DE102011018318A1

DE102011018318A1 - Torsional vibration damper for use as clutch plate, is provided with input part and rotary shaft, where friction plate of friction device is axially applied by ramp system

Info

Publication number: DE102011018318A1
Application number: DE102011018318A
Authority: DE
Inventors: Sebastien Morel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-05-10
Filing date: 2011-04-20
Publication date: 2011-11-10

Abstract

The torsional vibration damper (1) is provided with an input part (4) and a rotary shaft (3). A friction plate of the friction device (10) is axially applied by ramp system (11) acting in a circumferential direction between the input part and output channel (6).

Description

Die Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer mit einem Eingangsteil und einem gegenüber diesem um eine Drehachse des Torsionsschwingungsdämpfers begrenzt und entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung verdrehbaren Ausgangsteil sowie einer zumindest über einen Teil der Wirkung der Federeinrichtung wirksamen Reibeinrichtung.The invention relates to a torsional vibration damper with an input part and a relative to this limited to a rotational axis of the torsional vibration damper and against the action of a spring device rotatable output part and an effective at least over a part of the action of the spring means friction device.

Gattungsgemäße Torsionsschwingungsdämpfer sind hinreichend bekannt. Beispielsweise zeigt die DE 34 42 717 A1 einen Torsionsschwingungsdämpfer in Form einer Kupplungsscheibe mit einem Eingangsteil mit Reibbelägen zur Bildung eines Reibeingriffs mit einer Reibungskupplung und einem Ausgangsteil mit einer Nabe zur drehschlüssigen Aufnahme auf einer Getriebeeingangswelle. Zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil ist bei Verdrehung dieser um eine Drehachse der Kupplungsscheibe gegeneinander eine Federeinrichtung wirksam, die aus mehreren, über den Umfang verteilten Schraubenfedern gebildet ist. Der Wirkung der Federeinrichtung ist eine mehrstufige Reibeinrichtung überlagert, bei der mehrere Reibringe jeweils durch axial wirksame Energiespeicher über den Drehwinkel mit konstanter Kraft zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil verspannt sind. Der Torsionsschwingungsdämpfer weist mehrere Dämpferstufen und mehrere Reibstufen auf, die über den Verdrehwinkel bei einer Umschaltung von einer Stufe auf die andere mehr oder weniger starke, unstetige Sprünge aufweisen.Generic Torsionsschwingungsdämpfer are well known. For example, the shows DE 34 42 717 A1 a torsional vibration damper in the form of a clutch disc with an input part with friction linings to form a frictional engagement with a friction clutch and an output part with a hub for rotationally receiving on a transmission input shaft. Between the input part and the output part, upon rotation of the latter about an axis of rotation of the clutch disc, a spring device is effective against one another, which is formed from a plurality of helical springs distributed over the circumference. The effect of the spring device is superimposed on a multi-stage friction device in which a plurality of friction rings are braced in each case by axially effective energy storage via the rotation angle with a constant force between the input part and output part. The torsional vibration damper has a plurality of damper stages and a plurality of friction stages, which have more or less strong, discontinuous jumps over the angle of rotation when switching from one stage to the other.

Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung derartiger Torsionsschwingungsdämpfer mit verbesserter Entwicklung der Reibhysterese über den Verdrehwinkel. Insbesondere soll eine Entwicklung des Reibmoments bei geringem Kostenaufwand graduell und stufenlos zumindest über einen Bereich des Verdrehwinkels möglich sein.The object of the invention is the development of such torsional vibration damper with improved development of Reibhysterese on the twist angle. In particular, a development of the friction torque at low cost is to be possible gradually and steplessly over at least a range of the angle of rotation.

Die Aufgabe wird durch einen Torsionsschwingungsdämpfer mit einem Eingangsteil und einem gegenüber diesem um eine Drehachse des Torsionsschwingungsdämpfers begrenzt und entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung verdrehbaren Ausgangsteil sowie einer zumindest über einen Teil der Wirkung der Federeinrichtung wirksamen Reibeinrichtung gelöst, wobei zumindest eine Reibscheibe der Reibeinrichtung axial von einem in Umfangsrichtung zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil wirksamen Rampensystem beaufschlagt wird.The object is achieved by a torsional vibration damper with an input part and an opposite to this about an axis of rotation of the torsional vibration damper and against the action of a spring rotatable output member and an effective at least over a part of the action of the spring means friction device, wherein at least one friction disc of the friction axially of a in the circumferential direction between the input part and the output part effective ramp system is acted upon.

Durch den Einsatz eines in Umfangsrichtung wirksamen Rampensystems kann bei einer entsprechenden Ausgestaltung des Rampensystems insbesondere eines axialen Profils in Umfangsrichtung eine sich graduell über den Verdrehwinkel von Eingangsteil und Ausgangsteil ändernde Reibhysterese eingestellt werden, die zudem gegebenenfalls stufenlos über den gesamten Verdrehwinkel eingestellt werden kann.By using a circumferentially effective ramp system can be adjusted in a corresponding embodiment of the ramp system in particular an axial profile in the circumferential direction gradually over the angle of rotation of the input part and output part changing friction hysteresis, which can also be optionally adjusted continuously over the entire angle of rotation.

Der Torsionsschwingungsdämpfer kann dabei als Kupplungsscheibe oder in anderer Form, beispielsweise als Zweimassenschwungrad mit einer entsprechend zwischen einer primären und seiner sekundären Masse bei deren Relativverdrehung wirksam angeordneten Reibeinrichtung, als Torsionsschwingungsdämpfer in einem hydrodynamischen Drehmomentwandler oder dergleichen vorgesehen sein. Weiterhin kann ein einfacher Torsionsschwingungsdämpfer beispielsweise in Nebenabtriebsanwendungen eines Traktors direkt zwischen Schwungrad und Eintrittswelle montiert sein.The torsional vibration damper can be provided as a clutch disc or in another form, for example as a dual mass flywheel with a correspondingly effective between a primary and its secondary mass in their relative rotation friction device, as a torsional vibration damper in a hydrodynamic torque converter or the like. Furthermore, a simple torsional vibration damper, for example, in power take-off applications of a tractor can be mounted directly between the flywheel and the input shaft.

Der Torsionsschwingungsdämpfer kann dabei ausgehend von einer Mittellage des Torsionsschwingungsdämpfers ohne Verdrehung von Eingangsteil und Ausgangsteil gegeneinander zumindest eine Dämpfungsstufe mit steigendem Verdrehwinkel stufenlos steigender Reibungshysterese aufweisen. Gemäß dem erfinderischen Gedanken können auch mehrere, voneinander getrennte Dämpferstufen, beispielsweise für bei unterschiedlichen Verdrehwinkeln einsetzenden Energiespeichern der Federeinrichtung mit unterschiedlichen Federraten vorgesehen sein.The torsional vibration damper can, starting from a central position of the torsional vibration damper without rotation of the input part and the output part, have at least one damping step with an increasing angle of rotation of infinitely increasing friction hysteresis. According to the inventive concept, a plurality of mutually separate damper stages, for example, for energy storage devices of the spring device which insert at different angles of rotation, can also be provided with different spring rates.

Das Rampensystem kann in einfachsten Fall aus zwei aufeinander gleitenden Rampenringen im Eingangsteil und Ausgangsteil beziehungsweise einem diesen drehfest zugeordneten Bauteil gebildet sein, wobei ein oder beide Rampenringe als Reibscheibe ausgeführt sein können. Die über den Umfang verteilten Rampen können beispielsweise werkzeugfallend aus dem entsprechenden Bauteil hergestellt, beispielsweise aus einem Scheibenteil aus Blech angeprägt sein. Als besonders vorteilhaft hat sich jedoch erwiesen, wenn das Rampensystem aus über den Umfang verteilten Kugeln gebildet wird, die in in Umfangsrichtung ausgebildete, sich über den Umfang axial ändernde Kugelführungen eingelegt sind. Die Kugelführungen wie Kugelrampen für die Kugeln können eingangsseitig und/oder ausgangsseitig in entsprechende Bauteile wie beispielsweise Scheibenteile aus Blech eingebracht wie eingeformt sein, es hat sich jedoch als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Kugelführungen aus jeweils in einem Scheibenteil ausgenommenen Ausschnitten gebildet sind. Dabei können die Kanten derartiger Ausschnitte entsprechende, an die Radien der Kugeln angepasste Phasen aufweisen.The ramp system can be formed in the simplest case of two successive ramp rings in the input part and output part or a rotationally fixed associated with this component, wherein one or both ramp rings can be designed as a friction disc. The ramps distributed over the circumference can be produced, for example, from the corresponding component, for example from a disk part made of sheet metal. However, it has proved to be particularly advantageous if the ramp system is formed from balls distributed over the circumference, which are inserted into ball guides formed in the circumferential direction and axially changing over the circumference. The ball guides such as ball ramps for the balls can be introduced on the input side and / or output side into corresponding components such as disc parts made of sheet metal as molded, but it has proved to be particularly advantageous if the ball guides are formed from each recessed in a disc part. The edges of such cutouts may have corresponding phases adapted to the radii of the balls.

Je nach der einzurichtenden Reibhysterese können dabei die Kugelführungen entsprechende Formen aufweisen. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform können halbmondförmige Kugelführungen beispielsweise als Ausschnitte vorgesehen sein, deren Spitzen in Umfangsrichtung und deren Bäuche nach radial außen ausgerichtet sind. Bei einer Verdrehung des Eingangsteils gegenüber dem Ausgangsteil werden die Kugeln jeweils von der Mittellage vom Bauch der Kugelführungen, an dem diese tief in diese eintauchen können, in die Spitzen verlagert, so dass sie weniger in die Kugelführungen eintauchen, wodurch die die Kugelführungen enthaltenden Bauteile axial voneinander beabstandet werden und mit zunehmendem Verdrehwinkel beispielsweise direkt oder unter Zwischenschaltung eines axial elastischen Energiespeichers wie Tellerfeder eine Reibscheibe zunehmend und stufenlos axial beaufschlagen, wodurch ein wirksames Reibmoment des Reibsystems entsprechend verstärkt wird.Depending on the friction hysteresis to be established, the ball guides can have corresponding shapes. According to an advantageous embodiment, crescent-shaped ball guides may for example be provided as cutouts, whose tips are aligned in the circumferential direction and the bellies radially outward. Upon rotation of the input part relative to the output part, the balls are each displaced from the central position of the belly of the ball guides, where they can dive deep into this, in the tips so that they dive less in the ball guides, whereby the ball guide containing components axially be spaced apart from each other and act increasingly axially and continuously with increasing angle of rotation, for example, directly or with the interposition of an axially elastic energy storage as plate spring a friction disc, whereby an effective friction torque of the friction system is amplified accordingly.

Eine alternative Ausbildung der Kugelführungen beispielsweise in Form von Ausschnitten in einem weiteren Ausführungsbeispiel eines Torsionsschwingungsdämpfers kann jeweils ausgehend von der Mittellage in Form von zwei von einer Spitze sich jeweils in Umfangsrichtung erweiternden Dreiecken vorgesehen sein, so dass ausgehend von der Mittellage mit einer vorgegebenen axialen Vorspannung der zumindest einen Reibscheibe bei Verdrehung von Ein- und Ausgangsteil gegeneinander das Reibmoment stufenlos über den Verdrehwinkel abgebaut wird.An alternative embodiment of the ball guides, for example in the form of cutouts in a further embodiment of a torsional vibration damper may each be provided starting from the middle position in the form of two triangular widening from a tip each in the circumferential direction, so that starting from the central position with a predetermined axial bias at least one friction disc upon rotation of the input and output part against each other, the friction torque is reduced continuously over the angle of rotation.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel können Kugelführungen wie Ausschnitte vorgesehen sein, die um den Mittelpunkt rechteckig ausgebildet sind, so dass eine im Wesentlichen über zumindest einen Teil des maximalen Verdrehwinkels konstante Reibhysterese ausgebildet wird. Zur Darstellung einer mehrstufigen Hysteresekennlinie kann sich an die rechteckige Ausgestaltung der Kugelführungen eine weitere Profilform dieser anschließen, beispielsweise jeweils an jeder Seite in Umfangsrichtung ein sich mit einer Basis anschließendes Dreieck mit jeweils einer in Umfangsrichtung ausgerichteten Spitze. Hierdurch wird am Übergang von dem Rechteck zu den Dreiecken die in den Ausschnitten abwälzende Kugel axial aus diesen ausgepresst, so dass bei sich vergrößernden Verdrehwinkeln eine zweite Hysteresestufe mit stufenlos graduell zunehmendem Reibmoment gebildet wird. Es versteht sich, dass bei einer Abweichung von der Rechteckform bereits in der ersten Stufe graduell stufenlos erfolgende Hystereseverläufe dargestellt werden können.In a further embodiment, ball guides such as cutouts can be provided, which are formed rectangular around the center, so that a substantially constant over at least a portion of the maximum angle of rotation friction hysteresis is formed. To represent a multi-stage hysteresis curve, a further profile shape may follow the rectangular configuration of the ball guides, for example a triangle adjoining each base on each side in the circumferential direction, each with a tip aligned in the circumferential direction. As a result, at the transition from the rectangle to the triangles, the ball rolling off in the cutouts is pressed axially out of these, so that when the angles of rotation increase, a second hysteresis stage with continuously increasing friction torque is formed. It is understood that in the case of a deviation from the rectangular shape, gradual continuous hysteresis curves can already be represented in the first stage.

Durch eine entsprechende Ausbildung der Kugelführungen wie Ausschnitte mit symmetrisch zu einem Umfang angeordneten Kanten der Ausschnitte erfolgt eine zu der Federkennlinie der Federeinrichtung symmetrische Ausbildung der Hysteresekennlinie. Um beispielsweise die Hysteresekennlinie abhängig von einem Zug-/Schubbetrieb asymmetrisch auszubilden, können die Kanten, auf denen die Kugeln während einer Verdrehung abrollen, über den Verdrehwinkel asymmetrisch zueinander gegenüber einer an einem Umfang angeordneten Symmetrielinie ausgebildet werden, so dass beispielsweise ein zugseitiger Hystereseast sich graduell und stufenlos zumindest über eine Dämpferstufe oder über den gesamten Verdrehwinkel mit größerer Steigung entwickelt als ein entsprechender Hystereseast in Schubrichtung. Auch kann ein Punkt mit minimalem Reibmoment außerhalb der Mittellage vorgesehen werden, indem an dem Punkt mit minimalem Reibmoment die Kanten des entsprechenden Ausschnitts den geringsten Abstand zueinander aufweisen und dieser Punkt nicht der Mittellage des Torsionsschwingungsdämpfers bei entspannter Federeinrichtung entspricht.By a corresponding design of the ball guides as cutouts with symmetrically arranged to a circumference edges of the cutouts takes place to the spring characteristic of the spring means symmetrical formation of the hysteresis. For example, in order to form the hysteresis curve asymmetrically as a function of a pull / push operation, the edges on which the balls roll during a rotation can be formed asymmetrically with respect to one another over a symmetry line arranged on a circumference, so that, for example, a tension-side hysteresis branch is gradual and steplessly developed at least over a damper stage or over the entire angle of twist with greater pitch than a corresponding hysteresis in the thrust direction. Also, a point with minimal friction torque can be provided outside of the central position by the edges of the corresponding section have the smallest distance from each other at the point with minimum friction torque and this point does not correspond to the center position of the torsional vibration damper with relaxed spring device.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann ein Torsionsschwingungsdämpfer deltoid ausgebildete Kugelführungen wie Ausschnitte aufweisen, deren Symmetrieachse in Umfangsrichtung angeordnet ist. Derartige drachenförmige Ausschnitte oder Anprägungen können die Kugeln in der Mittellage unter Vorspannung der Reibscheibe aufnehmen, so dass bei einer Verdrehung von Eingangsteil und Ausgangsteil ein minimales Reibmoment erst bei einem vorgegebenen Verdrehwinkel eintritt und von dort wieder bei weiterer Verdrehung zunimmt. Es versteht sich, dass von derartigen deltoiden Ausführungen abgewichen werden kann, indem beispielsweise die in radiale Richtung weisenden Spitzen in Umfangsrichtung verschoben und/oder mit unterschiedlichen Abständen zur Symmetrielinie versehen werden. Weiterhin versteht sich, dass die Kanten der Ausschnitte, auf denen die Kugeln zur Bildung des Rampensystems abrollen, zur Bildung entsprechender Hysteresekennlinien in nahezu beliebiger Weise über den Verdrehwinkel mit radialem Abstand zueinander zwischen einem Zustand maximaler Beaufschlagung der Reibscheibe und einem Zustand ohne oder vernachlässigbarer Reibung versehen werden können. Beispielsweise können Winkelbereiche, bevorzugt um die Mittellage, vorgesehen werden, bei denen die Reibeinrichtung eine verschleppte Reibung ausbildet, indem in diesem Winkelbereich der radiale Abstand der Kanten so groß gewählt wird, dass die Reibscheibe durch das Rampensystem nicht oder nur unwesentlich axial beaufschlagt wird.According to an advantageous embodiment, a torsional vibration damper deltoid trained ball guides as cutouts, whose axis of symmetry is arranged in the circumferential direction. Such dragon-shaped cutouts or embossments can absorb the balls in the central position under bias of the friction disc, so that upon rotation of the input part and the output part a minimum friction torque occurs only at a predetermined angle of rotation and increases from there again upon further rotation. It is understood that it is possible to deviate from such deltoid designs by, for example, displacing the radially pointing tips in the circumferential direction and / or providing them at different distances from the symmetry line. Furthermore, it is understood that the edges of the cutouts on which the balls roll to form the ramp system, provided to form corresponding Hysteresekennlinien in almost any way on the twist angle with radial distance between a state of maximum application of friction and a state with no or negligible friction can be. For example, angular ranges, preferably around the central position, can be provided, in which the friction device forms a dragged-off friction by the radial distance of the edges being selected to be so large in this angular range that the friction disk is not acted on axially or axially by the ramp system.

Weiterhin kann zur Variation des Reibmoments über den Umfang vorgesehen sein, eine Reibfläche der Reibeinrichtung abhängig von einem Verdrehwinkel zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil auszubilden. Beispielsweise kann eine Reibscheibe oder eine diese flächig beaufschlagende Reibsteuerscheibe über den Umfang variierende Flächen ausbilden, so dass beispielsweise die aktive Reibfläche der Reibscheibe mit zunehmendem Verdrehwinkel zu oder abnimmt.Furthermore, it can be provided to vary the friction torque over the circumference, form a friction surface of the friction device depending on a twist angle between the input part and the output part. By way of example, a friction disk or a friction control disk acting on it over the circumference can form surfaces which vary over the circumference, so that, for example, the active friction surface of the friction disk increases or decreases with increasing angle of rotation.

Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen: The invention is based on the in the 1 to 7 illustrated embodiments explained in more detail. Showing:

1 einen Torsionsschwingungsdämpfer in Form einer Kupplungsscheibe in Teilansicht, 1 a torsional vibration damper in the form of a clutch disc in partial view,

2 einen Teilschnitt durch den Torsionsschwingungsdämpfer der 1, 2 a partial section through the torsional vibration damper of 1 .

3 eine Hysteresekennlinie des Rampensystems der 1, 3 a hysteresis characteristic of the ramp system of 1 .

4 eine Hysteresekennlinie eines gegenüber dem Rampensystem der 1 veränderten Rampensystems, 4 a Hysteresekennlinie one with respect to the ramp system of 1 modified ramp system,

5 eine Hysteresekennlinie eines weiteren, gegenüber dem Rampensystem der 1 veränderten Rampensystems, 5 a Hysteresekennlinie another, compared to the ramp system of 1 modified ramp system,

6 eine Hysteresekennlinie eines weiteren, gegenüber dem Rampensystem der 1 veränderten Rampensystems und 6 a Hysteresekennlinie another, compared to the ramp system of 1 changed ramp system and

7 einen Teilschnitt durch einen dem Torsionsschwingungsdämpfer der 1 ähnlichen Torsionsschwingungsdämpfer mit einer über einen Verdrehwinkel des Ein- und Ausgangsteils veränderlichen Reibfläche. 7 a partial section through a torsional vibration damper of 1 similar torsional vibration damper with a varying over a rotation angle of the input and output part friction surface.

1 zeigt den als Kupplungsscheibe 2 ausgebildeten und um die Drehachse 3 drehenden Torsionsschwingungsdämpfer 1 in Teilansicht. Das Eingangsteil 4 weist nur teilweise gezeigte Reibbeläge 5 auf, die einen Reibeingriff mit einer Reibungskupplung bilden können. Das Ausgangsteil 6 mit der Nabe 7 ist entgegen der Wirkung der aus den Schraubenfedern 9 gebildeten Federeinrichtung 8 gegenüber dem Eingangsteil 4 begrenzt um die Drehachse 3 verdrehbar. Bei einer Verdrehung dieser ist der Federeinrichtung 8 die hier nur teilweise einsehbare Reibeinrichtung 10 über zumindest einen Teil des maximalen Verdrehwinkels parallelgeschaltet. Die Reibeinrichtung 10 wird axial mittels des Rampensystems 11 beaufschlagt, welches aus über den Umfang verteilt in dem Eingangsteil 4 und in nicht einsehbarer Weise in dem Ausgangsteil 6 eingebrachten Kugelführungen 12, 13 und darin abwälzenden Kugeln 14 gebildet ist. 1 shows the as a clutch disc 2 trained and about the axis of rotation 3 rotating torsional vibration damper 1 in partial view. The entrance part 4 has only partially shown friction linings 5 on, which can form a frictional engagement with a friction clutch. The starting part 6 with the hub 7 is contrary to the effect of the coil springs 9 formed spring device 8th opposite the entrance 4 limited around the axis of rotation 3 rotatable. At a rotation of this is the spring device 8th the here only partially visible friction 10 connected in parallel over at least part of the maximum angle of rotation. The friction device 10 is axially by means of the ramp system 11 impinged, which distributed over the circumference in the input part 4 and in an unobservable way in the output part 6 introduced ball guides 12 . 13 and in it rolling balls 14 is formed.

In der gezeigten Ausführungsform sind die Kugelführungen 12, 13 halbmond – wie sichelförmig – mittels in entsprechenden eingangsseitigen und ausgangsseitigen Scheibenteilen 15, 16 durchgestellten Ausschnitten 17, 18 gebildet, an deren Kanten die Kugeln 14 jeweils abwälzen. Durch die sich in Umfangsrichtung verengenden Abstände der Kanten werden die Kugeln 14 bei einer Verdrehung des Eingangsteils 4 gegenüber dem Ausgangsteil 6 axial aus den Ausschnitten 17, 18 verdrängt, wodurch der axiale Bauraum zwischen den Scheibenteilen 15, 16 verengt wird und eine nicht dargestellte Reibscheibe der Reibeinrichtung 10 axial belastet wird, so dass deren Reibmoment mit zunehmendem Verdrehwinkel erhöht wird.In the embodiment shown, the ball guides 12 . 13 Crescent - like crescent - by means of corresponding input-side and output-side disc parts 15 . 16 through cutouts 17 . 18 formed, at the edges of the balls 14 each roll off. Due to the circumferentially narrowing distances of the edges, the balls 14 at a rotation of the input part 4 opposite the starting part 6 axially from the cutouts 17 . 18 displaced, causing the axial space between the disc parts 15 . 16 is narrowed and a friction disc, not shown, of the friction device 10 is loaded axially, so that their friction torque is increased with increasing angle of rotation.

Aus dem Querschnitt des in 2 teilweise dargestellten, um die Drehachse 3 drehenden Torsionsschwingungsdämpfers 1 geht die Funktion der Reibeinrichtung 10 detailliert hervor. Das Eingangsteil 4 ist aus den Scheibenteilen 15, 19 gebildet, die mittels der Niete 20 miteinander verbunden sind und gegenüber der Nabe 7 des Ausgangsteils 6 verdrehbar und an deren Außenprofil 21 wie Außenverzahnung axial fest aufgenommen sind. Das Scheibenteil 16 des Ausgangsteils 6 ist axial zwischen den eingangsseitigen Scheibenteilen 15, 19 aufgenommen und drehschlüssig an dem Außenprofil 21 der Nabe 7 aufgenommen.From the cross section of in 2 partially shown to the axis of rotation 3 rotating torsional vibration damper 1 goes the function of the friction device 10 detailed. The entrance part 4 is from the disk parts 15 . 19 formed by means of the rivet 20 connected to each other and opposite the hub 7 of the starting part 6 rotatable and on the outer profile 21 as external teeth are axially fixed. The disc part 16 of the starting part 6 is axially between the input-side disc parts 15 . 19 recorded and rotationally locking on the outer profile 21 the hub 7 added.

In den Scheibenteilen 15, 16 ist das Rampensystem 11 mit den als Ausschnitte 17, 18 ausgebildeten Kugelführungen 12, 13 und den darin abwälzenden Kugeln 14 vorgesehen. Das ausgangsseitige Scheibenteil 16 ist gegenüber den auf der Nabe 7 axial fest angeordneten Scheibenteilen 15, 19 axial begrenzt angeordnet. Axial zwischen dem Scheibenteil 16 und dem Scheibenteil 19 ist die Reibscheibe 22 drehfest an dem Scheibenteil 16 angeordnet und axial mittels des sich an dem Scheibenteil 19 abstützenden und mit diesem drehfest verbundenen axial wirksamen Energiespeichers 23 gegen das Scheibenteil 16 axial verspannt. Infolgedessen wird das Scheibenteil 16 gegen das Scheibenteil 15 und damit das Rampensystem 11 axial verspannt.In the disk parts 15 . 16 is the ramp system 11 with the as cutouts 17 . 18 trained ball guides 12 . 13 and the balls rolling in it 14 intended. The output side disc part 16 is opposite to the hub 7 axially fixed disc parts 15 . 19 arranged axially limited. Axially between the disc part 16 and the disc part 19 is the friction disk 22 rotatably on the disc part 16 arranged and axially by means of the on the disc part 19 supporting and rotatably connected axially effective energy storage 23 against the disc part 16 axially braced. As a result, the disc part becomes 16 against the disc part 15 and therefore the ramp system 11 axially braced.

Wird infolge einer Übertragung von Drehmoment über den Torsionsschwingungsdämpfer 1 das Eingangssteil 4 gegenüber dem Ausgangsteil 6 verdreht, wird die Federeinrichtung 8 (1) in Umfangsrichtung komprimiert und das Rampensystem 11 spannt die Reibscheibe 22 abhängig vom Verdrehwinkel vor. Infolge von Torsionsschwingungen des übertragenen Drehmoments pendelt der Verdrehwinkel um den durch das übertragene mittlere Drehmoment eingestellten Verdrehwinkel von Eingangsteil 4 und Ausgangsteil 6. Dabei erfolgt eine Zwischenspeicherung der Drehmomentspitzen in der Federeinrichtung 8, eine verzögerte Aufnahme und Abgabe der Drehmomente in und aus der Federeinrichtung 8 wird durch die Reibeinrichtung 10 als sogenannte Reibhysterese eingestellt. Diese wird durch die drehwinkelabhängige Belastung der Reibscheibe 22 mittels des Rampensystems 11 graduell und stufenlos eingestellt. Abhängig von der Form der Kugelführungen 12, 13 – hier sichelförmig (siehe 1) – nimmt das an der Reibscheibe 22 eingestellte Reibmoment und damit die Reibhysterese mit zunehmendem Verdrehwinkel zu.Is due to a transfer of torque through the torsional vibration damper 1 the input part 4 opposite the starting part 6 twisted, the spring device becomes 8th ( 1 ) in the circumferential direction and the ramp system 11 clamps the friction disc 22 depending on the angle of rotation. As a result of torsional vibrations of the transmitted torque, the angle of rotation oscillates about the set by the transmitted average torque angle of rotation of the input part 4 and output part 6 , In this case, there is a temporary storage of the torque peaks in the spring device 8th , a delayed absorption and release of the torques in and out of the spring device 8th is through the friction device 10 set as a so-called friction hysteresis. This is due to the angle of rotation dependent load of the friction disc 22 by means of the ramp system 11 Gradually and continuously adjusted. Depending on the shape of the ball guides 12 . 13 - here sickle-shaped (see 1 ) - takes that on the friction disc 22 set friction torque and thus the friction hysteresis with increasing angle of rotation.

3 zeigt die Hysteresekennlinie 24 des Torsionsschwingungsdämpfers 1 der 1 und 2 mit sichelförmig ausgebildeten Ausschnitten 17, 18 mit der für die Verdrehung von Ein- und Ausgangsteil erforderlichen Kraft F beziehungsweise Drehmoment über den Verdrehwinkel α. Dabei zeigt die Gerade 25 das nicht hysteresebelastete Verhalten der Federeinrichtung 8 (1) in Zugrichtung ausgehend von der Mittellage M der nicht belasteten Federeinrichtung 8 bis zum maximalen Verdrehwinkel α_max. Durch die spezielle Ausgestaltung der Ausschnitte 17, 18 entwickeln sich über den Verdrehwinkel α um die Gerade 25 zwei Hystereseäste 26, 27 mit unterschiedlicher Steigung, wobei die Steigung des Hystereseasts 26 unter Zug eine größere Steigung als die Steigung des Hystereseasts 27 bei der Rückkehr des Torsionsschwingungsdämpfers 1 zur Mittelage M aufweist. 3 shows the hysteresis characteristic 24 of the torsional vibration damper 1 of the 1 and 2 with sickle-shaped cutouts 17 . 18 with the force required for the rotation of input and output part F or torque over the twist angle α. The straight line shows 25 the non-hysteresis behavior of the spring device 8th ( 1 ) in the pulling direction, starting from the middle position M of the unloaded spring device 8th up to the maximum angle of rotation α _max . Due to the special design of the cutouts 17 . 18 develop over the twist angle α around the straight line 25 two hysteresis branches 26 . 27 with different slope, with the slope of the hysteresis 26 under train a greater slope than the slope of the hysteresis 27 on the return of the torsional vibration damper 1 to Mittelage M.

4 zeigt in Abänderung zu den Kugelführungen 12, 13 der 1 und 2 eine Ausführung der Kugelführungen 12a, 13a, die um eine Mittellage M der Kugeln 14 über einen kleinen Verdrehwinkel parallel zueinander angeordnete Kugelführungsformen aufweisen, die bei größeren Verdrehwinkeln in die Form zweier mit der Spitze im Bereich der Mittellage M in Umfangsrichtung wegweisende Dreiecke übergehen. Aus der Form der Kugelführungen 12a, 13a resultiert die Hysteresekennlinie 24a, die zwei verschiedene, zweistufige Hystereseäste 26a, 27a von der Mittellage M bis zum maximalen Verdrehwinkel α_max aufweist. Dabei ist die Reibscheibe bereits in der Mittellage M axial vorgespannt, deren Vorspannung und damit des durch diese gebildeten Reibmoments bei zunehmendem Verdrehwinkel α verringert wird, indem die Kugeln 14 tiefer in die Dreiecksform der Kugelführungen 12a, 13a eintauchen. 4 shows in change to the ball guides 12 . 13 of the 1 and 2 an embodiment of the ball guides 12a . 13a around a central position M of the balls 14 Have over a small angle of rotation parallel to each other arranged ball guide shapes, which pass at larger angles of rotation in the form of two with the top in the region of the central position M in the circumferential direction pioneering triangles. From the shape of the ball guides 12a . 13a results in the hysteresis characteristic 24a , the two different, two-stage hysteresis branches 26a . 27a from the central position M up to the maximum angle of rotation α _max . In this case, the friction disc is already axially biased in the middle position M, the bias and thus of the friction torque formed by this α is reduced with increasing angle of rotation by the balls 14 deeper into the triangular shape of the ball guides 12a . 13a plunge.

5 zeigt eine weitere Ausführungsform von Kugelführungen 12b, 13b mit deren Hysteresekennlinie 24b. Durch die um die Mittelage M rechteckige Ausbildung der Kugelführungen resultiert bei kleinen Verdrehwinkeln eine erste Stufe der Hystereseäste 26b, 27b mit annähernd parallelem Verlauf zu der Geraden 25 der Federeinrichtung, da bei einer Verdrehung des Torsionsschwingungsdämpfers keine verdrehwinkelabhängige Erhöhung der Vorspannung der Reibscheibe erfolgt. Beim Übergang in den bei größeren Verdrehwinkeln α sich verengenden Kugelführungen 12b, 13b tritt eine höhere axiale Vorspannung an der Reibscheibe unter Erhöhung des Reibmoments auf. 5 shows a further embodiment of ball guides 12b . 13b with their hysteresis characteristic 24b , As a result of the rectangular shape of the ball guides around the middle position M, a first step of the hysteresis branches results at small angles of rotation 26b . 27b with approximately parallel course to the line 25 the spring device, since at a rotation of the torsional vibration damper no rotational angle-dependent increase in the bias of the friction disc takes place. When transitioning into the larger angle of rotation α narrowing ball guides 12b . 13b occurs a higher axial preload on the friction disc with increasing the friction torque.

6 zeigt eine deltoide Ausführung der Kugelführungen 12c, 13c auf, die eine in diesem Diagramm von dem um die Mittellage M in beide Verdrehrichtungen der maximalen Verdrehwinkel α_max bis –α_max dargestellten Hysteresekennlinie 24c erzeugen. Dabei entwickeln sich die beiden Hystereseäste 26c, 27c jeweils zweistufig und stufenlos mit einem Knickpunkt bei dem Verdrehwinkel α_w, bei dem die Kugelführungen 12c, 13c das tiefste Eintauchen der Kugeln 14 erlauben, wodurch das Rampensystem mit den Kugelführungen 12c, 13c die kleinste Vorspannung auf die Reibscheibe aufbringt. 6 shows a deltoid design of the ball guides 12c . 13c on, the one in this diagram of the around the center position M in both directions of rotation of the maximum angle of rotation α _max to -α _max hysteresis curve shown 24c produce. In the process, the two hysteresis branches develop 26c . 27c two-stage and stepless with a break point at the angle of rotation α _w , in which the ball guides 12c . 13c the deepest immersion of the bullets 14 allow, whereby the ramp system with the ball guides 12c . 13c Apply the smallest preload on the friction disc.

7 zeigt einen gegenüber dem Torsionsschwingungsdämpfer 1 der 2 veränderten Torsionsschwingungsdämpfer 1a im Teilschnitt. Im Unterschied zu diesem ändert die Reibscheibe 22a abhängig vom Verdrehwinkel des Eingangsteils 4a gegenüber dem Ausgangsteil 6a die Anlagefläche 28 zu dem Energiespeicher 23a, so dass das sich bereits durch das Rampensystem 11 abhängig vom Verdrehwinkel eingestellte Reibmoment zusätzlich durch die verdrehwinkelabhängige Ausbildung der Reibfläche geändert werden kann. Es versteht sich, dass gegebenenfalls auf das Rampensystem 11 verzichtet werden kann und ein mittels der verdrehwinkelabhängigen Ausbildung der Anlagefläche 28 eine graduelle, stufenlose Hysteresekennlinie über zumindest einen Teilbereich des Verdrehwinkels eingestellt werden kann. Die in den gezeigten Ausführungsbeispielen insbesondere in dem Torsionsschwingungsdämpfer 1a der 7 gezeigten Rampensysteme 11 können anstatt der dargestellten Ausschnitte aus den entsprechenden Scheibenteilen, bei denen die Kugeln auf den Kanten der Ausschnitte abwälzen auch in die Scheibenteile eingeprägte oder in anderer Weise eingebrachte Rampen aufweisen. 7 shows one opposite the torsional vibration damper 1 of the 2 modified torsional vibration damper 1a in partial section. Unlike this, the friction disc changes 22a depending on the angle of rotation of the input part 4a opposite the starting part 6a the contact surface 28 to the energy store 23a so that's already through the ramp system 11 Depending on the angle of rotation set friction torque can be additionally changed by the verdrehwinkelabhängige formation of the friction surface. It is understood that, where appropriate, on the ramp system 11 can be waived and a means of verdrehwinkelabhängigen training of the contact surface 28 a gradual, continuous hysteresis curve can be set over at least a portion of the angle of rotation. The in the embodiments shown in particular in the torsional vibration damper 1a of the 7 shown ramp systems 11 may instead of the illustrated cutouts from the corresponding disc parts, where the balls roll on the edges of the cutouts also embossed in the disc parts or introduced in other ways ramps.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Torsionsschwingungsdämpfertorsional vibration damper
1a1a: Torsionsschwingungsdämpfertorsional vibration damper
22: Kupplungsscheibeclutch disc
33: Drehachseaxis of rotation
44: Eingangsteilintroductory
4a4a: Eingangsteilintroductory
55: Reibbelagfriction lining
6 6: Ausgangsteiloutput portion
6a6a: Ausgangsteiloutput portion
77: Nabehub
88th: Federeinrichtungspring means
99: Schraubenfedercoil spring
1010: Reibeinrichtungfriction device
1111: Rampensystemramp system
1212: Kugelführungball guide
12a12a: Kugelführungball guide
12b12b: Kugelführungball guide
12c12c: Kugelführungball guide
1313: Kugelführungball guide
13a13a: Kugelführungball guide
13b13b: Kugelführungball guide
13c13c: Kugelführungball guide
1414: KugelBullet
1515: Scheibenteildisk part
1616: Scheibenteildisk part
1717: Ausschnittneckline
1818: Ausschnittneckline
19 19: Scheibenteildisk part
2020: Nietrivet
2121: Außenprofilouter profile
2222: Reibscheibefriction
22a22a: Reibscheibefriction
2323: Energiespeicherenergy storage
23a23a: Energiespeicherenergy storage
2424: Hysteresekennliniehysteresis
24a24a: Hysteresekennliniehysteresis
24b24b: Hysteresekennliniehysteresis
24c24c: Hysteresekennliniehysteresis
2525: GeradeJust
2626: Hystereseasthysteresis branch
26a26a: Hystereseasthysteresis branch
26b26b: Hystereseasthysteresis branch
26c26c: Hystereseasthysteresis branch
2727: Hystereseasthysteresis branch
27a27a: Hystereseasthysteresis branch
27b27b: Hystereseasthysteresis branch
27c27c: Hystereseasthysteresis branch
2828: Anlageflächecontact surface
αα: Verdrehwinkelangle of twist
α_max α _max: maximaler Verdrehwinkelmaximum angle of rotation
α_w α _w: Verdrehwinkelangle of twist
FF: Kraftforce
MM: Mittellagecenter position

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3442717 A1 [0002]

Claims

Torsional vibration damper ( 1 . 1a ) with an input part ( 4 . 4a ) and one opposite this about a rotation axis ( 3 ) of the torsional vibration damper ( 1 . 1a ) and against the action of a spring device ( 8th ) rotatable output part ( 6 . 6a ) and at least a part of the effect of the spring device ( 8th ) effective friction device ( 10 ), characterized in that at least one friction disc ( 22 . 22a ) of the friction device ( 10 ) axially from a circumferentially between input part ( 4 . 4a ) and output part ( 6 . 6a ) effective ramp system ( 11 ) is applied.

Torsional vibration damper ( 1 . 1a ) according to claim 1, characterized in that starting from a central position (M) of the torsional vibration damper ( 1 . 1a ) without rotation of input part ( 4 . 4a ) and output part ( 6 . 6a ) is set against each other at least one damping stage with increasing angle of rotation continuously increasing or decreasing friction hysteresis.

Torsional vibration damper ( 1 . 1a ) according to claim 1 or 2, characterized in that the ramp system ( 11 ) of balls distributed over the circumference ( 14 ) formed in circumferentially formed over the circumference axially changing ball guides ( 12 . 12a . 12b . 12c . 13 . 13a . 13b . 13c ) are inserted.

Torsional vibration damper ( 1 . 1a ) according to claim 3, characterized in that the ball guides ( 12 . 12a . 12b . 12c . 13 . 13a . 13b . 13c ) in a disc part ( 15 . 16 ) excluded excerpts ( 17 . 18 ) are formed.

Torsional vibration damper ( 1 . 1a ) according to claim 3 or 4, characterized in that the ball guides ( 12 . 13 ) are formed crescent-shaped with circumferentially and radially inwardly directed tips.

Torsional vibration damper ( 1 . 1a ) according to claim 3 or 4, characterized in that the ball guides ( 12a . 13a ) are formed in each case starting from the middle position (M) in the form of two triangles which expand each from a tip in the circumferential direction.

Torsional vibration damper ( 1 . 1a ) according to claim 3 or 4, characterized in that the ball guides ( 12b . 13b ) are formed in each case rectangular with one in each case by means of a base in the circumferential direction subsequent triangle.

Torsional vibration damper ( 1 . 1a ) according to claim 3 or 4, characterized in that the ball guides ( 12c . 13c ) are formed deltoid with circumferentially arranged symmetry axis.

Torsional vibration damper ( 1 . 1a ) according to one of claims 1 to 4, 6 or 7, characterized in that the friction device ( 10 ) forms a delayed friction.

Torsional vibration damper ( 1b ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that a contact surface ( 28 ) a friction disc ( 22a ) of the friction device depending on a twist angle between input part ( 4a ) and output part ( 6a ) is trained.