist. Auch die dritte Schraubenfeder 42 weist einen der zweiten Schraubenfeder 40 abgewandten Endabschnitt 60 auf, dessen Stirnseite 62 den Mitnehmern 24, 32 in Umfangsrichtung 20 zugewandt ist. Auf der gegenüberliegenden Seite weist die dritte Schraubenfeder 42 einen Endabschnitt 64 auf, der der zweiten Schraubenfeder 40 zugewandt ist, wobei die Stirnseite 66 des Endabschnitts 64 den Mitnehmern 22, 30 in Umfangsrichtung 18 zugewandt ist, wenngleich die Stirnseite 66 in Umfangsrichtung 18, 20 in der Ausgangsstellung des Torsionsschwingungsdämpfers 2 von den genannten Mitnehmern 22, 30 beabstandet ist. Während bei dem Endabschnitt 64 daher auch von einem freien Endabschnitt gesprochen werden kann, ist die dritte Schraubenfeder 42 über deren Endabschnitt 60 in Umfangsrichtung 18 an der ersten Schraubenfeder 38, also in Richtung der zweiten Schraubenfeder 40 abgestützt. Die nicht näher dargestellte Abstützung des Endabschnitts 60 der dritten Schraubenfeder 42 erfolgt dabei vorzugsweise über eine der drei Endwindungen des Endabschnitts 60 und besonders bevorzugt an eine der drei Endwindungen des der zweiten Schraubenfeder 40 abgewandten Endabschnitts 44 der ersten Schraubenfeder 38. Durch diese Abstützung wird verhindert, dass sich die dritte Schraubenfeder 42 lose zwischen den Federinnenräumen der ersten und zweiten Schraubenfeder 38, 40 in Umfangsrichtung 18 bzw. 20 hin und her bewegt, was zu einer Unwucht des Torsionsschwingungsdämpfers 2 führen könnte.
Wie insbesondere aus 2 ersichtlich, weisen die Windungen der ersten Schraubenfeder 38 und die Windungen der zweiten Schraubenfeder 40 den selben Windungsinnendurchmesser d_i auf, während der Windungsaußendurchmesser d_a1 der ersten Schraubenfeder 38 größer als der Windungsaußendurchmesser d_a2 der zweiten Schraubenfeder 40 ausgebildet ist. Die dritte Schraubenfeder 42 weist wiederum einen Windungsaußendurchmesser d_a3 auf, der entweder dem Windungsinnendurchmesser d_i der ersten und zweiten Schraubenfeder 38, 40 entspricht oder – wie dies bevorzugt ist – kleiner als der Windungsinnendurchmesser d_i der ersten und zweiten Schraubenfeder 38, 40 ausgebildet ist. Letzteres hat den Vorteil, dass die erste und zweite Schraubenfeder 38, 40 einfacher zusammengedrückt werden können, ohne dabei von der dritten Schraubenfeder 42 behindert zu werden. Dieser Effekt wird ferner dadurch verstärkt, dass die Windungen der dritten Schraubenfeder 42 einen anderen Wickelsinn als die Windungen der ersten und zweiten Schraubenfeder 38, 40 aufweisen. Der Größenunterschied zwischen dem Windungsaußendurchmesser d_a1 der ersten Schraubenfeder 38 und dem Windungsaußendurchmesser d_a2 der zweiten Schraubenfeder 40 resultiert daraus, dass bei demselben Windungsinnendurchmesser d_i unterschiedliche Federdrahtstärken bzw. unterschiedliche Federdrahtdurchmesser zum Einsatz kommen. So ist der Federdrahtdurchmesser d_f1 der ersten Schraubenfeder 38 größer als der Federdrahtdurchmesser d_f2 der zweiten Schraubenfeder 40 ausgebildet, wie dies in 2 angedeutet ist. Unter anderem hieraus resultiert auch eine unterschiedliche Federsteifigkeit zwischen der ersten Schraubenfeder 38 und der zweiten Schraubenfeder 40, wie dies nachstehend erläutert wird.
So ist die Federsteifigkeit D₁ der ersten Schraubenfeder 38 größer als die Federsteifigkeit D₂ der zweiten Schraubenfeder 40. Hierbei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Verhältnis D₁:D₂ zwischen der Federsteifigkeit D₁ der ersten Schraubenfeder 38 und der Federsteifigkeit D₂ der zweiten Schraubenfeder 40 zwischen 2:1 und 3:1, vorzugsweise zwischen 2,2:1 und 2,6:1, liegt. Darüber hinaus hat sich eine Federsteifigkeit D₃ der dritten Schraubenfeder 2 als vorteilhaft erwiesen, die größer als die Federsteifigkeit D₁ der ersten Schraubenfeder 38 und größer als die Federsteifigkeit D₂ der zweiten Schraubenfeder 40 ist. Dabei beträgt das Verhältnis D₃:D₁ zwischen der Federsteifigkeit D₃ der dritten Schraubenfeder 42 und der Federsteifigkeit D₁ der ersten Schraubenfeder 38 vorzugsweise zwischen 1:1 und 1,5:1, besonders bevorzugt zwischen 1,2:1 und 1,4:1.
In 2 sind ferner die Federachse 68 der ersten Schraubenfeder 38 und die Federachse 70 der zweiten Schraubenfeder 40 angedeutet, die sich in den Umfangsrichtungen 18, 20 erstrecken. Aus diesem Grunde können die Umfangsrichtungen 18, 20 auch als Federachsrichtungen 18, 20 der Schraubenfedern 38, 40 und gegebenenfalls auch 42 bezeichnet werden. Die erste Schraubenfeder 38 und die zweite Schraubenfeder 40 sind dabei derart miteinander in Reihe geschaltet, dass deren Federachsen 68, 70 in Umfangsrichtung 18, 20 ohne Radialversatz miteinander fluchten, mit anderen Worten sind die erste Schraubenfeder 38 und die zweite Schraubenfeder 40 bezogen auf deren Federachsen 68, 70 koaxial zueinander angeordnet. Angesichts der zuvor beschriebenen Größenunterschiede zwischen den Windungsaußendurchmessern d_a1 und d_a2 der Schraubenfedern 38 und 40 führt dies jedoch dazu, dass die erste Schraubenfeder 38 bezogen auf deren vorgekrümmte Form einen größeren Außendurchmesser Da₁ aufweist als die zweite vorgekrümmte Schraubenfeder 40, d. h., es gilt: Da₁ > Da₂. Hierdurch ist auch der Abstand zwischen dem Außendurchmesser Da₂ der zweiten Schraubenfeder 40 und der Lauffläche 28' in radialer Richtung 14, 16 größer als der Abstand zwischen dem Außendurchmesser Da₁ der ersten Schraubenfeder 38 und der Lauffläche 28' in radialer Richtung 14, 16.
Um die beiden Schraubenfedern 38, 40 dennoch sicher und dauerhaft während des Betriebes des Torsionsschwingungsdämpfers 2 in der koaxialen Ausrichtung zueinander zu halten, sind an der zweiten Schraubenfeder 40 mehrere in Umfangsrichtung 18, 20 voneinander beabstandete, separate Stützschuhe 72 angeordnet, über die die zweite Schraubenfeder 40 in radialer Richtung 14 nach außen an der umlaufenden Lauffläche 28' gleitend abgestützt und von dieser derart beabstandet ist, dass die erste und zweite Schraubenfeder 38, 40 bezogen auf deren Federachsen 68, 70 koaxial angeordnet sind. Darüber hinaus sind auch an der ersten Schraubenfeder 38 mehrere Stützschuhe 74 angeordnet, über die die erste Schraubenfeder 38 in radialer Richtung 14 nach außen an der Lauffläche 28' gleitend abgestützt und von dieser beabstandet ist. Um dabei den unterschiedlichen Abstand zwischen der ersten Schraubenfeder bzw. der zweiten Schraubenfeder 38 bzw. 40 einerseits und der Lauffläche 28' andererseits unter Beibehaltung der Koaxialität der beiden Schraubenfedern 38, 40 auszugleichen, weisen die Stützschuhe 74 an der ersten Schraubenfeder 38 eine geringere effektive Radialausdehnung als die Stützschuhe 72 an der zweiten Schraubenfeder 40 auf, wie dies aus 2 ersichtlich ist.
Die Stützschuhe 72, 74 haben nicht nur den Vorteil, dass die Koaxialität der ersten und zweiten Schraubenfeder 38, 40 auch während des Betriebes des Torsionsschwingungsdämpfers 2 bewahrt wird, vielmehr sind die Schraubenfedern 38, 40 nicht unmittelbar an der Lauffläche 28' abgestützt, die somit keinen besonders Verschleißschutz aufweisen muss. Die Stützschuhe 72, 74 sollten dabei derart mit einer einzelnen Windung der jeweiligen Schraubenfeder 38, 40 gekoppelt sein, dass die Stützschuhe 72, 74 zusammen mit der jeweiligen Schraubenfeder 38, 40 in Umfangsrichtung 18, 20 mit verschoben werden können. Auch sollten die Stützschuhe 72, 74 im Gegensatz zu der Lauffläche 28' bzw. den Schraubenfedern 38, 40 aus Kunststoff bestehen, um eine gute Reib- bzw. Gleitpaarung zu erzielen. Um während des Betriebes des Torsionsschwingungsdämpfers 2 eine fliehkraftbedingte Aufweitung der Schraubenfedern 38, 40 im Bereich zwischen den Stützschuhen 72, 74 in radialer Richtung 14 nach außen weitgehend zu vermeiden, sollten eine Vielzahl von Stützschuhen 72, 74 an der jeweiligen Schraubenfeder 38, 40 angeordnet sein. In diesem Zusammenhang hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn mindestens jeder fünften, vorzugsweise mindestens jeder vierten, besonders bevorzugt maximal jeder dritten, Windung der jeweiligen Schraubenfeder 38 bzw. 40 ein Stützschuh 74 bzw. 72 zugeordnet ist. Zu dieser Anzahl von Stützschuhen 72, 74 kann auch der später näher beschriebene endseitige Stützschuh gezählt werden.
Aus 2 ist ferner ersichtlich, dass die Länge l₃ der dritten Schraubenfeder 42 in der Ausgangsstellung des Torsionsschwingungsdämpfers 2 kleiner als die Summe aus der Länge l₂ der zweiten Schraubenfeder 40 und der Länge l₁ der ersten Schraubenfeder 38 ist. Auf diese Weise muss die Federeinrichtung 34 erst bis zu einem gewissen Maß zusammengedrückt werden, bevor die dritte Schraubenfeder 42 zusammengedrückt wird und eine entsprechende Gegenkraft erzeugt. Überdies ist die Länge l₃ der dritten Schraubenfeder 42 größer als die Länge l₁ der ersten Schraubenfeder 38 und die Länge l₂ der zweiten Schraubenfeder 40 ausgebildet. Grundsätzlich könnten die erste und zweite Schraubenfeder 38, 40 einstückig miteinander ausgebildet sein. Dies hätte jedoch zur Folge, dass die einstückig ausgebildete Schraubenfeder relativ schwer zu fertigen wäre, zumal diese mindestens zwei Abschnitte mit unterschiedlichen Federsteifigkeiten aufweisen müsste. Aus diesem Grunde sind die beiden Schraubenfedern 38, 40 separat voneinander ausgebildet, zumal hierdurch auch eine größere Flexibilität bei der Anpassung der Verdrehwiderstandskennlinie des Torsionsschwingungsdämpfers 2 erzielt werden kann.
Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 weitere Merkmale des Torsionsschwingungsdämpfers 2 sowie dessen Funktionsweise beschrieben.
Werden die beiden Bauelemente 4, 6 in Folge von Drehmomentschwankungen an der Eingangsseite relativ zueinander um die Drehachse 8 verdreht, so bewegt sich einerseits der Mitnehmer 22 in Umfangsrichtung 20 auf den Mitnehmer 32 zu, während sich der Mitnehmer 32 in der entgegengesetzten Umfangsrichtung 18 auf den Mitnehmer 22 zu bewegt. Infolgedessen drückt der Mitnehmer 22 gegen die Stirnseite 54 der zweiten Schraubenfeder 40, während der Mitnehmer 32 gegen die Stirnseite 46 der ersten Schraubenfeder 38 und die Stirnseite 62 der dritten Schraubenfeder 42 drückt. Aufgrund der Tatsache, dass die Länge l₃ der dritten Schraubenfeder 42 kleiner als die Summe aus den Längen l₁ und l₂ ist, werden in dieser Phase jedoch lediglich die erste Schraubenfeder 38 und die zweite Schraubenfeder 40 zusammengedrückt, die miteinander in Reihe geschaltet sind. Dank der unterschiedlichen Federsteifigkeiten D₁ und D₂ kann dabei in dieser ersten Phase ein relativ geringer Anstieg der Verdrehwiderstandskennlinie erzielt werden, wie dies später unter Bezugnahme auf die 6 bis 8 deutlich wird. Auch gewährleistet der gleiche Windungsinnendurchmesser d_i von der ersten Schraubenfeder und der zweiten Schraubenfeder 38, 40 sowie deren koaxiale Anordnung zueinander, dass die dritte Schraubenfeder 42 ein Zusammendrücken der beiden in Reihe geschalteten Schraubenfedern 38, 40 nicht behindert. Wie bereits zuvor erwähnt, ist in diesem Sinne auch förderlich, dass die dritte Schraubenfeder 42 einen anderen Wickelsinn als die erste und zweite Schraubenfeder 38, 40 aufweist. Die zusammengedrückten Schraubenfedern 38, 40 sind in 3 gezeigt. Beim weiteren Zusammendrücken der Federeinrichtung 34 gelangt die Stirnseite 66 der dritten Schraubenfeder 42 an den Mitnehmer 22, so dass die genannte Stirnseite 66 an dem Mitnehmerg 22 unmittelbar abgestützt ist und bei einem weiteren Verdrehen der Bauelemente 4, 6 zueinander auch die dritte Schraubenfeder 42 zusammengedrückt wird, so dass eine größere Steigung der Verdrehwiderstandskennlinie erzielt wird. Im weiteren Verlauf können die Bauelemente 4, 6 derart relativ zueinander verdreht werden, dass diese in eine Endstellung gelangen, die in 4 gezeigt ist. Dabei sind die erste, zweite und dritte Schraubenfeder 38, 40, 42 derart aufeinander abgestimmt, dass die erste und zweite Schraubenfeder 38, 40 in der Endstellung auf Block zusammengedrückt sind, während die dritte Schraubenfeder 42 in der Endstellung nicht auf Block zusammengedrückt ist. Auf diese Weise wird eine sinnvollere Krafteinleitung bzw. Kraftübertragung im Bereich der Mitnehmer 22 bzw. 32 erzielt.
Die sich sowohl innerhalb des Federinnenraums der ersten Schraubenfeder 38 als auch innerhalb des Federinnenraums der zweiten Schraubenfeder 40 erstreckende dritte Schraubenfeder 42 hat dabei den Vorteil, dass die Stirnseite 50 der ersten Schraubenfeder 38 und die Stirnseite 58 der zweiten Schraubenfeder 40 im Hinblick auf die Kraftübertragung stets sicher zueinander positioniert sind. Selbst wenn es betriebsbedingt zu einem Abheben der Stirnseite 50 von der Stirnseite 58 kommen sollte, so gewährleistet die innenliegende dritte Schraubenfeder 42 stets ein sicheres Zurückführen der beiden Stirnseiten 50, 58 in die Anlageposition, in der die Stirnseiten 50, 58 aneinander anliegen bzw. abgestützt sind.
5 zeigt eine zweite Ausführungsform des Torsionsschwingungsdämpfers 2, wobei nachstehend lediglich auf die Unterschiede zur ersten Ausführungsform eingegangen werden soll, gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet werden und die vorangehende Beschreibung der ersten Ausführungsform im Übrigen entsprechend gilt.
Bei der zweiten Ausführungsform nach 5 ist die Stirnseite 66 des freien Endabschnitts 64 der dritten Schraubenfeder 42 mittelbar unter Zwischenlage eines endseitigen Stützschuhs 76, über den die zweite Schraubenfeder 40 in radialer Richtung 14 nach außen an der Lauffläche 28' gleitend abgestützt und von dieser beabstandet ist, an dem Mitnehmer 22 abgestützt, wenn die Federeinrichtung 34 bis zu einem gewissen Maß auf die vorstehend beschriebene Weise zusammengedrückt wird. Dabei würde die Stirnseite 66 der dritten Schraubenfeder 42 unmittelbar gegen den endseitigen Stützschuh 76 drücken, während der Mitnehmer 22 andererseits unmittelbar gegen den endseitigen Stützschuh 76 drücken würde. Insofern erfolgt in jedem Fall keine mittelbare Kraftbeaufschlagung der Stirnseite 66 über die zweite Schraubenfeder 40. Der endseitige Stützschuh 76 ist dabei gedanklich in einen sich in Umfangsrichtung 18, 20 erstreckenden Gleitabschnitt 78, der gleitend an der Lauffläche 28' abgestützt ist, und einen sich ausgehend von der Mitte des Gleitabschnitts 78 in radialer Richtung 16 nach innen hervorstehenden Stützabschnitt 80 unterteilt. Hierdurch ist der endseitige Stützschuh 76 zunächst besonders kippsicher ausgebildet. Darüber hinaus erfolgt die Abstützung der Stirnseite 66 in Umfangsrichtung 18 an dem Stützabschnitt 80, während die Abstützung des Mitnehmers 22 in Umfangsrichtung 20 auf der anderen Seite des Stützabschnitts 80 erfolgt, wenn die Federeinrichtung 34 bis auf das bereits zuvor geschilderte Maß zusammengedrückt wird. Ein entsprechender endseitiger Stützschuh 76 ist auch zwischen den Stirnseiten 46 und 62 einerseits und dem Mitnehmer 32 andererseits vorgesehen, wobei bezüglich dieses endseitigen Stützschuhs 76 auf die vorangehende Beschreibung verwiesen sein kann.
Unabhängig davon, ob die erste Ausführungsform nach den 1 bis 4 oder die zweite Ausführungsform nach 5 gewählt wird, sind die erste, zweite und dritte Schraubenfeder 38, 40, 42 derart aufeinander abgestimmt, dass die Bauelemente 4, 6 ausgehend von der Ausgangsstellung des Torsionsschwingungsdämpfers 2 unter Zusammendrücken der in Reihe geschalteten ersten und zweiten Schraubenfeder 38, 40 in eine erste Drehstellung relativ zueinander verdreht werden können, wobei in dieser ersten Stufe A von der Ausgangsstellung bis zur ersten Drehstellung die dritte Schraubenfeder 42 noch nicht mit Kraft beaufschlagt bzw. zusammengedrückt wird. Dies ermöglicht eine relativ geringe erste Steigung SA der Verdrehwiderstandskennlinie in dieser ersten Stufe A. Im Anschluss daran können die beiden Bauelemente 4, 6 weiter in eine darauf folgende zweite Drehstellung verdreht werden, in der die zweite Schraubenfeder 40 auf Block zusammengedrückt ist. Die Schraubenfedern 38, 40, 42 können nun derart aufeinander abgestimmt sein, dass die dritte Schraubenfeder 42 erst nach, unmittelbar bei oder bereits vor dem Erreichen der zweiten Drehstellung zusammengedrückt bzw. mit Kraft beaufschlagbar ist.
Diese unterschiedlichen Ausführungsvarianten der vorangehend beschriebenen Ausführungsformen werden nachstehend unter Bezugnahme auf die 6 bis 8 beschrieben, in denen die Verdrehwiderstandskennlinie, also die Rückstellkraft F der Federeinrichtung 34 über dem Verdrehwinkel α zwischen den Bauelementen aufgetragen ist. Dabei beruhen die gezeigten Verdrehwiderstandskennlinien auf der zuvor gemachten Annahme, dass die Federsteifigkeit D₃ der dritten Schraubenfeder 42 größer als die Federsteifigkeit D₁ der ersten Schraubenfeder 38 ist, während die Federsteifigkeit D₁ der ersten Schraubenfeder 38 größer als die Federsteifigkeit D₂ der zweiten Schraubenfeder 40 ist.
So zeigt die 6 die Verdrehwiderstandskennlinie derjenigen Ausführungsvariante, bei der die dritte Schraubenfeder 42 erst nach dem Erreichen der zuvor erwähnten zweiten Drehstellung zusammengedrückt bzw. mit Kraft beaufschlagt wird. Hierdurch ergibt sich ein dreistufiger Verlauf der Verdrehwiderstandskennlinie. In der ersten Stufe A üben lediglich die in Reihe geschalteten Schraubenfedern 38 und 40 eine Rückstellkraft aus. In der darauf folgenden zweiten Stufe B üben weiterhin lediglich die Schraubenfedern 38 und 40 eine Rückstellkraft aus, wenngleich die Schraubenfeder 40 bereits auf Block zusammengedrückt ist. In der dritten Stufe C wirkt die dritte Schraubenfeder 42 parallel zu der ersten und zweiten Schraubenfeder 38 und 40 bis die erste Schraubenfeder 38 ebenfalls auf Block zusammengedrückt ist. Bei dieser Ausführungsvariante vergrößert sich die Steigung der Verdrehwiderstandskennlinie in den aufeinander folgenden Stufen A, B und C schrittweise, d. h. S_A < S_B < S_C, so dass diese Ausführungsvariante besonders bevorzugt ist.
Bei der in 7 gezeigten Verdrehwiderstandskennlinie wird die dritte Schraubenfeder 42 bereits vor dem Erreichen der zuvor erwähnten zweiten Drehstellung, in der die zweite Schraubenfeder 40 auf Block zusammengedrückt ist, zusammengedrückt bzw. mit Kraft beaufschlagt. Auch bei dieser Ausführungsvariante wird ein dreistufiger Verlauf der Verdrehwiderstandskennlinie erzielt. Im Gegensatz zu der Verdrehwiderstandskennlinie nach 6 erhöht sich die Steigung der Verdrehwiderstandskennlinie nach 7 jedoch beim Übergang von der ersten Stufe A in die zweite Stufe B relativ abrupt. Im Übrigen vergrößert sich die Steigung der Verdrehwiderstandskennlinie in den aufeinander folgenden Stufen A, B und C ebenfalls schrittweise, d. h. S_A < S_B < S_C, so dass auch die zweite Ausführungsvariante nach 7 eine Verdrehwiderstandskennlinie mit einem relativ gleichmäßigen Anstieg der Rückstellkraft F über die Stufen A, B und C bewirkt.
Bei der Ausführungsvariante nach 8 wird die dritte Schraubenfeder 42 unmittelbar bei Erreichen der zuvor erwähnten zweiten Drehstellung, in der die zweite Schraubenfeder 40 auf Block zusammengedrückt ist, zusammengedrückt bzw. mit Kraft beaufschlagt, so dass die Verdrehwiderstandskennlinie nach 8 einen im Wesentlichen zweistufigen Verlauf aus den Stufen A und B aufweist. Wie aus 8 ersichtlich, ist die Steigung SA der Verdrehwiderstandskennlinie in der ersten Stufe A wesentlich geringer als die Steigung S_B der Verdrehwiderstandskennlinie in der zweiten Stufe B, so dass beim Übergang ein relativ abrupter Anstieg der Rückstellkraft F erfolgt, weshalb es sich bei der 8 um eine weniger bevorzugte Ausführungsvariante handelt, wenngleich auch eine solche Ausführungsvariante ihre Berechtigung in gewissen Einsatzgebieten hat.
Bezugszeichenliste

2: Torsionsschwingungsdämpfer
4: Bauelement
6: Bauelement
8: Drehachse
10: axiale Richtung
12: axiale Richtung
14: radiale Richtung
16: radiale Richtung
18: Umfangsrichtung
20: Umfangsrichtung
22: Mitnehmer
24: Mitnehmer
26: Federraum
28: Außenwand
28': Lauffläche
30: Mitnehmer
32: Mitnehmer
34: Federeinrichtung
36: Federeinrichtung
38: erste Schraubenfeder
40: zweite Schraubenfeder
42: dritte Schraubenfeder
44: Endabschnitt
46: Stirnseite
48: Endabschnitt
50: Stirnseite
52: Endabschnitt
54: Stirnseite
56: Endabschnitt
58: Stirnseite
60: Endabschnitt
62: Stirnseite
64: Endabschnitt
66: Stirnseite
68: Federachse
70: Federachse
72: Stützschuhe
74: Stützschuhe
76: endseitiger Stützschuh
78: Gleitabschnitt
80: Stützabschnitt
A: erste Stufe
B: zweite Stufe
C: dritte Stufe
D₁: Federsteifigkeit
D₂: Federsteifigkeit
D₃: Federsteifigkeit
Da₁: Außendurchmesser
Da₂: Außendurchmesser
d_i: Windungsinnendurchmesser
d_a1: Windungsaußendurchmesser
d_a2: Windungsaußendurchmesser
d_a3: Windungsaußendurchmesser
d_f1: Federdrahtdurchmesser
d_f2: Federdrahtdurchmesser
F: Rückstellkraft
l₁: Länge
l₂: Länge
l₃: Länge
S_A: Steigung
S_B: Steigung
S_C: Steigung
α: Verdrehwinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19909044 A1 [0002]
DE 19603248 A1 [0003, 0007]

Claims

Torsionsschwingungsdämpfer (2) mit zwei relativ zueinander verdrehbaren Bauelementen (4, 6), die jeweils mindestens einen Mitnehmer (22, 24; 30, 32) aufweisen, und mindestens einer Federeinrichtung (34, 36) zwischen den Mitnehmern (22, 24, 30, 32) zur federelastischen Drehmitnahmekopplung der Bauelemente (4, 6), die eine erste Schraubenfeder (38) und eine zweite Schraubenfeder (40), die in Reihe geschaltet sind und eine unterschiedliche Federsteifigkeit (D₁, D₂) aufweisen, sowie eine dritte Schraubenfeder (42) aufweist, die parallel zu der ersten Schraubenfeder (38) geschaltet ist und sich innerhalb des durch die Windungen der ersten Schraubenfeder (38) gebildeten Federinnenraums erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass sich die dritte Schraubenfeder (42) zumindest beim Zusammendrücken der Federeinrichtung (34, 36), vorzugsweise bereits in einer Ausgangsstellung des Torsionsschwingungsdämpfers (2), sowohl innerhalb des Federinnenraums der ersten Schraubenfeder (38) als auch innerhalb des durch die Windungen der zweiten Schraubenfeder (40) gebildeten Federinnenraums erstreckt.
Torsionsschwingungsdämpfer (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federsteifigkeit (D₁) der ersten Schraubenfeder (38) größer als die Federsteifigkeit (D₂) der zweiten Schraubenfeder (40) ist oder/und die Federsteifigkeit (D₃) der dritten Schraubenfeder (42) größer als die Federsteifigkeit (D₁) der ersten Schraubenfeder (38) ist, wobei das Verhältnis zwischen der Federsteifigkeit (D₁) der ersten Schraubenfeder (38) und der Federsteifigkeit (D₂) der zweiten Schraubenfeder (40) vorzugsweise zwischen 2:1 und 3:1, besonders bevorzugt zwischen 2,2:1 und 2,6:1, liegt, oder/und das Verhältnis zwischen der Federsteifigkeit (D₃) der dritten Schraubenfeder (42) und der Federsteifigkeit (D₁) der ersten Schraubenfeder (38) vorzugsweise zwischen 1:1 und 1,5:1, besonders bevorzugt zwischen 1,2:1 und 1,4:1, liegt.
Torsionsschwingungsdämpfer (2) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (l₃) der dritten Schraubenfeder (42) in der Ausgangsstellung des Torsionsschwingungsdämpfers (2) kleiner als die Summe der Längen (l₁, l₂) der ersten und zweiten Schraubenfeder (38, 40) oder/und größer als die Länge (l₁; l₂) der ersten oder/und zweiten Schraubenfeder (38, 40) ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Stirnseiten (62, 66), vorzugsweise die der zweiten Schraubenfeder (40) zugewandte Stirnseite (66), der dritten Schraubenfeder (42) entweder unmittelbar oder mittelbar unter Zwischenlage eines endseitigen Stützschuhs (76), über den die erste oder zweite Schraubenfeder (38; 40) in radialer Richtung (14) nach außen an einer umlaufenden Lauffläche (28') eines der Bauelemente (4, 6) gleitend abgestützt und von dieser beabstandet ist, vorzugsweise unter Zwischenlage eines radial hervorstehenden Stützabschnitts (80) des endseitigen Stützschuhs (76), an einem der Mitnehmer (22, 24, 30, 32) abstützbar ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Windungsinnendurchmesser (d_i) der Windungen der ersten Schraubenfeder (38) dem Windungsinnendurchmesser (d_i) der Windungen der zweiten Schraubenfeder (40) entspricht.
Torsionsschwingungsdämpfer (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Schraubenfeder (38, 40) bezogen auf deren Federachsen (68, 70) koaxial angeordnet sind.
Torsionsschwingungsdämpfer (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Schraubenfeder (38, 40) unterschiedliche Windungsaußendurchmesser (d_a1, d_a2) aufweisen, wobei der Windungsaußendurchmesser (d_a1) der ersten Schraubenfeder (38) vorzugsweise größer als der Windungsaußendurchmesser (d_a2) der zweiten Schraubenfeder (40) ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Schraubenfeder (38, 40) unterschiedliche Federdrahtstärken, vorzugsweise unterschiedliche Federdrahtdurchmesser (d_f1, d_f2), aufweisen, wobei die Federdrahtstärke, vorzugsweise der Federdrahtdurchmesser (d_f1), der ersten Schraubenfeder (38) besonders bevorzugt größer als die Federdrahtstärke, vorzugsweise der Federdrahtdurchmesser (d_f2), der zweiten Schraubenfeder (40) ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Schraubenfeder (42) in mindestens einer Federachsrichtung (18, 20), vorzugsweise in Richtung der zweiten Schraubenfeder (40), an der ersten Schraubenfeder (38) abgestützt oder abstützbar ist, wobei die Abstützung vorzugsweise über eine der drei Endwindungen des der zweiten Schraubenfeder (40) abgewandten Endabschnitts (60) der dritten Schraubenfeder (42) und besonders bevorzugt an einer der drei Endwindungen des der zweiten Schraubenfeder (40) abgewandten Endabschnitts (44) der ersten Schraubenfeder (38) erfolgt.
Torsionsschwingungsdämpfer (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste, zweite und dritte Schraubenfeder (38, 40, 42) derart aufeinander abgestimmt sind, dass die Bauelemente (4, 6) ausgehend von der Ausgangsstellung des Torsionsschwingungsdämpfers (2) lediglich unter Zusammendrücken der in Reihe geschalteten ersten und zweiten Schraubenfeder (38, 40) in eine erste Drehstellung relativ zueinander verdrehbar sind, wobei die dritte Schraubenfeder (42) erst nach, unmittelbar bei oder bereits vor dem Erreichen einer darauf folgenden zweiten Drehstellung, in der die zweite Schraubenfeder (40) auf Block zusammengedrückt ist, zusammendrückbar ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste, zweite und dritte Schraubenfeder (38, 40, 42) zumindest im entspannten Zustand eine um die Drehachse (8) des Torsionsschwingungsdämpfers (2) vorgekrümmte Form aufweisen.
Torsionsschwingungsdämpfer (2) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste, zweite und dritte Schraubenfeder (38, 40, 42) derart aufeinander abgestimmt sind, dass die Bauelemente (4, 6) ausgehend von der Ausgangsstellung in eine Endstellung relativ zueinander verdrehbar sind, in der die erste und zweite Schraubenfeder (38, 40) auf Block zusammengedrückt sind, während die dritte Schraubenfeder (42) nicht auf Block zusammengedrückt ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (2) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Schraubenfeder (38, 40) unterschiedliche Außendurchmesser (Da₁, Da₂) aufweisen, wobei an zumindest derjenigen Schraubenfeder (40) mit dem kleineren Außendurchmesser (Da₂) mindestens ein Stützschuh (72, 76) angeordnet ist, über den die Schraubenfeder (40) in radialer Richtung (14) nach außen an einer umlaufenden Lauffläche (28') eines der Bauelemente (6) gleitend abgestützt und von dieser derart beabstandet ist, dass die erste und zweite Schraubenfeder (38, 40) bezogen auf deren Federachsen (68, 70) koaxial angeordnet sind.
Torsionsschwingungsdämpfer (2) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ferner an derjenigen Schraubenfeder (38) mit dem größeren Außendurchmesser (Da₁) mindestens ein Stützschuh (74, 76) angeordnet ist, über den die Schraubenfeder (38) in radialer Richtung (14) nach außen an der Lauffläche (28') gleitend abgestützt und von dieser beabstandet ist, wobei der Stützschuh (74, 76) an der Schraubenfeder (38) mit dem größeren Außendurchmesser (Da₁) vorzugsweise eine geringere effektive Radialausdehnung als der Stützschuh (72, 76) an der Schraubenfeder (40) mit dem kleineren Außendurchmesser (Da₂) aufweist.
Torsionsschwingungsdämpfer (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen der dritten Schraubenfeder (42) einen anderen Wickelsinn als die Windungen der ersten und zweiten Schraubenfeder (38, 40) aufweisen oder/und der Windungsaußendurchmesser (d_a3) der dritten Schraubenfeder (42) kleiner als oder gleich dem Windungsinnendurchmesser (d_i) der ersten und zweiten Schraubenfeder (38, 40) ist.