DE102014001016A1

DE102014001016A1 - Torsionsschwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102014001016A1
Application number: DE201410001016
Authority: DE
Inventors: Florian Schneider; Viren Saxena; Jochen Bölling
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2013-02-18
Filing date: 2014-01-25
Publication date: 2014-08-21
Also published as: DE102014001019A1; DE102014001043A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer (2) mit einer Eingangsseite (16), einer Ausgangsseite (18) und einem Energiespeicher (34) zur drehelastischen Kopplung von Ein- und Ausgangsseite (16, 18) in Umfangsrichtung (12, 14), wobei an der Ein- oder Ausgangsseite (16; 18) ein entgegen der Rückstellkraft einer Rückstellvorrichtung (40) relativ zu der Ein- oder Ausgangsseite (16; 18) verdrehbares Massenteil (42) angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer mit einer Eingangsseite, einer Ausgangsseite und einem Energiespeicher zur drehelastischen Kopplung von Ein- und Ausgangsseite in Umfangsrichtung.
Aus dem Stand der Technik sind Torsionsschwingungsdämpfer bekannt, die eine Eingangsseite, die beispielsweise mit der Ausgangsseite einer Antriebseinheit verbunden sein kann, und eine Ausgangsseite aufweist, die beispielsweise mit einer Getriebe- oder Kupplungseingangsseite verbunden sein kann. Zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite ist ein Energiespeicher angeordnet, der der drehelastischen Kopplung von Ein- und Ausgangsseite in Umfangsrichtung dient, um Torsionsschwingungen zu dämpfen.
Die bekannten Torsionsschwingungsdämpfer haben sich bewährt, sind jedoch hinsichtlich ihres Schwingungsverhaltens bei Drehmomentstößen verbesserungswürdig.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Torsionsschwingungsdämpfer zu schaffen, der in besonderem Maße geeignet ist, Torsionsschwingungen zu dämpfen und Drehmomentstöße abzufangen.
Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der erfindungsgemäße Torsionsschwingungsdämpfer weist eine Eingangsseite auf. Die Eingangsseite kann beispielsweise drehfest mit einer Ausgangsseite eines Schwungrades oder/und einer Ausgangsseite einer Antriebseinheit, zum Beispiel eines Verbrennungsmotors, verbindbar oder verbunden sein. Darüber hinaus weist der Torsionsschwingungsdämpfer eine Ausgangsseite auf, die beispielsweise drehfest mit einer Kupplungseingangsseite oder/und einer Getriebeeingangsseite verbindbar oder verbunden sein kann. So weist die Eingangsseite vorzugsweise ein Primärelement mit daran vorgesehenen Primärmitnehmern auf, während die Ausgangsseite vorzugsweise ein Sekundärelement mit daran vorgesehenen Sekundärmitnehmern aufweist. Darüber hinaus weist der Torsionsschwingungsdämpfer einen Energiespeicher zwischen der Ein- und Ausgangsseite auf, der der drehelastischen Kopplung von Ein- und Ausgangsseite in Umfangsrichtung dient. Der Energiespeicher kann beispielsweise ein Federelement oder mehrere Federelemente umfassen, wobei diese Federelemente vorzugsweise in Umfangsrichtung zwischen den zuvor erwähnten Primär- und Sekundärmitnehmern angeordnet sind. Bei den Federelementen des Energiespeichers kann es sich beispielsweise um Schraubenfedern handeln, die besonders bevorzugt eine geradlinige oder gebogene Federachse aufweisen. An der Eingangsseite oder der Ausgangsseite des Torsionsschwingungsdämpfers, vorzugsweise der Ausgangsseite, ist ein relativ zu der Eingangsseite oder Ausgangsseite verdrehbares Massenteil angeordnet, das auch als Trägheitsteil oder Trägheitsmassenteil bezeichnet werden kann. Mithin ist das Massenteil relativ zu derjenigen Seite des Torsionsschwingungsdämpfers verdrehbar, an der das Massenteil angeordnet ist, also entweder zu der Eingangsseite oder zu der Ausgangsseite. Hierbei ist das Massenteil entgegen der Rückstellkraft einer Rückstellvorrichtung relativ zu der Ein- oder Ausgangsseite verdrehbar, wobei die Anordnung des Massenteils an der Ein- oder Ausgangsseite beispielsweise über die Rückstellvorrichtung erfolgen kann. Auch ist es bevorzugt, wenn die Rückstellvorrichtung mindestens eine Federeinrichtung aufweist, die der mittelbaren oder unmittelbaren Erzeugung der Rückstellkraft dient. Dank des relativ zu der Ein- oder Ausgangsseite verdrehbaren Massenteils kann eine besonders effektive Torsionsschwingungsdämpfung durch den Torsionsschwingungsdämpfer erzielt werden, wobei der Torsionsschwingungsdämpfer einen einfachen und platzsparenden Aufbau aufweisen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers bestimmt sich die auf das Massenteil wirkende Rückstellkraft anhand einer Rückstellkraftkennlinie. Mit anderen Worten bildet sich je nach dem Verdrehwinkel des Massenteils relativ zu der Ein- oder Ausgangsseite des Torsionsschwingungsdämpfers eine auf das Massenteil wirkende Rückstellkraft aus. Bei dieser Ausführungsform kann die Rückstellvorrichtung unter Veränderung der Rückstellkraftkennlinie der auf das Massenteil wirkenden Rückstellkraft, vorzugsweise stufenlos, verstellt werden. Unter einer Veränderung der Rückstellkraftkennlinie ist dabei vorzugsweise eine Veränderung der Steigung der Rückstellkraftkennlinie durch Verstellen der Rückstellvorrichtung zu verstehen, um sinngemäß die Steifigkeit der Rückstellvorrichtung zu erhöhen oder zu erniedrigen. Mithin kann der Torsionsschwingungsdämpfer durch Verstellen der Rückstellvorrichtung an einen breiten Anregungsfrequenzbereich angepasst werden, so dass ein flexibel an die jeweils auftretenden Drehmomentstöße anpassbarer Torsionsschwingungsdämpfer geschaffen ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers ist die Rückstellvorrichtung automatisch verstellbar. Hierbei erfolgt die automatische Verstellung der Rückstellvorrichtung vorzugsweise in Abhängigkeit von dem Betriebszustand eines zugeordneten Verbrennungsmotors, wobei es besonders bevorzugt ist, wenn die Drehzahl des zugeordneten Verbrennungsmotors als Kenngröße für den Betriebszustand herangezogen wird, in dessen Abhängigkeit das automatische Verstellen der Rückstellvorrichtung erfolgt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers kann die Rückstellvorrichtung durch Ausschalten des Verbrennungsmotors automatisch in eine Startstellung und nach dem Starten des Verbrennungsmotors automatisch in eine von der Startstellung abweichende Stellung verstellt werden. Mithin ist der Torsionsschwingungsdämpfer in dieser Ausführungsform besonders für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug mit einer Start-Stopp-Automatik geeignet. Auch ist es bei dieser Ausführungsform bevorzugt, wenn die Rückstellvorrichtung in der Startstellung eine höhere Steifigkeit als in der von der Startstellung abweichenden Stellung aufweist, wobei die Rückstellvorrichtung in der Startstellung gegebenenfalls die höchste Steifigkeit aufweist.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers ist das Massenteil unter Beibehaltung eines vorbestimmten Radialabstandes zur Drehachse der Ein- oder Ausgangsseite relativ zu der Ein- oder Ausgangsseite verdrehbar. Mithin können bei dieser Ausführungsform Schwingungen oder Bewegungen des Massenteils in radialer Richtung vermieden werden, so dass ein Ausgleich derartiger Schwingungen oder Bewegungen des Massenteils in radialer Richtung bei der Konstruktion unberücksichtigt gelassen werden kann, was zu einem vereinfachten Aufbau des Torsionsschwingungsdämpfers führt.
Grundsätzlich könnte die Rückstellvorrichtung eine Einrichtung zur Erzeugung einer Stellkraft aufweisen, beispielsweise eine Federeinrichtung, wobei die Stellkraft dieser Einrichtung derart unmittelbar auf das Massenteil wirkt, dass die erzeugte Stellkraft gleichermaßen die auf das Massenteil wirkende Rückstellkraft darstellt. In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers weist die Rückstellvorrichtung jedoch mindestens ein verschwenkbares Hebelelement auf, über das eine Stellkraft unter Erzeugung der auf das Massenteil wirkenden Rückstellkraft auf das Massenteil übertragen werden kann. Dies hat zum einen den Vorteil, dass die die Stellkraft erzeugende Einrichtung der Rückstellvorrichtung, beispielsweise eine Federeinrichtung, nicht unmittelbar auf das Massenteil wirken muss, sondern vielmehr anderenorts an der Ein- oder Ausgangsseite des Torsionsschwingungsdämpfers angeordnet werden kann, wodurch eine platzsparende und flexiblere Anordnung der Einrichtung zur Erzeugung der Stellkraft möglich ist. Zum anderen kann dank des Hebelelements, das vorzugsweise biegesteif oder unbiegbar ausgebildet ist, ein Hebelverhältnis eingestellt werden, aufgrund dessen die auf das Massenteil wirkende Rückstellkraft größer oder kleiner als die von einer entsprechenden Einrichtung der Rückstellvorrichtung erzeugte Stellkraft ausgebildet sein. So kann die Steifigkeit der Rückstellvorrichtung beispielsweise gezielt über das Hebelverhältnis des Hebelements erhöht werden, ohne dass eine besonders steife Einrichtung zur Erzeugung der Stellkraft erforderlich ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers ist das Hebelelement um einen Anlenkpunkt verschwenkbar, der unter Veränderung des Hebelverhältnisses des Hebelelements verstellbar oder/und verschiebbar ist. Mithin kann bei dieser Ausführungsform durch Verstellen oder/und Verschieben des Anlenkpunktes die Rückstellvorrichtung auf besonders einfache Weise unter Veränderung der Rückstellkraftkennlinie der auf das Massenteil wirkenden Rückstellkraft verstellt werden. Mithin ist eine einfache Möglichkeit zur Veränderung der Steifigkeit der Rückstellvorrichtung durch Verstellen oder/und Verschieben, mithin durch Ändern, des Anlenkpunktes des Hebelelements gegeben.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers weist das Hebelelement einen ersten Hebelabschnitt zwischen einem Stellkraftangriffspunkt und dem Anlenkpunkt und einen zweiten Hebelabschnitt zwischen dem Anlenkpunkt und einem Rückstellangriffspunkt auf, wobei die Länge des ersten und zweiten Hebelabschnitts durch Verdrehen des Massenteils relativ zu der Ein- oder Ausgangsseite im Wesentlichen unter Beibehaltung des Hebelverhältnisses verändert werden kann. Die Veränderung, also Verlängerung oder Verkürzung, des ersten und zweiten Hebelabschnitts kann dabei auf jedwede Weise erfolgen, so können die genannten Hebelabschnitte beispielsweise teleskopartig ausgebildet sein. Unabhängig von der jeweiligen Ausführungsvariante ermöglicht die Verlängerung oder Verkürzung der Hebelabschnitte, dass das Massenteil unter Beibehaltung eines vorbestimmten Radialabstandes zur Drehachse der Ein- oder Ausgangsseite relativ zu der Ein- oder Ausgangsseite verdreht werden kann, wie dies bereits zuvor angedeutet wurde. Diese Ausführungsform umfasst auch Ausgestaltungsvarianten, bei denen es aufgrund der konstruktiven Ausgestaltung, insbesondere im Bereich von Anlenkpunkt, Stellkraftangriffspunkt oder/und Rückstellkraftangriffspunkt, durch Verdrehen des Massenteils relativ zu der Ein- oder Ausgangsseite zu geringfügigen Änderungen des Hebelverhältnisses kommen kann. Eine solche geringfügige Änderung kann beispielsweise daher rühren, dass beim Verdrehen des Massenteils relativ zu der Ein- oder Ausgangsseite der Stellkraftangriffspunkt entlang einer Geraden, gegebenenfalls einer Geraden parallel zu einer Radialen, bewegt wird, während der Rückstellkraftangriffspunkt entlang einer Kreisbahn um die Drehachse bewegt wird. In diesem sowie in anderen Fällen sollte die Auslegung jedoch vorzugsweise dahingehend erfolgen, dass sich das Hebelverhältnis durch Verdrehen des Massenteils relativ zu der Ein- oder Ausgangsseite um maximal 5 besonders bevorzugt um maximal 3 oder maximal 1 verändert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers sind zwei der vorstehend genannten Punkte, nämlich zwei Punkte von Anlenkpunkt, Stellkraftangriffspunkt und Rückstellkraftangriffspunkt, unter Veränderung der Längen der Hebelabschnitte relativ zu dem Hebelelement verschiebbar. Hierbei ist es bevorzugt, wenn der Anlenkpunkt einerseits und der Stellkraftangriffspunkt oder der Rückstellkraftangriffspunkt andererseits unter Veränderung der Längen der Hebelabschnitte relativ zu dem Hebelelement verschiebbar sind, während der verbleibende Punkt besonders bevorzugt feststehend an dem Hebelelement angeordnet ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers weist die Rückstellvorrichtung – wie bereits zuvor angedeutet – eine Federeinrichtung zur Erzeugung der Stellkraft auf.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers weist die Federeinrichtung zur Erzeugung der Stellkraft ein erstes Federelement und ein zweites Federelement auf, die einander entgegengesetzt auf das Hebelelement wirken. Bei dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn die beiden einander entgegengesetzt auf das Hebelelement wirkenden Federelemente als Druckfedern, gegebenenfalls als Schraubendruckfedern, ausgebildet sind.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers ist das Hebelelement unter Vorspannung des ersten und zweiten Federelements der Federeinrichtung in einer Ausgangsstellung angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass in einem Verdrehwinkelbereich des Hebelelements um die Ausgangsstellung eine besonders hohe Steifigkeit der Federeinrichtung erzielt wird. Es ist bei dieser Ausführungsform überdies bevorzugt, wenn das erste und zweite Federelement derart vorgespannt sind, dass beide über den maximalen Verdrehwinkelbereich des Massenteils relativ zu der Ein- oder Ausgangsseite jeweils eine Stellkraft auf das Hebelelement ausüben. Auf diese Weise ist eine erhöhte Steifigkeit der Federeinrichtung über den maximalen Verdrehwinkelbereich des Massenteils sichergestellt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers weisen das erste Federelement und das zweite Federelement jeweils eine Längsachse auf, die gegenüber der Drehachse der Ein- oder Ausgangsseite radial nach außen versetzt ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Ein- oder/und Ausgangsseite des Torsionsschwingungsdämpfers sicher im Bereich der Drehachse mit einer vorangehenden Komponente, beispielsweise der Ausgangsseite einer Schwungmasse oder der Ausgangsseite einer Antriebseinheit, oder/und einer nachfolgenden Komponente, beispielsweise einer Kupplungseingangsseite oder einer Getriebeeingangsseite, drehfest verbunden werden kann, ohne dass die Federelemente eine Behinderung darstellen. In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Federelemente und nicht nur deren Längsachsen, von der Drehachse der Ein- oder Ausgangsseite in radialer Richtung beabstandet sind.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers erstrecken sich die Längsachsen des ersten und zweiten Federelements entlang einer gemeinsamen Geraden oder/und parallel zu einer Radialen des Torsionsschwingungsdämpfers.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers ist dem ersten Federelement oder/und dem zweiten Federelement ein Federwegbegrenzungsmittel zur Begrenzung des Federweges zugeordnet. Das Federwegbegrenzungsmittel ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass ein Aufblockgehen des jeweiligen Federelements verhindert werden kann. Hierdurch wird nicht nur die Geräuschentwicklung reduziert, auch das Federelement kann vor Beschädigungen geschützt werden. Alternativ oder ergänzend ist es bei dieser Ausführungsform bevorzugt, wenn der maximale Verdrehwinkelbereich des Massenteils relativ zu der Ein- oder Ausgangsseite durch das Federwegbegrenzungsmittel begrenzbar oder begrenzt ist.
In einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers zu der Ausführungsform, bei der das erste und zweite Federelement vorgespannt sind, ist das Hebelelement ohne Vorspannung der einander entgegengesetzt auf das Hebelelement wirkenden Federelemente in einer Ausgangsstellung angeordnet. Mithin kommt es bei dieser Ausführungsform nicht zu einer Erhöhung der Steifigkeit der Federeinrichtung in einem Bereich um die Ausgangsstellung, vielmehr wirkt in der einen Verdrehrichtung des Massenteils nur das eine Federelement, während in der anderen Verdrehrichtung des Massenteils lediglich das andere Federelement wirkt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers ist das Massenteil außerhalb eines den Energiespeicher aufnehmenden Aufnahmeraums angeordnet. Dieser Aufnahmeraum kann beispielsweise ringförmig ausgebildet und von der Eingangsseite, vorzugsweise dem Primärelement, oder der Ausgangsseite, vorzugsweise dem Sekundärelement, des Torsionsschwingungsdämpfers umgeben sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers ist das Massenteil ringförmig ausgebildet. Auf diese Weise muss lediglich ein Massenteil vorgesehen sein, wobei aufgrund der ringförmigen Gestalt Unwuchten vermieden werden und ein gezieltes Auswuchten entbehrlich ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers ist das Massenteil in radialer Richtung außerhalb der Ein- oder Ausgangsseite angeordnet, um eine platzsparende Anordnung desselben zu ermöglichen.
Das Massenteil kann beispielsweise in radialer Richtung innen unmittelbar oder mittelbar an der Ein- oder Ausgangsseite, an dem größten Außendurchmesser der Ein- oder Ausgangsseite oder an dem größten Außendurchmesser der dem Massenteil zugewandten Seite der Ein- oder Ausgangsseite abstützbar oder abgestützt sein. In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers ist mindestens ein drehfest mit dem Massenteil verbundenes Stützteil vorgesehen, das unter Abstützung des Massenteils in radialer Richtung innen im Bereich eines Durchmessers abgestützt oder abstützbar ist, der kleiner als der größte Außendurchmesser der dem Massenteil in radialer Richtung nach außen zugewandten Seite der Ein- oder Ausgangsseite ist. Hierdurch wird die Stütz- oder Lagerfläche deutlich reduziert, so dass beispielsweise geringere Reibkräfte beim Verdrehen des Massenteils relativ zu der Ein- oder Ausgangsseite auftreten. Überdies vereinfacht die Abstützung im Bereich eines kleineren Durchmessers die Fertigung des Torsionsschwingungsdämpfers.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers ist das Stützteil im Wesentlichen im Bereich desselben Durchmessers wie die Ein- oder Ausgangsseite in radialer Richtung innen abgestützt oder abstützbar. Hierbei muss das Stützteil nicht zwangsläufig auf demselben Durchmesser wie die Ein- oder Ausgangsseite in radialer Richtung innen abgestützt oder abstützbar sein, vielmehr kann der Durchmesser, an dem das Stützteil in radialer Richtung innen abgestützt oder abstützbar ist, um bis zu 10% von dem Durchmesser, an dem die Ein- oder Ausgangsseite in radialer Richtung innen abgestützt oder abstützbar ist, abweichen, also bis zu 10% größer oder kleiner als der Durchmesser sein, an dem die Ein- oder Ausgangsseite in radialer Richtung innen abgestützt oder abstützbar ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers ist das Stützteil scheibenförmig ausgebildet, um einerseits eine sichere Abstützung in radialer Richtung innen und andererseits eine geringe axiale Baulänge des Stützteils zu gewährleisten. Hierbei ist es bevorzugt, wenn das scheibenförmige Stützteil Aussparungen oder Fenster aufweist, die beispielsweise unter Ausbildung von zwischenliegenden Speichen oder Streben in dem Stützteil vorgesehen sein können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers weist das Stützteil zumindest teilweise, vorzugsweise über seine gesamte radiale Ausdehnung, eine geringere Ausdehnung in axialer Richtung als das Massenteil auf.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers ist das Stützteil in axialer Richtung zwischen zwei Scheiben der Ein- oder Ausgangsseite angeordnet. Hierbei ist es bevorzugt, wenn die Scheiben Aussparungen oder Fenster aufweisen, die beispielsweise unter Ausbildung zwischenliegender Speichen oder Streben in den Scheiben vorgesehen sein können.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers erfolgt die Abstützung durch das Stützteil unter Beabstandung der in radialer Richtung nach innen weisenden Seite des Massenteils von der in radialer Richtung nach außen weisenden, dem Massenteil zugewandten Seite der Ein- oder Ausgangsseite. Mithin ist bei dieser Ausführungsform eine Abstützung der in radialer Richtung nach innen weisenden Seite des Massenteils an der in radialer Richtung nach außen weisenden, dem Massenteil zugewandten Seite der Ein- oder Ausgangsseite nicht erforderlich, so dass hier keinerlei Reibung entsteht oder ein erhöhter Fertigungsaufwand betrieben werden müsste. Bei dieser Ausführungsform ist es überdies bevorzugt, wenn das Massenteil ausschließlich über das Stützteil in radialer Richtung innen abstützbar oder abgestützt ist, um etwaige Reibungspunkte mit der Ein- oder Ausgangsseite zu vermeiden und die Fertigung des Torsionsschwingungsdämpfers zu vereinfachen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers weist der Energiespeicher mehrere relativ zu der Ein- oder Ausgangsseite verdrehbare Stütz- oder Verbindungsschuhe auf, die vorzugsweise der Abstützung oder/und Verbindung eines oder mehrerer Federelemente des Energiespeichers dienen. Bei diesen Stütz- oder Verbindungsschuhen kann es sich beispielsweise um sogenannte Gleitschuhe, Endschuhe oder Ähnliches handeln, die den Federelementen, beispielsweise den Schraubenfedern, des Energiespeichers zugeordnet sind.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers kann die Rückstellvorrichtung in eine Stellung, gegebenenfalls die Startstellung, verstellt werden, in der die Rückstellvorrichtung unter Behinderung, vorzugsweise durch Reibkontakt, oder Verhinderung, vorzugsweise durch Formschluss, einer Drehung des Massenteils oder/und der Ein- oder Ausgangsseite relativ zu der Aus- oder Eingangsseite mit dem Massenteil, gegebenenfalls über das Stützteil, oder/und der Aus- oder Eingangsseite zusammenwirkt. Bei dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn ein den Anlenkpunkt ausbildender, verschieb- oder verstellbarer Ansatz der Rückstellvorrichtung vorgesehen ist, der in der genannten Stellung mit dem Massenteil oder/und der Aus- oder Eingangsseite auf die genannte Weise zusammenwirkt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer,
2 eine teilweise Vorderansicht der Ausgangsseite des Torsionsschwingungsdämpfers von 1,
3 eine weitere teilweise Vorderansicht der Ausgangsseite des Torsionsschwingungsdämpfers von 1 unter Weglassung eines Teils des Tragteils 80,
4 eine perspektivische Darstellung der Ausgangsseite aus den 2 und 3 in teilweise geschnittener Darstellung,
5 eine Seitenansicht der Ausgangsseite aus den 2 bis 4 des Torsionsschwingungsdämpfers in geschnittener Darstellung,
6 ein Diagramm mit der Stellkraftkennlinie der Federeinrichtung aus den 1 bis 5,
7 ein Diagramm mit der Rückstellkraftkennlinie der auf das Massenteil nach den 1 bis 5 wirkenden Rückstellkraft und
8 eine teilweise Vorderansicht des Torsionsschwingungsdämpfers aus den vorangehenden Figuren im Bereich des Anlenkpunktes.
1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers 2. Die einander entgegengesetzten axialen Richtungen 4, 6, die einander entgegengesetzten radialen Richtungen 8, 10 und die einander entgegengesetzten Umfangsrichtungen 12, 14 des Torsionsschwingungsdämpfers 2 sind anhand entsprechender Pfeile angedeutet. Der Torsionsschwingungsdämpfer 2 weist eine sich in axialer Richtung 4, 6 erstreckende Drehachse 15 auf.
Der Torsionsschwingungsdämpfer 2 weist eine Eingangsseite 16 und eine Ausgangsseite 18 auf. Die Eingangsseite 16 ist im Wesentlichen von einem Primärelement 20 gebildet, das in radialer Richtung 10 nach innen mit einer Ausgangsnabe 22 drehfest verbunden ist, wobei es sich bei der Ausgangsnabe 22 beispielsweise um die Ausgangsnabe einer nicht näher dargestellten Schwungmasse oder einer nicht näher dargestellten Antriebseinheit, beispielsweise eines Verbrennungsmotors, handeln kann. In radialer Richtung 8 außen bildet die Eingangsseite 16 einen ringförmigen Aufnahmeraum 24 aus, der in radialer Richtung 10 nach innen geöffnet und in Umfangsrichtung 12, 14 umlaufend ausgebildet ist. An dem Primärelement 20 der Eingangsseite 16 sind ferner Primärmitnehmer 26 vorgesehen, die in dem Aufnahmeraum 24 hervorstehen.
Die Ausgangsseite 18 des Torsionsschwingungsdämpfers 2, die im Wesentlichen von einem Sekundärelement 28 gebildet ist, ist in radialer Richtung 10 innen drehfest mit einer Eingangsnabe 30 verbunden. Bei der Eingangsnabe 30 kann es sich beispielsweise um die Eingangsnabe 30 einer Kupplungseinrichtung, vorzugsweise einer Mehrfachkupplungseinrichtung, oder eines Getriebes handeln. In radialer Richtung 8 nach außen erstreckt sich das Sekundärelement 28 der Ausgangsseite 18 in den Aufnahmeraum 24, wobei in radialer Richtung 8 in den Aufnahmeraum 24 hervorstehende Sekundärmitnehmer 32 an dem Sekundärelement 28 vorgesehen sind.
In dem Aufnahmeraum 24 ist ein Energiespeicher 34 zur drehelastischen Kopplung von Ein- und Ausgangsseite 16, 18 in Umfangsrichtung 12, 14 angeordnet. Der Energiespeicher 34 weist mehrere in dem Aufnahmeraum 24 angeordnete und in Umfangsrichtung 12, 14 zwischen den Primar- und Sekundärmitnehmern 26, 32 angeordnete Federelemente 36, vorzugsweise Schraubenfedern, auf. Den Federelementen 36 sind ferner mehrere relativ zu der Ein- oder Ausgangsseite 16; 18 verdrehbare Stütz- oder Verbindungsschuhe zugeordnet, wobei in 1 beispielhaft ein Gleitschuh 38 angedeutet ist, der der gleitenden Abstützung des Federelements 36 in radialer Richtung 8 nach außen an der den Aufnahmeraum 34 in radialer Richtung 8 nach außen begrenzenden Begrenzungswand des Primärelements 20 dient. Überdies können die Verbindungsschuhe einer Verbindung zweier oder mehrerer Federelemente 36 des Energiespeichers 34 dienen, wobei auf die Darstellung von Verbindungsschuhen aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet wurde.
An der Ausgangsseite 18 des Torsionsschwingungsdämpfers 2 ist ein entgegen der Rückstellkraft einer Rückstellvorrichtung 40 relativ zu der Ausgangsseite 18 in Umfangsrichtung 12, 14 verdrehbares Massenteil 42 angeordnet, das auch als Trägheitsteil oder Trägheitsmassenteil bezeichnet werden kann. Das Massenteil 42 ist außerhalb des den Energiespeicher 34 aufnehmenden Aufnahmeraums 24 angeordnet, ringförmig ausgebildet, das heißt in Umfangsrichtung 12, 14 ringförmig umlaufend ausgebildet, und in radialer Richtung 8 außerhalb der Ausgangsseite 18 angeordnet. Wie aus 1 und den nachfolgenden 2 und 4 ersichtlich, sind zwei Rückstellvorrichtungen 40, 40 vorgesehen, wobei die Rückstellvorrichtungen 40, 40 nachstehend lediglich unter Bezug auf eine der Rückstellvorrichtungen 40 beschrieben werden, und die Beschreibung gleichermaßen für beide Rückstellvorrichtungen 40, 40 gilt.
Die Ausgangsseite 18 weist zwei drehfest miteinander verbundene und in axialer Richtung 4, 6 voneinander beabstandete Scheiben 44, 46 auf, die sich im Wesentlichen in den radialen Richtungen 8, 10 erstrecken. Dabei kann die Scheibe 44 – wie in 1 dargestellt – beispielsweise von dem zuvor erwähnten Sekundärelement 28 oder einem Abschnitt desselben gebildet sein. Alternativ ist es jedoch ebenso möglich, die Scheibe 44 separat von dem Sekundärelement 28 auszubilden und die Scheibe 44 drehfest mit dem Sekundärelement 28 zu verbinden. Wie insbesondere aus den 2 bis 5 ersichtlich, können Fenster oder Aussparungen in den Scheiben 44, 46 vorgesehen sein, um deren Gewicht zu reduzieren, aber dennoch eine hohe Steifigkeit derselben durch die zwischen den Fenstern oder Aussparungen ausgebildeten Speichen oder Streben zu gewährleisten. Die Scheibe 46 und somit die Ausgangsseite 18 ist auf einem Durchmesser d₁ an der Eingangsnabe 30 abstützbar oder abgestützt.
Das Massenteil 42 ist drehfest mit einem scheibenförmigen Stützteil 48 verbunden. Das scheibenförmige Stützteil 48, das wiederum eine Vielzahl von Fenstern oder Aussparungen aufweisen kann, weist eine geringere Ausdehnung in axialer Richtung 4, 6 als das Massenteil 42 auf und erstreckt sich ausgehend von dem Massenteil 42 in radialer Richtung 10 nach innen, wobei das scheibenförmige Stützteil 48 in axialer Richtung 4, 6 zwischen den Scheiben 44, 46 der Ausgangsseite 18 angeordnet ist. Das Stützteil 48 dient der mittelbaren Abstützung des Massenteils 42 in radialer Richtung 8, 10 innen. So ist das Stützteil 48 in radialer Richtung 8, 10 innen im Bereich eines Durchmessers d₂ abgestützt oder abstützbar, um das Massenteil 42 mittelbar in radialer Richtung 8, 10 innen abzustützen, wobei die Abstützung hier an der Eingangsnabe 30 erfolgt. Alternativ kann die Abstützung in radialer Richtung 8, 10 innen jedoch auch an der Ausgangsseite 18 erfolgen. Der Durchmesser d₂ ist kleiner als der größte Außendurchmesser d₃ der dem Massenteil 42 in radialer Richtung 8 nach außen zugewandten Seite 50 der Ausgangsseite 18. Auch entspricht der Durchmesser d₂ im Wesentlichen dem zuvor erwähnten Durchmesser d₁, so dass das Stützteil 48 im Wesentlichen im Bereich desselben Durchmessers d₁ wie die Ausgangsseite 18 in radialer Richtung 8, 10 innen abgestützt oder abstützbar ist. Hierbei ist vorzugsweise ein Gleitlager zwischen dem Stützteils 48 und der Eingangsnabe 30, alternativ der Ausgangsseite 18, ausgebildet. Dank der Verlagerung des Durchmessers d₂ ausgehend von dem Durchmesser d₃ in radialer Richtung 10 nach innen sind die hier auftretenden Reibkräfte jedoch gering, wobei auch die Fertigung eines derartigen Gleitlagers vereinfacht ist. Alternativ kann hier jedoch auch ein Radiallager vorgesehen sein, das nicht als Gleitlager, sondern beispielsweise als Wälzlager ausgebildet ist.
Aus 1 ist ersichtlich, dass die Abstützung des Massenteils 42 durch das Stützteil 48 unter Beabstandung der in radialer Richtung 10 nach innen weisenden Seite 52 des Massenteils 42 von der in radialer Richtung 8 nach außen weisenden, dem Massenteil 42 zugewandten Seite 50 der Ausgangsseite 18 erfolgt, so dass es hier nicht zu einer Abstützung oder/und einer Reibung kommt. Das Massenteil 42 ist vielmehr ausschließlich über das Stützteil 48 in radialer Richtung 8, 10 innen abstützbar oder abgestützt.
Nachstehend soll die Rückstellvorrichtung 40 näher unter Bezugnahme auf die 2 bis 5 beschrieben werden. Die Rückstellvorrichtung 40 setzt sich im Wesentlichen aus einer Federeinrichtung 54 zur Erzeugung einer Stellkraft und einem verschwenkbaren Hebelelement 56 zusammen. Das Hebelelement 56, das als biegesteifes oder unbiegsames Hebelelement 56 ausgebildet ist, erstreckt sich in der in den 2 bis 5 gezeigten Ausgangsstellung im Wesentlichen in radialer Richtung 8, 10. Das Hebelelement 56 weist einen Anlenkpunkt 58 auf, an dem das Hebelelement 56 verschwenkbar an der Ausgangsseite 18 angelenkt ist. Ein erster Hebelabschnitt 60 erstreckt sich zwischen einem Stellkraftangriffspunkt 62, an dem die Stellkraft der Federeinrichtung 54 angreift und um den das Hebelelement 56 verschwenkbar ist, und dem Anlenkpunkt 58, wobei sich der erste Hebelabschnitt 60 ausgehend von dem Anlenkpunkt 58 in radialer Richtung 10 nach innen erstreckt. Darüber hinaus weist das Hebelelement 56 einen zweiten Hebelabschnitt 64 auf, der sich ausgehend von dem Anlenkpunkt 58 in radialer Richtung 8 nach außen zu einem Rückstellkraftangriffspunkt 66 erstreckt. Der erste Hebelabschnitt 60 weist dabei eine Länge l₁ auf, während der zweite Hebelabschnitt 64 eine Länge l₂ aufweist. An dem Rückstellkraftangriffspunkt 66 ist das Hebelelement 56 mit dem Massenteil 42 verbunden, so dass über den Rückstellkraftangriffspunkt 66 die Rückstellkraft auf das Massenteil 42 übertragen wird und das Hebelelement 56 um den Rückstellkraftangriffspunkt 66 verschwenkbar ist. Das Hebelverhältnis des Hebelelements 56 beträgt somit l₁/l₂ im Sinne von l₁ geteilt durch l₁. Eine von der Federeinrichtung 54 auf den Stellkraftangriffspunkt 62 ausgeübte Stellkraft ist unter Erzeugung der auf das Massenteil 42 über den Rückstellkraftangriffspunkt 66 wirkenden Rückstellkraft auf das Massenteil 42 über das Hebelelement 56 übertragbar. Das entsprechende Hebelverhältnis l₁/l₂ kann jedoch durch Verstellen oder/und Verschieben des Anlenkpunktes 58 in radialer Richtung 8 oder 10 verändert werden. Zu diesem Zweck ist ein in axialer Richtung 4, 6 hervorstehender Ansatz 68 an der Ausgangsseite 18 vorgesehen, der sich unter Ausbildung des Anlenkpunktes 58 in eine langgestreckte Führung 70 des Hebelelements 56 erstreckt, wobei der Ansatz 68 zum Zwecke der Änderung des Hebelverhältnisses l₁/l₂ in radialer Richtung 8, 10 verstellbar oder verschiebbar an der Ausgangsseite 18 angeordnet ist. Mithin kann die Rückstellvorrichtung 40 unter Veränderung einer später näher unter Bezugnahme auf 7 beschriebenen Rückstellkraftkennlinie der auf das Massenteil 42 im Rückstellkraftangriffspunkt 66 wirkenden Rückstellkraft – hier stufenlos – verstellt werden.
Das Massenteil 42 kann unter Beibehaltung eines vorbestimmten Radialabstandes r₁ zu der Drehachse 15 der Ausgangsseite 18 des Torsionsschwingungsdämpfers 2 relativ zu der Ausgangsseite 18 verdreht werden. Um dies in der dargestellten Ausführungsform zu ermöglichen, können die Längen l₁ und l₂ der Hebelabschnitte 60, 64 durch Verdrehen des Massenteils 42 in den Umfangsrichtungen 12 bzw. 14 relativ zu der Ausgangsseite 18 im Wesentlichen unter Beibehaltung des Hebelverhältnisses l₁ durch l₂ verändert, also verkürzt oder verlängert, werden. Zu diesem Zweck kann – wie bereits zuvor erläutert – der Anlenkpunkt 58 relativ zu dem Hebelelement 56 verschoben werden, indem der Ansatz 68 in der Führung 70 in dem Hebelelement 56 verschiebbar geführt ist. Darüber hinaus ist auch mindestens einer der verbleibenden beiden Punkte, nämlich entweder der Rückstellkraftangriffspunkt 66 oder der Stellkraftangriffspunkt 62, relativ zu dem Hebelelement 56 verschiebbar. Im vorliegenden Beispiel ist der Rückstellkraftangriffspunkt 66 feststehend an dem Hebelelement 56 angeordnet, während der Stellkraftangriffspunkt 62 durch Verdrehen des Massenteils 42 relativ zu dem Hebelelement 56 verschiebbar ist. Zur Ausbildung des Stellkraftangriffspunktes 62 ist wiederum ein in axialer Richtung 4, 6 hervorstehender Ansatz 72 vorgesehen, der in einer Führung 74 in dem Hebelelement 56 verschiebbar geführt ist.
Die Federeinrichtung 54 weist ein erstes Federelement 76 und ein zweites Federelement 78 auf. Die beiden Federelemente 76, 78 sind jeweils als Druckfedern – hier als Schraubendruckfedern – ausgebildet und wirken einander entgegengesetzt über den Ansatz 72 und somit im Bereich des Stellkraftangriffspunktes 62 auf das Hebelelement 56. Die beiden Federelemente 76, 78 wirken jedoch nicht unmittelbar auf den Ansatz 72, sondern vielmehr beidseitig auf ein verschiebbares Tragteil 80, an dem der hervorstehende Ansatz 72 angeordnet ist, der sich unter Ausbildung des Stellkraftangriffspunktes 62 in die Führung 74 an dem Hebelelement 56 erstreckt.
Das Hebelelement 56 ist unter Vorspannung des ersten Federelements 76 und des zweiten Federelements 78 in der in den Figuren gezeigten Ausgangsstellung angeordnet. So sind die beiden Federelemente 76, 78 jeweils in der Ausgangsstellung vorgespannt, in der sich die Federelemente 76, 78 einerseits an der Ausgangsseite 18 und andererseits an dem Tragteil 80 und somit an dem Hebelelement 56 abstützen. Die beiden Federelemente 76, 78 erstrecken sich jeweils entlang einer Längsachse 82, 84, die gegenüber der Drehachse 15 in radialer Richtung 8 nach außen versetzt und in einer von den radialen Richtungen 8, 10 aufgespannten Ebene angeordnet sind. Dabei erstrecken sich die Längsachsen 82, 84 der beiden Federelemente 76, 78 entlang einer gemeinsamen Geraden, d. h., die beiden Längsachsen 82, 84 sind miteinander fluchtend angeordnet. Auch erstrecken sich die Längsachsen 82, 84 parallel zu einer sich in den radialen Richtungen 8, 10 erstreckenden Radialen der Ausgangsseite 18 des Torsionsschwingungsdämpfers 2. Die Längsachsen 82, 84 sind dabei derart gegenüber der Drehachse 15 in radialer Richtung 8 nach außen versetzt, dass die Federelemente 76, 78 selbst in radialer Richtung 8 von der Drehachse 15 beabstandet sind, wie dies anhand des Radialabstandes r₂ angedeutet ist.
Den beiden Federelementen 76, 78 ist ferner jeweils ein Federwegbegrenzungsmittel 86 zur Begrenzung des Federweges zugeordnet, das in der dargestellten Ausführungsform im Wesentlichen in dem von den Windungen der als Schraubenfedern ausgebildeten Federelemente 76, 78 umgebenen Federinnenraum angeordnet ist. Das Federwegbegrenzungsmittel 86 begrenzt den Federweg des jeweiligen Federelements 76, 78 derart, dass ein Aufblockgehen des jeweiligen Federelements 76, 78, bei dem es zu einem Angrenzen oder Abstützen der einander benachbarten Windungen der Federelemente 76, 78 kommt, verhindert wird. Außerdem wird durch die Federwegbegrenzungsmittel 86 der maximale Verdrehwinkelbereich des Massenteils 42 relativ zu der Ausgangsseite 18 begrenzt.
In 6 ist ein Diagramm gezeigt, in dem die Stellkraft der Federeinrichtung 54 über dem Verdrehwinkel α des Hebelelements 56 ausgehend von der Ausgangsstellung in 3 um den Anlenkpunkt 58 aufgetragen ist. So ist zum einen die Stellkraftkennlinie F₁ des ersten Federelements 76 und zum anderen die Stellkraftkennlinie F₂ des zweiten Federelements 78 dargestellt, aus denen sich die Stellkraftkennlinie F_S der gesamten Federeinrichtung 54 ergibt. Wie aus 6 ersichtlich, wird aufgrund der Vorspannung der beiden Federelemente 76, 78 eine Stellkraftkennlinie F_S erzielt, die in einem Verdrehwinkelbereich α um die Ausgangsstellung eine stärkere Steigung aufweist, so dass die Steifigkeit der Federeinrichtung 54 in diesem Verdrehwinkelbereich α erhöht ist.
Für die im Bereich des Rückstellkraftangriffspunktes 66 auf das Massenteil 42 wirkende Rückstellkraft ergibt sich eine entsprechend ausgebildete Rückstellkraftkennlinie R₁, die in 7 angedeutet ist, wobei in 7 die Rückstellkraft R über dem Verdrehwinkel α des Massenteils 42 relativ zu der Ausgangsseite 18 aufgetragen ist. Die Rückstellkraftkennlinie R₁ gilt für die in den Figuren gezeigte Position des Anlenkpunktes 58 bzw. des hervorstehenden Ansatzes 68. Um die Federeinrichtung 54 zu versteifen, kann der Anlenkpunkt 58 unter Vergrößerung des Hebelverhältnisses l₁/l₂ in radialer Richtung 8 nach außen verstellt oder verschoben werden, so dass die Rückstellkraftkennlinie verändert wird. Durch die besagte Maßnahme wird die Rückstellkraftkennlinie zu der in 7 gestrichelt angedeuteten Rückstellkraftkennlinie R₂, die in allen Bereichen eine höhere Steigung als die Rückstellkraftkennlinie R₁ aufweist. Soll die Steifigkeit der Federeinrichtung 54 hingegen herabgesetzt werden, so wird der Anlenkpunkt 58 ausgehend von der in den Figuren gezeigten Position in radialer Richtung 10 nach innen verstellt oder verschoben, so dass sich das Hebelverhältnis l₁/l₂ verringert und die Rückstellkraftkennlinie der Rückstellkraftkennlinie R₃ entspricht, die in 7 punktiert angedeutet ist.
Das erste und zweite Federelement 76, 78 sind vorzugsweise derart vorgespannt, dass beide Federelemente 76, 78 über den maximalen Verdrehwinkelbereich des Massenteils 42 relativ zu der Ausgangsseite 18 jeweils eine Stellkraft auf das Hebelelement 56 ausüben. Mithin wird die Federeinrichtung 54 ausschließlich in dem zuvor erwähnten Verdrehwinkelbereich a in 6 betrieben, so dass auch die Rückstellkraft R ausschließlich in dem in 7 angedeuteten Verdrehwinkelbereich b des Massenteils 42 relativ zu der Ausgangsseite 18 erzeugt wird. Dies kann durch entsprechende Begrenzung des Verdrehwinkelbereichs a bzw. b bewirkt werden, wobei hierzu vorzugsweise die zuvor erwähnten Federwegbegrenzungsmittel 86 herangezogen werden. Alternativ kann das Hebelelement 56 jedoch auch ohne Vorspannung der einander entgegengesetzt auf das Hebelelement 56 wirkenden Federelemente 76, 78 in der in den Figuren gezeigten Ausgangsstellung des Hebelelements 56 angeordnet sein.
Wenngleich in den Figuren nicht näher dargestellt, so ist die Rückstellvorrichtung 40 bzw. deren Anlenkpunkt 58 vorzugsweise automatisch in Abhängigkeit von dem Betriebszustand, gegebenenfalls einer Drehzahl, einer zugeordneten Antriebseinheit oder eines zugeordneten Verbrennungsmotors verstellbar. Dabei ist die Rückstellvorrichtung 40 besonders bevorzugt durch Ausschalten des Verbrennungsmotors automatisch in eine Startstellung und nach dem Starten des Verbrennungsmotors automatisch in eine von der Startstellung abweichende Stellung verstellbar.
8 zeigt ein weiteres Merkmal des Torsionsschwingungsdämpfers 2. Die in 8 lediglich anhand des Ansatzes 68 zur Ausbildung des Anlenkpunktes 58 angedeutete Rückstellvorrichtung 40, kann in eine erste Stellung 88 verstellt werden, in der die Rückstellvorrichtung 40 unter Verhinderung, vorzugsweise durch Formschluss, einer Drehung des Massenteils 42 relativ zu der Ausgangsseite 18 mit dem Massenteil 42, hier über das Stützteil 48, zusammenwirkt. In der konkreten Ausführungsform ist der Ansatz 68 in der ersten Stellung 88 in einer Aufnahme 90 an dem Stützteils 48 angeordnet und verhindert dadurch eine Drehung des Massenteils 42 relativ zu der Ausgangsseite 18 in den Umfangsrichtungen 12, 14.
Darüber hinaus kann die Rückstellvorrichtung 40 in eine zweite Stellung 92 verstellt werden, in der die Rückstellvorrichtung 40 unter Verhinderung, vorzugsweise durch Formschluss, einer Drehung des Massenteils 42 relativ zu der Ausgangsseite 18 mit dem Massenteil 42, hier über das Stützteil 48, sowie einer Drehung der Eingangsseite 16 relativ zu der Ausgangsseite 18 zusammenwirkt. In der konkreten Ausführungsform ist der Ansatz 68 in der zweiten Stellung 92 sowohl in der Aufnahme 90 als auch in einer Aufnahme 94 an der Eingangsseite 16 angeordnet und verhindert dadurch zusätzlich eine Drehung des der Eingangsseite 16 relativ zu der Ausgangsseite 18 in den Umfangsrichtungen 12, 14, so dass auch von einer Überbrückung der Energiespeicher 34 gesprochen werden kann.
Es versteht sich, dass die Rückstellvorrichtung 40 abweichend von der vorangehenden Darstellung auch lediglich in eine der beiden Stellungen 88, 92 verstellbar sein kann, während die andere der beiden Stellungen 88, 92 nicht vorgesehen ist. Auch muss in den Stellungen 88, 92 die Drehung nicht vollständig verhindert werden, vielmehr kann auch eine Behinderung der Drehung, vorzugsweise durch Reibkontakt, oder/und eine Einschränkung oder Begrenzung des relativen Verdrehwinkelbereichs vorgesehen sein.
Bezugszeichenliste

2: Torsionsschwingungsdämpfer
4: axiale Richtung
6: axiale Richtung
8: radiale Richtung
10: radiale Richtung
12: Umfangsrichtung
14: Umfangsrichtung
15: Drehachse
16: Eingangsseite
18: Ausgangsseite
20: Primärelement
22: Ausgangsnabe
24: Aufnahmeraum
26: Primärmitnehmer
28: Sekundärelement
30: Eingangsnabe
32: Sekundärmitnehmer
34: Energiespeicher
36: Federelemente
38: Gleitschuh
40: Rückstellvorrichtung
42: Massenteil
44: Scheibe
46: Scheibe
48: Stützteil
50: Seite
52: Seite
54: Federeinrichtung
56: Hebelelement
58: Anlenkpunkt
60: erster Hebelabschnitt
62: Stellkraftangriffspunkt
64: zweiter Hebelabschnitt
66: Rückstellkraftangriffspunkt
68: Ansatz
70: Führung
72: Ansatz
74: Führung
76: erstes Federelement
78: zweites Federelement
80: Tragteil
82: Längsachse
84: Längsachse
86: Federwegbegrenzungsmittel
88: erste Stellung
90: Aufnahme
92: zweite Stellung
94: Aufnahme
α, β: Verdrehwinkel
a, b: Verdrehwinkelbereich
d₁, d₂: Durchmesser
d₃: größter Außendurchmesser
F₁, F₂: Stellkraftkennlinie
F_S: Resultierende Stellkraftkennlinie
l₁, l₂: Länge
R: Rückstellkraft
R₁, R₂, R₃: Rückstellkraftkennlinie
r₁: vorbestimmter Radialabstand
r₂: Radialabstand

Claims

Torsionsschwingungsdämpfer (2) mit einer Eingangsseite (16), einer Ausgangsseite (18) und einem Energiespeicher (34) zur drehelastischen Kopplung von Ein- und Ausgangsseite (16, 18) in Umfangsrichtung (12, 14), dadurch gekennzeichnet, dass an der Ein- oder Ausgangsseite (16; 18) ein entgegen der Rückstellkraft einer Rückstellvorrichtung (40) relativ zu der Ein- oder Ausgangsseite (16; 18) verdrehbares Massenteil (42) angeordnet ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellvorrichtung (40) unter Veränderung einer Rückstellkraftkennlinie der auf das Massenteil (42) wirkenden Rückstellkraft, vorzugsweise stufenlos, verstellbar ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellvorrichtung (40) automatisch, vorzugsweise in Abhängigkeit von dem Betriebszustand, gegebenenfalls einer Drehzahl, eines zugeordneten Verbrennungsmotors, verstellbar ist, wobei die Rückstellvorrichtung (40) besonders bevorzugt durch Ausschalten des Verbrennungsmotors in eine Startstellung und nach dem Starten des Verbrennungsmotors in eine von der Startstellung abweichende Stellung verstellbar ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Massenteil (42) unter Beibehaltung eines vorbestimmten Radialabstandes (r₁) zur Drehachse (15) der Ein- oder Ausgangsseite (16; 18) relativ zu der Ein- oder Ausgangsseite (16; 18) verdrehbar ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellvorrichtung (40) mindestens ein verschwenkbares Hebelelement (56) aufweist, über das eine Stellkraft unter Erzeugung der auf das Massenteil (42) wirkenden Rückstellkraft auf das Massenteil (42) übertragbar ist, wobei das Hebelelement (56) vorzugsweise um einen Anlenkpunkt (58) verschwenkbar ist, der unter Veränderung des Hebelverhältnisses des Hebelelements (56), gegebenenfalls automatisch, verstellbar oder/und verschiebbar ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hebelelement (56) einen ersten Hebelabschnitt (60) zwischen einem Stellkraftangriffspunkt (62) und dem Anlenkpunkt (58) und einen zweiten Hebelabschnitt (64) zwischen dem Anlenkpunkt (58) und einem Rückstellkraftangriffspunkt (66) aufweist, deren Länge (l₁, l₂) durch Verdrehen des Massenteils (42) relativ zu der Ein- oder Ausgangsseite (16; 18) im Wesentlichen unter Beibehaltung des Hebelverhältnisses veränderbar ist, wobei vorzugsweise zwei der genannten Punkte, gegebenenfalls der Anlenkpunkt (58) einerseits und der Stellkraftangriffspunkt (62) oder der Rückstellkraftangriffspunkt (66) andererseits, unter Veränderung der Längen (l₁, l₂) der Hebelabschnitte (60, 64) relativ zu dem Hebelelement (56) verschiebbar sind und der verbleibende Punkt besonders bevorzugt feststehend an dem Hebelelement (56) angeordnet ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (2) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellvorrichtung (40) eine Federeinrichtung (54) zur Erzeugung der Stellkraft aufweist, wobei die Federeinrichtung (54) vorzugsweise ein erstes Federelement (76) und ein zweites Federelement (78) aufweist, die einander entgegengesetzt auf das Hebelelement (56) wirken und besonders bevorzugt als Druckfedern, gegebenenfalls Schraubendruckfedern, ausgebildet sind.
Torsionsschwingungsdämpfer (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Hebelelement (56) unter Vorspannung des ersten und zweiten Federelements (76, 78) in einer Ausgangsstellung angeordnet ist, wobei das erste und zweite Federelement (76, 78) vorzugsweise derart vorgespannt sind, dass beide über den maximalen Verdrehwinkelbereich des Massenteils (42) jeweils eine Stellkraft auf das Hebelelement (56) ausüben.
Torsionsschwingungsdämpfer (2) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Federelement (76) und das zweite Federelement (78) jeweils eine Längsachse (82, 84) aufweisen, die gegenüber der Drehachse (15) der Ein- oder Ausgangsseite (16; 18) radial nach außen versetzt ist, wobei sich die Längsachsen (82, 84) vorzugsweise entlang einer gemeinsamen Geraden oder/und parallel zu einer Radialen erstrecken oder/und die Federelemente (76, 78) besonders bevorzugt von der Drehachse (15) in radialer Richtung (8, 10) beabstandet sind.
Torsionsschwingungsdämpfer (2) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten Federelement (76) oder/und dem zweiten Federelement (78) ein Federwegbegrenzungsmittel (86) zur Begrenzung des Federweges zugeordnet ist, mittels dessen vorzugsweise ein Aufblockgehen des jeweiligen Federelements (76; 78) verhinderbar oder/und der maximale Verdrehwinkelbereich des Massenteils (42) begrenzbar ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Hebelelement (56) ohne Vorspannung der einander entgegengesetzt auf das Hebelelement (56) wirkenden Federelemente (76, 78) in einer Ausgangsstellung angeordnet ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Massenteil (42) außerhalb eines den Energiespeicher (34) aufnehmenden Aufnahmeraums (24) angeordnet, ringförmig ausgebildet oder/und in radialer Richtung (8) außerhalb der Ein- oder Ausgangsseite (16; 18) angeordnet ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein drehfest mit dem Massenteil (42) verbundenes Stützteil (48) vorgesehen ist, das unter Abstützung des Massenteils (42) in radialer Richtung (8, 10) innen im Bereich eines Durchmessers (d₂) abgestützt oder abstützbar ist, der kleiner als der größte Außendurchmesser (d₃) der dem Massenteil (42) in radialer Richtung (8) nach außen zugewandten Seite (50) der Ein- oder Ausgangsseite (16; 18) ist, und das vorzugsweise im Wesentlichen im Bereich desselben Durchmessers (d₁) wie die Ein- oder Ausgangsseite (16; 18) in radialer Richtung (8, 10) innen abgestützt oder abstützbar ist, wobei das Stützteil (48) besonders bevorzugt scheibenförmig ausgebildet, zumindest teilweise eine geringere Ausdehnung in axialer Richtung (4, 6) als das Massenteil (42) aufweist oder/und in axialer Richtung (4, 6) zwischen zwei Scheiben (44, 46) der Ein- oder Ausgangsseite (16; 18) angeordnet ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (2) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung durch das Stützteil (48) unter Beabstandung der in radialer Richtung (10) nach innen weisende Seite (52) des Massenteils (42) von der in radialer Richtung (8) nach außen weisenden, dem Massenteil (42) zugewandten Seite (50) der Ein- oder Ausgangsseite (16; 18) erfolgt, wobei das Massenteil (42) vorzugsweise ausschließlich über das Stützteil (48) in radialer Richtung (8, 10) innen abstützbar oder abgestützt ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (34) mehrere relativ zu der Ein- oder Ausgangsseite (16; 18) verdrehbare Stützschuhe oder Verbindungsschuhe aufweist, die vorzugsweise der Abstützung oder/und Verbindung eines oder mehrerer Federelemente (36) des Energiespeichers (34) dienen.
Torsionsschwingungsdämpfer (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellvorrichtung (40) in eine Stellung (88; 92), gegebenenfalls die Startstellung, verstellbar ist, in der die Rückstellvorrichtung (40) unter Behinderung, vorzugsweise durch Reibkontakt, oder Verhinderung, vorzugsweise durch Formschluss, einer Drehung des Massenteils (42) oder/und der Ein- oder Ausgangsseite (16; 18) relativ zu der Aus- oder Eingangsseite (18; 16) mit dem Massenteil (42), gegebenenfalls über das Stützteil (48), oder/und der Aus- oder Eingangsseite (18; 16) zusammenwirkt, wobei besonders bevorzugt ein den Anlenkpunkt (58) ausbildender, verschieb- oder verstellbarer Ansatz (68) der Rückstellvorrichtung (40) mit dem Massenteil (42) oder/und der Aus- oder Eingangsseite (18; 16) zusammenwirkt.