DE102019115442A1 - Torsionsdämpfer mit Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung - Google Patents

Torsionsdämpfer mit Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Torsionsdämpfer (1), der dazu bestimmt ist, zwischen einem stromaufwärtigen Abschnitt und einem stromabwärtigen Abschnitt eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs angeordnet zu sein; wobei der Torsionsdämpfer (1) umfasst:- ein erstes Element (11) und ein zweites Element (9, 10), die in Bezug zueinander um eine Achse X drehbeweglich sind;- eine erste elastische Vorrichtung;- eine zweite elastische Vorrichtung mit bedingter Aktivierung, die aktiviert wird, wenn ein Antriebsdrehmoment größer oder gleich einer Vorwärtsdrehmomentgrenze vom Eingangselement zum Ausgangselement übertragen wird; und- eine Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung, umfassend eine erste Reibringscheibe (25), die dazu vorgesehen ist, direkt oder indirekt an dem zweiten Element (11) zu reiben, und die drehfest mit mindestens einem Betätigungselement (31) verbunden ist, das zwischen einer Rückwärtsauflagezone des ersten Elements (9, 10) und dem zweiten elastischen Element (14, 16) zwischengefügt ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft das Gebiet der Kraftübertragungen in Kraftfahrzeugen und bezieht sich genauer betrachtet auf das Gebiet der Torsionsdämpfer, die dazu bestimmt sind, die Kraftfahrzeugübertragungen auszustatten.
  • Technologischer Hintergrund
  • Die Verbrennungsmotoren erzeugen kein konstantes Drehmoment und weisen Drehungleichförmigkeiten auf, die durch die aufeinanderfolgenden Explosionen in ihren Zylindern hervorgerufen werden. diese Drehungleichförmigkeiten erzeugen Schwingungen, die sich auf das Getriebe übertragen und somit Stöße, Geräusche und Lärmbelästigungen, die besonders ungewünscht sind, erzeugen können. Daher sind die Kraftfahrzeugübertragungen im Allgemeinen mit einem Torsionsdämpfer ausgestattet, der es ermöglicht, die Schwingungen stromaufwärts zum Getriebe zu filtern, um Stöße, Geräusche oder Lärmbelästigungen, die besonders ungewünscht sind, zu vermeiden. Solche Torsionsdämpfer sind insbesondere Zweimassenschwungräder (ZMS) oder sind Teil einer Kupplungsscheibe oder eines Drehmomentbegrenzers.
  • Ein Torsionsdämpfer umfasst ein Eingangselement, das dazu bestimmt ist, mit dem stromaufwärtigen Abschnitt des Antriebsstrangs gekoppelt zu sein, und ein Ausgangselement, das dazu bestimmt ist, mit dem stromabwärtigen Abschnitt des Antriebsstrangs gekoppelt zu sein. Da Eingangselement und das Ausgangselement sind in Bezug zueinander um eine Achse X drehbeweglich. Der Torsionsdämpfer umfasst ferner elastische Elemente, wie Federn, die dazu vorgesehen sind, ein Drehmoment zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement zu übertragen. Die elastischen Elemente sind geeignet, ein Antriebsdrehmoment vom Eingangselement zum Ausgangselement (Vorwärtsrichtung) und ein Widerstandsmoment vom Ausgangselement zum Eingangselement (Rückwärtsrichtung) zu übertragen. Der Torsionsdämpfer umfasst eine Reibvorrichtung, auch Hysteresevorrichtung genannt, die ein Reibwiderstandsmoment bei einer relativen Drehung zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement ausübt, wodurch es möglich ist, durch Reibung einen Teil der in den elastischen Elementen angehäuften Energie abzuleiten.
  • Die Amplitude von Schwingungen ist im Allgemeinen beim Starten des Verbrennungsmotors größer und unter normalen Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors kleiner. Daher sind aus dem Stand der Technik, Reibvorrichtungen mit bedingter Aktivierung bekannt, die ein Reibwiderstandsmoment nur für gewisse relative Positionen des Eingangselements in Bezug zum Ausgangselement ausüben, so dass ein größeres Reibmoment während der gewollten Betriebsphasen und insbesondere beim Starten ausgeübt wird. Insbesondere sind Reibvorrichtungen mit bedingter Aktivierung bekannt, die nur dann ein Reibmoment erzeugen, wenn ein Widerstandsmoment vom Ausgangselement zum Eingangselement übertragen wird. Ein solcher Torsionsdämpfer stellt sich als besonders wirksam heraus, um die Schwingungen beim Starten des Verbrennungsmotors zu filtern, wenn beim Starten des Verbrennungsmotors ein Widerstandsmoment vom Ausgangselement zum Eingangselement übertragen wird. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn der Torsionsdämpfer zwischen einem Verbrennungsmotor, der stromaufwärts angeordnet ist, und einer elektrischen Maschine, die stromabwärts angeordnet ist, vorgesehen ist, und wenn der Verbrennungsmotor über die elektrische Maschine gestartet wird.
  • Um eine solche Hysteresevorrichtung zu verwirklichen, umfasst diese eine Reibscheibe, die mit einem der Eingangs- und Ausgangselemente in Reibkontakt ist, und die ausschließlich in Drehung von dem anderen der Eingangs- und Ausgangselemente angetrieben wird, wenn ein Widerstandsmoment durch den Torsionsdämpfer verläuft.
  • Die Anmelderin stellte jedenfalls fest, dass solche Torsionsdämpfer nicht vollständig zufriedenstellend sind, insbesondere dass sie es nicht ermöglichen, eine zufriedenstellende Filterung der Schwingungen zu gewährleisten, wenn das übertragene Drehmoment gering ist, insbesondere wenn sich das Getriebe des Fahrzeugs in Neutralstellung befindet.
  • Zusammenfassung
  • Ein Gedanke, auf dem die Erfindung basiert, besteht darin, einen Torsionsdämpfer vorzuschlagen, der mit einer Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung ausgestattet ist, die aktiv ist, wenn ein Widerstandsmoment übertragen wird, und die trotzdem geeignet ist, eine zufriedenstellende Filterung der Schwingungen zu gewährleisten, wenn ein übertragenes Antriebsdrehmoment gering ist.
  • Nach einer Ausführungsart liefert die Erfindung einen Torsionsdämpfer, der dazu bestimmt ist, zwischen einem stromaufwärtigen Abschnitt und einem stromabwärtigen Abschnitt eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs angeordnet zu sein; wobei der Torsionsdämpfer umfasst:
    • - ein erstes Element und ein zweites Elemente, die in Bezug zueinander um eine Achse X drehbeweglich sind; wobei eines der ersten und zweiten Elemente ein Eingangselement ist, das dazu bestimmt ist, dem stromaufwärtigen Abschnitt des Antriebsstrangs zugeordnet zu sein, und das andere der ersten und zweiten Elemente ein Ausgangselement ist, das dazu bestimmt ist, dem stromabwärtigen Abschnitt des Antriebsstrangs zugeordnet zu sein; und
    • - ein elastisches Dämpfungssystem, das dazu vorgesehen ist, die Drehungleichförmigkeiten zu dämpfen und ein Drehmoment zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element zu übertragen, wobei das elastische Dämpfungssystem umfasst:
      • - eine erste elastische Vorrichtung, umfassend mindestens ein erstes elastisches Element, das zwischen einerseits einer ersten Vorwärtsauflagezone und einer ersten Rückwärtsauflagezone des ersten Elements und andererseits einer ersten Vorwärtsauflagezone und einer ersten Rückwärtsauflagezone des zweiten Elements zwischengefügt ist, so dass das erste elastische Element zwischen den ersten Vorwärtsauflagezonen des ersten und des zweiten Elements komprimiert wird, wenn ein Antriebsdrehmoment vom Eingangselement zum Ausgangselement übertragen wird, und zwischen den ersten Rückwärtsauflagezonen des ersten und des zweiten Elements komprimiert wird, wenn ein Widerstandsmoment vom Ausgangselement zum Eingangselement übertragen wird;
      • - eine zweite elastische Vorrichtung mit bedingter Aktivierung, umfassend mindestens ein zweites elastisches Element, das zwischen einerseits einer zweiten Vorwärtsauflagezone und einer zweiten Rückwärtsauflagezone des ersten Elements und andererseits einer zweiten Vorwärtsauflagezone und einer zweiten Rückwärtsauflagezone des zweiten Elements zwischengefügt ist, wobei das zweite elastische Element in einer Ruheposition des Torsionsdämpfers durch ein Umfangsspiel j von der Vorwärtsauflagezone des ersten Elements getrennt ist, so dass das zweite elastische Element nur dann zwischen den zweiten Vorwärtsauflagezonen des ersten und des zweiten Elements komprimiert wird, wenn ein Antriebsdrehmoment größer oder gleich einer Vorwärtsdrehmomentgrenze vom Eingangselement zum Ausgangselement übertragen wird; und
      • - eine Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung, umfassend eine erste Reibringscheibe, die dazu vorgesehen ist, direkt oder indirekt an dem zweiten Element zu reiben, und die drehfest mit mindestens einem Betätigungselement verbunden ist, das zwischen der zweiten Rückwärtsauflagezone des ersten Elements und dem zweiten elastischen Element zwischengefügt ist, so dass die Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung ein Reibmoment zwischen dem ersten und dem zweiten Element ausübt, wenn bei einer Übertragung eines Widerstandsmoments die zweite Rückwärtsauflagezone des ersten Elements über das Betätigungselement das zweite elastische Element gegen die zweite Rückwärtsauflagezone des zweiten Elements komprimiert.
  • Bei einem solchen Torsionsdämpfer gewährleistet nur die erste elastische Vorrichtung die Filterung der Schwingungen, wenn ein Antriebsdrehmoment kleiner als die Vorwärtsdrehmomentgrenze vom Eingangselement zum Ausgangselement übertragen wird. Da ferner die Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung nicht mit der ersten elastischen Vorrichtung zusammenwirkt, kann sie ihre Funktion nicht stören, wodurch es möglich ist, eine zufriedenstellende Filterung von Schwingungen zu gewährleisten, wenn das übertragene Drehmoment gering ist, trotz des Vorhandenseins einer Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung, die aktiv ist, wenn ein Widerstandsmoment übertragen wird.
  • Nach weiteren vorteilhaften Ausführungsarten kann ein solcher Torsionsdämpfer eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen.
  • Nach einer Ausführungsart ist die erste elastische Vorrichtung eingerichtet, dass das erste elastische Element zwischen den ersten Vorwärtsauflagezonen des ersten und des zweiten Elements bei jedem Antriebsdrehmoment über 0 komprimiert wird.
  • Nach einer Ausführungsart ist die erste elastische Vorrichtung eingerichtet, dass das erste elastische Element zwischen den ersten Vorwärtsauflagezonen des ersten und des zweiten Elements komprimiert wird, wenn ein Antriebsdrehmoment unter der Vorwärtsdrehmomentgrenze vom Eingangselement zum Ausgangselement übertragen wird.
  • Nach einer Ausführungsart ist die Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung eingerichtet, um ausschließlich bei der Übertragung eines Widerstandsmoments aktiviert zu werden.
  • Nach einer Ausführungsart ist das mindestens eine zweite elastische Element in der Ruheposition des Torsionsdämpfers zwischen der zweiten Vorwärtsauflagezone und der zweiten Rückwärtsauflagezone des zweiten Elements vorgespannt.
  • Nach einer Ausführungsart ist das mindestens eine zweite elastische Element in der Ruheposition zwischen der zweiten Vorwärtsauflagezone und der zweiten Rückwärtsauflagezone des zweiten Elements um einen Vorspannungswert vorgespannt, so dass die zweite elastische Vorrichtung mit bedingter Aktivierung ein Rückstellmoment größer als das Reibmoment, das von der Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung erzeugt wird, ausübt, sobald bei einer Übertragung eines Widerstandsmoments die zweite Rückwärtsauflagezone des ersten Elements über das Betätigungselement das zweite elastische Element gegen die zweite Rückwärtsauflagezone des zweiten Elements komprimiert. Mit anderen Worten wird das mindestens eine zweite elastische Element um einen derartigen Wert vorgespannt, dass die zweite elastische Vorrichtung mit bedingter Aktivierung ein Rückstellmoment größer als das Reibmoment, das von der Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung erzeugt wird, ausübt, unabhängig von dem übertragenen Widerstandsmoment, sofern die zweite Rückwärtsauflagezone des zweiten Elements über das Betätigungselement das zweite elastische Element gegen die zweite Rückwärtsauflagezone des ersten Elements komprimiert. So sind das oder die zweiten elastischen Elemente nicht geeignet, zwischen dem Betätigungselement und dem zweiten Element komprimiert zu bleiben, während ein Antriebsdrehmoment übertragen wird.
  • Nach einer Ausführungsart wird in der Ruheposition des Torsionsdämpfers die erste elastische Vorrichtung nicht vorgespannt oder wird um einen Vorspannungswert unter 5 Nm vorgespannt. Dies ermöglicht es, die Leistungen des Torsionsdämpfers weiter zu verbessern, wenn ein geringes Drehmoment durch den Torsionsdämpfer verläuft.
  • Nach einer Ausführungsart sind die Steifigkeit der ersten elastischen Vorrichtung und das Umfangsspiel j zwischen dem zweiten elastischen Element und der zweiten Vorwärtsauflagezone des ersten Elements derart, dass die Vorwärtsdrehmomentgrenze zwischen 10 und 60 Nm, insbesondere zwischen 20 Nm und 60 Nm, liegt.
  • Nach einer Ausführungsart ist das zweite elastische Element in der Ruheposition des Torsionsdämpfers durch ein Umfangsspiel k von der zweiten Rückwärtsauflagezone des zweiten Elements getrennt, so dass das zweite elastische Element nur dann zwischen den zweiten Rückwärtsauflagezonen des ersten und des zweiten Elements komprimiert wird, wenn ein Widerstandsmoment größer oder gleich einer Rückwärtsdrehmomentgrenze vom Ausgangselement zum Eingangselement übertragen wird.
  • Nach einer Ausführungsart ist das Betätigungselement durch ein identisches Umfangsspiel wie das Umfangsspiel k der zweiten Rückwärtsauflagezone von dem zweiten Element getrennt.
  • Nach einer Ausführungsart sind die Steifigkeit des ersten elastischen Elements und das Umfangsspiel k zwischen dem zweiten elastischen Element und der zweiten Rückwärtsauflagezone des zweiten Elements derart, dass die Rückwärtsdrehmomentgrenze zwischen 5 und 30 Nm liegt.
  • Nach einer Ausführungsart umfasst eines der ersten und zweiten Elemente eine Flanschscheibe, und umfasst das andere der ersten und zweiten Elemente zwei Führungsscheiben, die beiderseits der Flanschscheibe angeordnet sind.
  • Nach einer Ausführungsart sind das mindestens eine erste elastische Element und das mindestens eine zweite elastische Element auf einem selben Durchmesser angeordnet.
  • Nach einer Ausführungsart weist die erste elastische Vorrichtung eine Steifigkeit K1 zwischen 3 und 12 Nm/° auf.
  • Nach einer Ausführungsart umfasst das erste elastische Element zwei ineinander montierte koaxiale gerade Federn.
  • Nach einer Ausführungsart weist die zweite elastische Vorrichtung eine Steifigkeit K2 zwischen 6 und 25 Nm/° auf.
  • Nach einer Ausführungsart umfasst das zweite elastische Element zwei ineinander montierte koaxiale gerade Federn.
  • Nach einer Ausführungsart umfasst die Flanschscheibe ein Fenster für jedes erste und zweite elastische Element, wobei jedes Fenster zwei Enden aufweist, die in Umfangsrichtung entgegengesetzt sind, die eine der ersten Vorwärtsauflagezonen bzw. eine der ersten Rückwärtsauflagezonen oder eine der zweiten Vorwärtsauflagezonen bzw. eine der zweiten Rückwärtsauflagezonen bilden.
  • Nach einer Ausführungsart umfassen die Führungsscheiben jeweils ein Fenster für jedes erste und zweite elastische Element, wobei jedes Fenster zwei in Umfangsrichtung entgegengesetzte Enden aufweist, die eine der ersten Vorwärtsauflagezonen bzw. eine der ersten Rückwärtsauflagezonen oder eine der zweiten Vorwärtsauflagezonen bzw. eine der zweiten Rückwärtsauflagezonen bilden.
  • Nach einer Ausführungsart umfasst die erste elastische Vorrichtung eine Vielzahl von ersten elastischen Elementen, die in Umfangsrichtung um die Achse X verteilt sind, wobei jedes erste elastische Element zwischen einerseits einer ersten Vorwärtsauflagezone und einer ersten Rückwärtsauflagezone des ersten Elements und andererseits einer ersten Vorwärtsauflagezone und einer ersten Rückwärtsauflagezone des zweiten Elements zwischengefügt ist.
  • Nach einer Ausführungsart umfasst die zweite elastische Vorrichtung mit bedingter Aktivierung eine Vielzahl von zweiten elastischen Elementen, die in Umfangsrichtung um die Achse X verteilt sind, wobei jedes zweite elastische Element einerseits zwischen einer zweiten Vorwärtsauflagezone und einer zweiten Rückwärtsauflagezone des ersten Elements und andererseits einer zweiten Vorwärtsauflagezone und einer zweiten Rückwärtsauflagezone des zweiten Elements zwischengefügt ist, wobei jedes zweite elastische Element in der Ruheposition des Torsionsdämpfers durch ein Umfangsspiel j von der zweiten jeweiligen Vorwärtsauflagezone des ersten Elements getrennt ist.
  • Nach einer Ausführungsart umfasst die Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung ein Betätigungselement für jedes zweite elastische Element, wobei jedes Betätigungselement zwischen einem der zweiten elastischen Elemente und der zweiten jeweiligen Rückwärtsauflagezone des ersten Elements zwischengefügt ist.
  • Nach einer Ausführungsart umfasst die Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung eine Betätigungsscheibe, die das Betätigungselement trägt, die drehfest mit oder ohne Umfangsspiel mit der ersten Reibringscheibe verbunden ist.
  • Nach einer Ausführungsart ist das oder jedes Betätigungselement eine Betätigungsklaue.
  • Nach einer Ausführungsart sind die Betätigungsscheibe und die erste Reibringscheibe drehfest miteinander mit Hilfe von axialen Klauen verbunden, die von einer unter der Betätigungsscheibe und der ersten Reibringscheibe getragen werden und in Kerben, die in der anderen ausgespart sind, angeordnet sind.
  • Nach einer Ausführungsart sind die axialen Finger mit einem Umfangsspiel in den Kerben angeordnet.
  • Nach einer Ausführungsart umfasst die Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung ferner:
    • - eine Stützscheibe, die am ersten Element befestigt ist;
    • - eine zweite Reibringscheibe, die drehfest mit dem ersten Element verbunden ist; wobei die erste Reibringscheibe axial zwischen der Stützscheibe und der zweiten Reibringscheibe angeordnet ist; und
    • - eine elastische Scheibe, beispielsweise vom Typ Tellerfeder, die einerseits auf der Führungsscheibe und andererseits auf der zweiten Reibringscheibe aufliegt, um die zweite Reibringscheibe gegen die erste Reibringscheibe und diese letztgenannte gegen die Stützscheibe zu drücken.
  • Nach einer Ausführungsart betrifft die Erfindung auch einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen stromaufwärtigen Abschnitt, der mit einem Verbrennungsmotor ausgestattet ist, einen stromabwärtigen Abschnitt, der mit einem elektrischen Generator ausgestattet ist, und einen vorgenannten Torsionsdämpfer, wobei das Eingangselement des Torsionsdämpfers dem stromaufwärtigen Abschnitt und das Ausgangselement des Torsionsdämpfers dem stromabwärtigen Abschnitt zugeordnet ist.
  • Nach einer Ausführungsart ist die Vorwärtsdrehmomentgrenze größer als das Reibmoment der Reibvorrichtung mit bedingter Betätigung.
  • Nach einer Ausführungsart ist die Rückwärtsdrehmomentgrenze größer als das Reibmoment der Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung.
  • Figurenliste
  • Die Erfindung wird besser verständlich und weitere Aufgaben, Details, Merkmale und Vorteile derselben gehen deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung von mehreren besonderen Ausführungsarten der Erfindung hervor, die darstellenden und nicht beschränkenden Charakter haben und sich auf die beiliegenden Zeichnungen beziehen.
    • - 1 ist ein auseinandergezogener Perspektivschnitt eines Torsionsdämpfers nach einer Ausführungsart.
    • - 2 ist eine Vorderansicht des Torsionsdämpfers aus 1, wobei die Flanschscheibe und die Betätigungsscheibe transparent in punktieren Linien dargestellt sind.
    • - 3 ist eine detaillierte Ansicht der Zone III aus 2, wobei die Flanschscheibe und die Betätigungsscheibe transparent in punktierten Linien dargestellt sind.
    • - 4 ist eine detaillierte Ansicht der Zone IV aus 2, wobei die Flanschscheibe und die Betätigungsscheibe transparent in punktierten Linien dargestellt sind.
    • - 5 ist eine detaillierte Ansicht entsprechend 3 für einen Torsionsdämpfer nach einer zweiten Ausführungsart, wobei die Flanschscheibe und die Betätigungsscheibe transparent in punktierten Linien dargestellt sind.
    • - 6 ist eine charakteristische Kurve, die das übertragene Drehmoment in Abhängigkeit vom Ausschlag zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement eines Torsionsdämpfers nach einer Ausführungsart darstellt.
    • - 7 ist eine charakteristische Kurve, die das übertragene Drehmoment in Abhängigkeit vom Ausschlag zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement eines Torsionsdämpfers nach einer weiteren Ausführungsart darstellt.
    • - 8 ist eine charakteristische Kurve, die das übertragene Drehmoment in Abhängigkeit vom Ausschlag zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement eines Torsionsdämpfers, der die Erfindung nicht repräsentiert, darstellt.
  • Detaillierte Beschreibung von Ausführungsarten
  • In der Beschreibung und den Ansprüchen sind die Begriffe „außen“ und „innen“ sowie die Richtungen „axial“ und „radial“ verwendet, um je nach den in der Beschreibung gegebenen Definitionen Elemente des Torsionsdämpfers zu bezeichnen. Vereinbarungsgemäß ist die „radiale“ Richtung orthogonal zur Drehachse X des Torsionsdämpfers, die die „axiale“ Richtung bestimmt, und von innen nach außen bei Entfernung von der Achse ausgerichtet, ist die „Umfangsrichtung“ orthogonal zur Achse des Torsionsdämpfers und orthogonal zur radialen Richtung ausgerichtet. Die Begriffe „außen“ und „innen“ sind verwendet, um die relative Position eines Elements in Bezug zu einem anderen unter Bezugnahme auf die Drehachse X des Torsionsdämpfers zu definieren, wobei ein Element nahe der Achse somit als innen bezeichnet ist, im Gegensatz zu einem äußeren Element, das sich radial an der Peripherie befindet.
  • Der Torsionsdämpfer 1 ist dazu bestimmt, im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordnet zu sein. Bei einer besonderen Ausführungsart ist der Torsionsdämpfer dazu bestimmt, zwischen einem Verbrennungsmotor, der stromabwärts angeordnet ist, und einem elektrischen Generator, der stromaufwärts angeordnet ist und insbesondere das Starten des Verbrennungsmotors gewährleistet, angeordnet zu sein.
  • Bei der dargestellten Ausführungsart ist der Torsionsdämpfer 1 einer Reibungsscheibe 2 eines Drehmomentbegrenzers zugeordnet. Ein solcher Drehmomentbegrenzer soll das durch den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs verlaufende Drehmoment begrenzen, um die für Überschussmomente empfindlichen Ausrüstungen zu schützen. Bei einer solchen Anwendung umfasst die Reibungsscheibe 2 Reibbeläge 3, die mit Hilfe einer elastisch belasteten Druckscheibe, die nicht dargestellt ist, gegen eine Stützscheibe, die nicht dargestellt ist, gedrückt werden, die mit einem Motorschwungrad drehfest verbunden ist, das an der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors befestigt ist. Die elastische Belastung der Druckscheibe ist derart, dass die Reibungsscheibe 2 und das Motorschwungrad drehfest sind, wenn das durch den Antriebsstrang verlaufende Drehmoment kleiner als eine Auslösegrenze des Drehmomentbegrenzers ist, und dass eine relative Drehung zwischen der Reibungsscheibe und dem Motorschwungrad gestattet ist, wenn das durch den Antriebsstrang verlaufende Drehmoment größer oder gleich der Auslösegrenze ist, wodurch es möglich ist, das durch den Antriebsstrang verlaufende Drehmoment zu begrenzen. Es ist allerdings anzumerken, dass die Erfindung nicht auf eine solche Anwendung beschränkt ist, und dass der Torsionsdämpfer 1 auch bei anderen Anwendungen, wie z.B. einem Zweimassenschwungrad oder einer Kupplungsscheibe, angewandt werden kann.
  • Wie in 1 dargestellt, umfasst die Reibungsscheibe 2 eine äußere Scheibe 4, zu deren beiden Seiten Reibbeläge 3 beispielsweise mit Hilfe von Nieten 5 und eine Nabe 6 befestigt sind. Die Nabe 6 umfasst innere Rillen, die dazu bestimmt sind, mit komplementären Rillen zusammenzuwirken, die auf einer nicht dargestellten Abtriebswelle ausgebildet sind. Der Torsionsdämpfer 1 umfasse ein Eingangselement 7, das drehfest mit der äußeren Scheibe 4 ist, ein Ausgangselement 8, das drehfest mit der Nabe 6 ist, und ein elastisches Dämpfungssystem, das dazu vorgesehen ist, die Drehungleichförmigkeiten zu dämp0fen und ein Antriebsdrehmoment vom Eingangselement 7 zum Ausgangselement 8 (Vorwärtsrichtung) und ein Widerstandselement vom Ausgangselement 8 zum Eingangselement 7 (Rückwärtsrichtung) zu übertragen.
  • Bei der dargestellten Ausführungsart umfasst das Eingangselement 7 zwei Führungsscheiben 9, 10, und umfasst das Ausgangselement 8 eine Flanschscheibe 11, die axial zwischen den zwei Führungsscheiben 9, 10 angeordnet ist. Allerdings ist bei einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsart die Struktur umgekehrt, und umfasst das an der äußeren Scheibe 4 befestigte Eingangselement 7 eine Flanschscheibe, während das Ausgangselement 8 zwei Führungsscheiben umfasst, die axial beiderseits der Flanschscheibe angeordnet und drehfest mit der Nabe 6 verbunden ist.
  • In 1 ist zu beobachten, dass eine der Führungsscheiben 10 an der äußeren Scheibe 4 durch einen Satz von Nieten 12 befestigt ist, und dass die zwei Führungsscheiben 9, 10 aneinander durch einen zweiten Satz von Nieten 13, die eine Querstreben bilden, befestigt sind.
  • Überdies weist die Flanschscheibe 11 eine innere Peripherie auf, in der eine Zahnung ausgespart ist, die mit einer Zahnung in Eingriff gelangt, die auf einer äußeren Fläche der Nabe 6 ausgespart ist, um die Flanschscheibe 11 und die Nabe 6 drehfest zu koppeln.
  • Das elastische Dämpfungssystem umfasst elastische Elemente 14, 15, 16, 17. Bei der dargestellten Ausführungsart umfassen die elastischen Elemente 14, 15, 16, 17 gerade Schraubenfedern, die in Umfangsrichtung auf einem selben Durchmesser um die Achse X verteilt sind. Bei der dargestellten Variante umfasst das elastische Dämpfungssystem vier elastische Elemente 14, 15, 16, 17, die jeweils von zwei koaxial, ineinander angeordneten Schraubenfedern gebildet sind.
  • Die Flanschscheibe 11 und die Führungsscheiben 9, 10 umfassen jeweils Fenster 18, 19, 20, die jeweils eines der elastischen Elemente 14, 15, 16, 17 aufnehmen. Die in Umfangsrichtung entgegengesetzten Enden der Fenster umfassen radiale Zonen, die Auflagezonen bilden, die für die Auflage der Enden der elastischen Elemente 14, 15, 16, 17 bestimmt sind.
  • Bei der dargestellten Ausführungsart ist jedes Ende der elastischen Elemente mit einem Federteller 21 ausgestattet, der dazu bestimmt ist, eine gute Verteilung der auf die Enden der elastischen Elemente 14, 15, 16, 17 ausgeübten Kräfte zu gewährleisten. Jeder Federteller 21 befindet sich gegenüber von drei Auflagezonen, nämlich einer Auflagezone der Flanschscheibe 11 und einer Auflagezone jeder der zwei Führungsscheiben 9, 10.
  • Während des Betriebs, wenn ein Antriebsdrehmoment in Vorwärtsrichtung übertragen wird, d.h. von den Führungsscheiben 9, 10 zur Flanschscheibe 11 unter Vermittlung der elastischen Elemente 14, 15, 16, 17, drehen sich die Führungsscheiben 9, 10 in Bezug zur Flanschscheibe 11 in eine erste Drehrichtung, die durch den Pfeil f1 in 2 dargestellt ist. So liegt jedes elastische Element 14, 15, 16, 17 an einem ersten Ende an zwei Vorwärtsauflagezonen der Führungsscheiben 9, 10 und an einem zweiten Ende an einer Vorwärtsauflagezone der Flanschscheibe 11 auf. Wenn hingegen ein Antriebsdrehmoment in die Rückwärtsrichtung, d.h. von der Flanschscheibe 11 zu den Führungsscheiben 9, 10, übertragen wird, drehen sich die Führungsscheiben 9, 10 in Bezug zur Flanschscheibe 11 in eine zweite Drehrichtung, die durch den Pfeil f2 in 2 dargestellt ist. Nun liegt jedes elastische Element 14, 15, 16, 17 an seinem ersten Ende an einer Rückwärtsauflagezone der Flanschscheibe 11 und an seinem zweiten Ende an zwei Rückwärtsauflagezonen der Führungsscheiben 9, 10 auf. Die elastischen Elemente sind somit geeignet, ein Antriebsdrehmoment der Führungsscheiben 9, 10 zu der Flanschscheibe 11 (Vorwärtsrichtung) und ein Widerstandsmoment von der Flanschscheibe 11 zu den Führungsscheiben 9, 10 (Rückwärtsrichtung) zu übertragen.
  • Die elastischen Elemente 14, 15, 16, 17 sind in zwei Gruppen verteilt, die elastischen Elemente 15, 17 gehören einer ersten elastischen Vorrichtung an, während die elastischen Elemente 14, 16 einer zweiten elastischen Vorrichtung mit bedingter Aktivierung angehören.
  • Die elastischen Elemente 15, 17 der ersten elastischen Vorrichtung, die detailliert in 4 dargestellt sind, sind aktiv, unabhängig vom Ausschlagwinkel der Führungsscheiben 9, 10 in Bezug zur Flanschscheibe 11. Dazu sind die elastischen Elemente 15, 17 der ersten elastischen Vorrichtung in Umfangsrichtung spielfrei zwischen der Flanschscheibe 11 und den Führungsscheiben 9, 10 zwischengefügt. Mit anderen Worten liegt in der Ruheposition des Torsionsdämpfers 1 jedes der Enden der elastischen Elemente 15, 17 sowohl an einer Auflagezone der Flanschscheibe 11 als auch an zwei Auflagezonen der Führungsscheiben 9, 10 auf.
  • Auf vorteilhafte Weise erzeugt die erste elastische Vorrichtung eine Steifigkeit zwischen 3 und 12 Nm/°. Überdies, um die Filterqualität der elastischen Vorrichtung bei geringem Drehmoment nicht zu beeinträchtigen, werden die elastischen Elemente 15, 17 der ersten elastischen Vorrichtung in der Ruheposition des Torsionsdämpfers vorgespannt, wobei der Wert dieser Vorspannung gering ist. Daher wird auf vorteilhafte Weise die erste elastische Vorrichtung um einen Vorspannungswert unter 5 Nm vorgespannt.
  • Überdies sind die elastischen Elemente 14, 16 der zweiten elastischen Vorrichtung mit bedingter Aktivierung, die in 3 dargestellt sind, nur ab einem Grenzausschlagwinkel α der Führungsscheiben 9, 10 in Bezug zur Flanschscheibe 11 in Vorwärtsrichtung aktiv. Dazu liegt in der Ruheposition des Torsionsdämpfers 1 jedes der zwei Enden der elastischen Elemente 14, 16 der zweiten elastischen Vorrichtung mit bedingter Aktivierung an zwei Vorwärtsauflagezonen oder zwei Rückwärtsauflagezonen der Führungsscheiben 9, 10 auf, und ist für jedes elastische Element 14, 16 ein Umfangsspiel j zwischen der Vorwärtsauflagezone 22 der Flanschscheibe 11 einerseits und dem Ende gegenüber dem elastischen Element 14, 16 andererseits vorhanden.
  • Bei einer in 5 dargestellten Ausführungsvariante ist das zweite elastische Element mit bedingter Aktivierung nur ab einem Grenzausschlagwinkel α der Führungsscheiben 9, 10 in Bezug zur Flanschscheibe 11 in Vorwärtsrichtung und ab einem Grenzausschlagwinkel β der Führungsscheiben 9, 10 in Bezug zur Flanschscheibe 11 in Rückwärtsrichtung aktiv. So liegt in der Ruheposition des Torsionsdämpfers 1 jedes der zwei Enden der elastischen Elemente 14, 16 der zweiten elastischen Vorrichtung mit bedingter Aktivierung an zwei Vorwärtsauflagezonen oder zwei Rückwärtsauflagezonen der Führungsscheiben 9, 10 auf. Ferner ist in der Ruheposition für jedes elastische Element 14, 16 ein Umfangsspiel j zwischen der Vorwärtsauflagezone 22 der Flanschscheibe 11 und dem Ende gegenüber dem elastischen Element 14, 16 und ein Umfangsspiel k zwischen der Rückwärtsauflagezone 23 der Flanschscheibe 11 und dem Ende gegenüber dem elastischen Element 14, 16 vorhanden.
  • Auf vorteilhafte Weise erzeugt die zweite elastische Vorrichtung mit bedingter Aktivierung eine Steifigkeit zwischen 6 und 25 N/m°.
  • Ferner wird das Umfangsspiel j zwischen den elastischen Elementen 14, 16 und der Vorwärtsauflagezone 22 der Flanschscheibe in Abhängigkeit von der Steifigkeit des ersten elastischen Elements und derart bestimmt, dass die Vorwärtsdrehmomentgrenze, ab der die zweite elastische Vorrichtung mit bedingter Aktivierung eingreift, zwischen 10 und 60 Nm liegt.
  • Überdies wird das Umfangsspiel k zwischen den elastischen Elementen 14, 16 und der Rückwärtsauflagezone 23 der Flanschscheibe in Abhängigkeit von der Steifigkeit der ersten elastischen Vorrichtung und derart bestimmt, dass die Rückwärtsdrehmomentgrenze, ab der die zweite elastische Vorrichtung mit bedingter Aktivierung eingreift, zwischen 5 und 30 Nm liegt.
  • Auf vorteilhafte Weise werden nach einer Ausführungsart die elastischen Elemente 14, 16 der zweiten elastischen Vorrichtung mit bedingter Aktivierung in Umfangsrichtung innerhalb der Fenster 18, 19 der Führungsscheiben 9, 10 vorgespannt.
  • Zurückkommend auf 1 ist zu beobachten, dass das elastische Dämpfungssystem auch eine Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung umfasst, die durch Reibung einen Teil der in den elastischen Elementen 14, 15, 16, 17 in gewissen Funktionsphasen angehäuften Energie ableiten soll.
  • Die Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung umfasst eine Betätigungsscheibe 24 sowie eine erste und eine zweite Reibringscheibe 25, 26, die drehfest mit der Betätigungsscheibe 24 bzw. einer der Führungsscheiben 9 verbunden sind.
  • Dazu umfasst die Betätigungsscheibe 24 axiale Finger 27, die in Kerben 28 aufgenommen sind, die in der ersten Reibringscheibe 25 ausgespart sind, um die Betätigungsscheibe 24 und die erste Reibringscheibe 25 drehfest zu verbinden. Ferner umfasst die zweite Reibringscheibe 26 axiale Finger 29, die in Kerben 30 aufgenommen sind, die in der Führungsscheibe 9 ausgespart sind, um sie drehfest zu verbinden.
  • Die Betätigungsscheibe 24 umfasst ferner zwei Betätigungsklauen 31, d.h. eine Betätigungsklaue für jedes elastische Element 14, 16 der zweiten elastischen Vorrichtung mit bedingter Aktivierung. Wie in den 3 und 5 dargestellt, ist jede Betätigungsklaue 31 zwischen einem der Enden der elastischen Elemente 14, 16 der zweiten elastischen Vorrichtung mit bedingter Aktivierung und der Rückwärtsauflagezone 23 gegenüber der Flanschscheibe 11 eingesetzt.
  • So wird die Betätigungsscheibe 24 in Bezug zu den Führungsscheiben 9, 10, so dass die Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung aktiviert wird, nur bei einer relativen Bewegung der Führungsscheiben 9, 10 in Bezug zur Flanschscheibe 11 in Rückwärtsrichtung (Pfeil f2) und genauer betrachtet nur bei einer Übertragung eines Widerstandsmoments von der Flanschscheibe 11 zu den Führungsscheiben verlagert, wobei jedes elastische Element 14, 16 durch die jeweilige Rückwärtsauflagezone 23 über eine der Betätigungsklauen 31 komprimiert wird.
  • Nach einer Ausführungsvariante sind die axialen Finger 27 der Betätigungsscheibe 24 mit einem Umfangsspiel in den Kerben 28 der ersten Reibringscheibe 25 angeordnet, so dass die erste Reibringscheibe 25 in Drehung in Bezug zu den Führungsscheiben 9, 10 erst angetrieben und die Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung erst aktiv wird ab einem Grenzausschlagwinkel der Betätigungsscheibe 24 in Bezug zur ersten Reibringscheibe 25. Der vorgenannte Grenzausschlagwinkel beträgt beispielsweise ungefähr 3°. Dies ermöglicht es, bei der Ausführungsvariante der 3, die Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung erst zu aktivieren, wenn das übertragene Widerstandsmoment von der Flanschscheibe 11 zu den Führungsscheiben 9, 10 einen Grenzwert überschreitet.
  • Überdies ist bei der Ausführungsvariante der 5 zwischen jeder Betätigungsklaue 31 und der jeweiligen Rückwärtsauflagezone 23 ein Umfangsspiel identisch mit dem vorgenannten Umfangsspiel k vorhanden, so dass die Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung in Rückwärtsrichtung nur aktiv ist, wenn die zweite elastische Vorrichtung mit bedingter Aktivierung aktiv wird, d.h. wenn ein Widerstandsmoment größer als die Rückwärtsdrehmomentgrenze übertragen wird.
  • Die Betätigungsscheibe 24 ist mit einem Axialspiel in Bezug zur Flanschscheibe 11 montiert, so dass eine Drehung der Flanschscheibe 11 die Betätigungsscheibe 24 nicht in Drehung durch Reibung antreibt.
  • Die Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung umfasst ferner eine Stützscheibe 32, die an der Führungsscheibe 9 beispielsweise mit Hilfe von Nieten befestigt ist, sowie eine elastische Scheibe 33. Die erste und die zweite Reibringscheibe 25, 26 sowie die elastische Scheibe 33 sind sandwichartig zwischen der Führungsscheibe 9 und der Stützscheibe 32 aufgenommen. Bei der dargestellten Ausführungsart liegt die elastische Scheibe 33 einerseits an der Führungsscheibe 9 und andererseits an der zweiten Reibringscheibe 26 auf, um die zweite Reibringscheibe 26 gegen die erste Reibringscheibe 25 und diese letztgenannte gegen die Stützscheibe 32 zu drücken. Sobald somit die erste Reibringscheibe 25 in Drehung in Bezug zur Führungsscheibe 2 durch die Betätigungsscheibe 24 angetrieben wird, werden Reibungen zwischen der ersten Reibringscheibe 25 und der zweiten Reibringscheibe 26 einerseits und zwischen der ersten Reibringscheibe 25 und der Stützscheibe 32 andererseits ausgeübt.
  • Die elastische Scheibe 33 ist typischerweise eine Tellerfeder. Die erste und die zweite Reibringscheibe 25, 26 sind beispielsweise aus einem Kunststoff, optional mit Fasern verstärkt, hergestellt.
  • Nachfolgend wird die Funktion des Torsionsdämpfers 1 beschrieben.
  • Wenn der Torsionsdämpfer 1 durch ein Antriebsdrehmoment, d.h. ein Drehmoment, das von den Führungsscheiben 9, 10 zu der Flanschscheibe 11 übertragen wird, belastet wird, drehen sich die Führungsscheiben 9, 10 in Bezug zur Flanschscheibe 11 um einen Winkel φ in die Vorwärtsdrehrichtung, die durch den Pfeil f1 in den 2 bis 5 dargestellt ist. Solange dieser Winkel φ kleiner als der Grenzausschlagwinkel α ist, sind nur die elastischen Elemente 15, 17 der ersten elastischen Vorrichtung aktiv.
  • Wenn der Winkel φ größer oder gleich dem Grenzausschlagwinkel α ist, wird die zweite elastische Vorrichtung mit bedingter Aktivierung aktiv. Wenn nämlich das Umfangsspiel j nachgestellt wird, gelangt die Flanschscheibe 11 an den elastischen Elementen 14, 16 der zweiten elastischen Vorrichtung mit bedingter Aktivierung zur Anlage und komprimiert sie, so dass diese parallel zu den elastischen Elementen 15, 17 der ersten elastischen Vorrichtung wirken. Die Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung ist ihrerseits nicht in Betrieb, wenn ein Antriebsdrehmoment durch den Torsionsdämpfer 1 verläuft.
  • Wenn der Torsionsdämpfer 1 durch ein Widerstandsmoment, d.h. ein von der Flanschscheibe 11 zu den Führungsscheiben 9, 10 übertragenes Drehmoment, belastet wird, drehen sich die Führungsscheiben 9, 10 in Bezug zur Flanschscheibe 11 um einen Winkel φ in die Rückwärtsdrehrichtung, die durch den Pfeil f2 in den 2 bis 5 dargestellt ist.
  • Bei der Ausführungsvariante der 3 werden, sobald ein Widerstandsmoment durch den Torsionsdämpfer 1 verläuft, die erste elastische Vorrichtung sowie die zweite elastische Vorrichtung mit bedingter Aktivierung aktiviert. Ferner wird die Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung ebenfalls aktiviert, so dass die erste Reibringscheibe 25 in Drehung in Bezug zu den Führungsscheiben 9, 10 über die axialen Finger 27 der Betätigungsscheibe 24 angetrieben wird. Die erste Reibringscheibe 25 reibt somit einerseits an der zweiten Reibringscheibe 26 und andererseits an der Stützscheibe 32. Die Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung ist somit geeignet, durch Reibung die in den elastischen Elementen 14, 15, 16, 17 der ersten elastischen Vorrichtung und der zweiten elastischen Vorrichtung mit bedingter Aktivierung angehäufte Energie abzuleiten, wenn ein Widerstandsmoment durch den Torsionsdämpfer 1 verläuft.
  • Bei der Ausführungsvariante der 5 werden die zweite elastische Vorrichtung mit bedingter Aktivierung und die Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung erst aktiviert, wenn das Umfangsspiel k nachgestellt und der Winkel φ größer oder gleich dem Grenzausschlagwinkel β ist.
  • 8 ist eine Kurve, die das Drehmoment C, das von dem Torsionsdämpfer übertragen wird, in Abhängigkeit vom relativen Ausschlag um die Achse X des Eingangselements in Bezug zum Ausgangselement des Torsionsdämpfers für einen Torsionsdämpfer, der die Erfindung nicht repräsentiert, darstellt. Dieser Torsionsdämpfer unterscheidet sich von den oben beschriebenen Torsionsdämpfern dadurch, dass er keine zweite elastische Vorrichtung mit bedingter Aktivierung umfasst, und dass die Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung, die aktiv ist, wenn ein Widerstandsmoment vom Ausgangselement zum Eingangselement übertragen wird, Betätigungsklauen umfasst, die zwischen die Rückwärtsauflagezonen der Flanschscheibe und die elastischen Elemente der ersten elastischen Vorrichtung eingesetzt sind.
  • Es ist zu beobachten, dass bei einem relativen Ausschlag in Rückwärtsrichtung (linkes unteres Viertel) die Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung aktiv ist, und die Kurve nicht demselben Weg folgt, je nachdem, ob der relative Ausschlagwinkel in Rückwärtsrichtung größer oder kleiner wird. Die Tatsache, dass zwei verschiedene Wege vorhanden sind, zeigt die Energieableitung auf dem Hinweg (von der Ruhewinkelposition in die Endanschlagposition) und auf dem Rückweg (von der Endanschlagposition in die Ruhewinkelposition), wobei diese Energieableitung durch die Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung hervorgerufen wird.
  • Diese Kurve ermöglicht es, die Nachteile in der Zone mit geringem Drehmoment eines Torsionsdämpfers, der nicht die Merkmale der Erfindung aufweist, und bei dem insbesondere die Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung nicht elastischen Elementen zugeordnet ist, die erst ab einem Grenzausschlagwinkel α in Vorwärtsrichtung aktiv sind, aufzuzeigen.
  • In einem solchen Torsionsdämpfer 1 erzeugt nämlich das Reibsystem ein Widerstandsreibmoment, das größer als das Rückstellmoment ist, das von den elastischen Elementen erzeugt wird, und das dazu neigt, den Torsionsdämpfer 1 in seine Ruheposition zurückzustellen. In diesem Fall bleiben bei der Rückkehr in die Ruheposition die elastischen Elemente im komprimierten Zustand zwischen den Betätigungsklauen der Betätigungsscheibe einerseits und den Auflagezonen der Führungsscheiben andererseits (Zone A, 8).
  • In der Folge werden die elastischen Elemente, wenn ein Antriebsdrehmoment durch den Torsionsdämpfer 1 verläuft, zwischen der Flanschscheibe 11 und den Betätigungsklauen der Betätigungsscheibe 24 komprimiert, bis das übertragene Antriebsdrehmoment geeignet ist, das von der Reibvorrichtung erzeugte Reibmoment zu überwinden. So ist eine Spitze (Zone B, 8) zu beobachten, die für die Filterung bei geringen Drehmomenten um 0 Nm in Vorwärtsrichtung schädlich ist. Nun ermöglicht es ein solcher Torsionsdämpfer nicht, eine zufriedenstellende Filterung der Schwingungen zu gewährleisten, wenn das übertragene Drehmoment gleich Null oder gering ist, beispielsweise wenn sich das Getriebe des Fahrzeugs in Neutralstellung befindet.
  • 7 stellt eine Kurve dar, die das Drehmoment C, das durch den Torsionsdämpfer 1 nach der Ausführungsvariante der 5 verläuft, in Abhängigkeit vom relativen Ausschlag der Führungsscheiben 9, 10 in Bezug zur Flanschscheibe 11 darstellt. Bei einer solchen Ausführungsart ist das Reibsystem mit bedingter Aktivierung ebenfalls geeignet, ein Widerstandsreibmoment zu erzeugen, das größer als das Rückstellmoment ist, das von den elastischen Elementen 14, 16 der zweiten elastischen Vorrichtung mit bedingter Aktivierung erzeugt wird, und das dazu neigt, den Torsionsdämpfer 1 in die Ruheposition zurückzustellen. So sind die elastischen Elemente 14, 16 der zweiten elastischen Vorrichtung mit bedingter Aktivierung ebenfalls geeignet, im komprimierten Zustand zwischen der Flanschscheibe 11 und den Betätigungsklauen 31 der Betätigungsscheibe 24 zu bleiben. Allerdings wird bei einem Torsionsdämpfer 1, wie in Verbindung mit 4 beschrieben, wenn ein Antriebsdrehmoment unter der Vorwärtswinkelausschlaggrenze durch den Torsionsdämpfer 1 verläuft, nur die erste elastische Vorrichtung aktiviert. Daher hat die Feststellung der elastischen Elemente 14, 16 der zweiten elastischen Vorrichtung mit bedingter Aktivierung in einem komprimierten Zustand keine Auswirkung auf die Filterung der Schwingungen in dieser Zone mit geringem Drehmoment.
  • Bleibt, dass, wenn der relative Ausschlag den Grenzausschlagwinkel α in Vorwärtsrichtung erreicht, die elastischen Elemente 14, 16 der zweiten Vorrichtung mit bedingter Aktivierung zwischen der Flanschscheibe 11 und den Betätigungsklauen 31 der Betätigungsscheibe 24 komprimiert bleiben, bis das übertragene Antriebsdrehmoment geeignet ist, das von der Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung erzeugte Reibmoment zu überwinden. So ist auch eine Spitze (Zone P in 6) zu beobachten. Allerdings ist die Spitze in diesem höheren Antriebsdrehmomentwerten verlagert, so dass die Spitze die Filterung der Schwingungen, wenn sich das Getriebe in Neutralstellung befindet, nicht stört.
  • 6 stellt das Drehmoment C dar, das durch den Torsionsdämpfer 1 nach einer weiteren Ausführungsvariante der 5 übertragen wird, in Abhängigkeit vom relativen Ausschlag der Führungsscheiben 9, 10 in Bezug zur Flanschscheibe 11. Nach dieser Ausführungsvariante werden die elastischen Elemente 14, 16 der zweiten elastischen Vorrichtung mit bedingter Aktivierung in Umfangsrichtung innerhalb der Fenster 18, 19 der Führungsscheiben 9, 10 vorgespannt, wobei der Wert der Summe der Vorspannungen der elastischen Elemente 14, 16 größer als das Reibmoment ist, das von der Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung erzeugt werden kann. So übt die zweite elastische Vorrichtung zu jedem Zeitpunkt ein Rückstellmoment größer als das Reibmoment, das von der Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung erzeugt wird, aus. Nun ist auf der Kurve der 6 keine Spitze zu beobachten.
  • Obwohl die Erfindung in Verbindung mit mehreren besonderen Ausführungsarten beschrieben wurde, ist es ganz offensichtlich, dass sie keineswegs auf diese beschränkt ist, und dass sie alle technischen Äquivalente der beschriebenen Mittel sowie ihre Kombinationen umfasst, sofern diese in den Rahmen der Erfindung passen.
  • Die Verwendung des Verbs „umfassen“, „enthalten“ oder „einschließen“ und seiner konjugierten Formen schließt nicht das Vorhandensein weiterer Elemente oder weiterer Schritte als der in einem Anspruch erwähnten aus.
  • In den Ansprüchen ist jedes Bezugszeichen in Klammern nicht als eine Beschränkung des Anspruchs zu interpretieren.

Claims (11)

  1. Torsionsdämpfer (1), der dazu bestimmt ist, zwischen einem stromaufwärtigen Abschnitt und einem stromabwärtigen Abschnitt eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs angeordnet zu sein; wobei der Torsionsdämpfer (1) umfasst: - ein erstes Element (11) und ein zweites Elemente (9, 10), die in Bezug zueinander um eine Achse X drehbeweglich sind; wobei eines der ersten und zweiten Elemente (9, 10; 11) ein Eingangselement ist, das dazu bestimmt ist, dem stromaufwärtigen Abschnitt des Antriebsstrangs zugeordnet zu sein, und das andere der ersten und zweiten Elemente (11; 9, 10) ein Ausgangselement ist, das dazu bestimmt ist, dem stromabwärtigen Abschnitt des Antriebsstrangs zugeordnet zu sein; und - ein elastisches Dämpfungssystem, das dazu vorgesehen ist, die Drehungleichförmigkeiten zu dämpfen und ein Drehmoment zwischen dem ersten Element (11) und dem zweiten Element zu übertragen (9, 10), wobei das elastische Dämpfungssystem umfasst: - eine erste elastische Vorrichtung, umfassend mindestens ein erstes elastisches Element (15, 17), das zwischen einerseits einer ersten Vorwärtsauflagezone und einer ersten Rückwärtsauflagezone des ersten Elements (11) und andererseits einer ersten Vorwärtsauflagezone und einer ersten Rückwärtsauflagezone des zweiten Elements (9, 10) zwischengefügt ist, so dass das erste elastische Element (15, 17) zwischen den ersten Vorwärtsauflagezonen des ersten und des zweiten Elements komprimiert wird, wenn ein Antriebsdrehmoment vom Eingangselement zum Ausgangselement übertragen wird, und zwischen den ersten Rückwärtsauflagezonen des ersten und des zweiten Elements komprimiert wird, wenn ein Widerstandsmoment vom Ausgangselement zum Eingangselement übertragen wird; - eine zweite elastische Vorrichtung mit bedingter Aktivierung, umfassend mindestens ein zweites elastisches Element (14, 16), das zwischen einerseits einer zweiten Vorwärtsauflagezone und einer zweiten Rückwärtsauflagezone des ersten Elements (11) und andererseits einer zweiten Vorwärtsauflagezone (22) und einer zweiten Rückwärtsauflagezone (23) des zweiten Elements (9, 10) zwischengefügt ist, wobei das zweite elastische Element (14, 16) in einer Ruheposition des Torsionsdämpfers (1) durch ein Umfangsspiel j von der Vorwärtsauflagezone (22) des ersten Elements (11) getrennt ist, so dass das zweite elastische Element (14, 16) nur dann zwischen den zweiten Vorwärtsauflagezonen des ersten und des zweiten Elements komprimiert wird, wenn ein Antriebsdrehmoment größer oder gleich einer Vorwärtsdrehmomentgrenze vom Eingangselement zum Ausgangselement übertragen wird; und - eine Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung, umfassend eine erste Reibringscheibe (25), die dazu vorgesehen ist, direkt oder indirekt an dem zweiten Element (11) zu reiben, und die drehfest mit mindestens einem Betätigungselement (31) verbunden ist, das zwischen der zweiten Rückwärtsauflagezone (23) des ersten Elements (11) und dem zweiten elastischen Element (14, 16) zwischengefügt ist, so dass die Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung ein Reibmoment zwischen dem ersten und dem zweiten Element ausübt, wenn bei einer Übertragung eines Widerstandsmoments die zweite Rückwärtsauflagezone (23) des ersten Elements (11) über das Betätigungselement (31) das zweite elastische Element (14, 16) gegen die zweite Rückwärtsauflagezone des zweiten Elements (9, 10) komprimiert.
  2. Torsionsdämpfer (1) nach Anspruch 1, bei dem das mindestens eine zweite elastische Element (14, 16) in der Ruheposition des Torsionsdämpfers (1) zwischen der zweiten Vorwärtsauflagezone und der zweiten Rückwärtsauflagezone des zweiten Elements (9, 10) vorgespannt ist.
  3. Torsionsdämpfer (1) nach Anspruch 2, bei dem das mindestens eine zweite elastische Element (14, 16) in der Ruheposition zwischen der zweiten Vorwärtsauflagezone und der zweiten Rückwärtsauflagezone des zweiten Elements (9, 10) um einen derartigen Vorspannungswert vorgespannt ist, dass die zweite elastische Vorrichtung mit bedingter Aktivierung ein Rückstellmoment größer als das Reibmoment, das von der Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung erzeugt wird, ausübt, sobald bei einer Übertragung eines Widerstandsmoments die zweite Rückwärtsauflagezone (23) des ersten Elements (11) über das Betätigungselement (31) das zweite elastische Element (14, 16) gegen die zweite Rückwärtsauflagezone des zweiten Elements (9, 10) komprimiert.
  4. Torsionsdämpfer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem in der Ruheposition des Torsionsdämpfers (1) die erste elastische Vorrichtung nicht vorgespannt oder wird um einen Vorspannungswert unter 5 Nm vorgespannt wird.
  5. Torsionsdämpfer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Steifigkeit der ersten elastischen Vorrichtung und das Umfangsspiel j zwischen dem zweiten elastischen Element (14, 16) und der zweiten Vorwärtsauflagezone (22) des ersten Elements (11) derart sind, dass die Vorwärtsdrehmomentgrenze zwischen 10 und 60 Nm liegt.
  6. Torsionsdämpfer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das zweite elastische Element (14, 16) in der Ruheposition des Torsionsdämpfers (1) durch ein Umfangsspiel k von der zweiten Rückwärtsauflagezone (23) des zweiten Elements (9, 10) getrennt ist, so dass das zweite elastische Element (14, 16) nur dann zwischen den zweiten Rückwärtsauflagezonen des ersten und des zweiten Elements komprimiert wird, wenn ein Widerstandsmoment größer oder gleich einer Rückwärtsdrehmomentgrenze vom Ausgangselement zum Eingangselement übertragen wird.
  7. Torsionsdämpfer (1) nach Anspruch 6, bei dem die Steifigkeit des ersten elastischen Elements (15, 17) und das Umfangsspiel k zwischen dem zweiten elastischen Element (14, 16) und der zweiten Rückwärtsauflagezone des zweiten Elements (9, 10) derart sind, dass die Rückwärtsdrehmomentgrenze zwischen 5 und 30 Nm liegt.
  8. Torsionsdämpfer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem eines der ersten und zweiten Elemente eine Flanschscheibe (11) umfasst, und das andere der ersten und zweiten Elemente zwei Führungsscheiben (9, 10) umfasst, die beiderseits der Flanschscheibe (11) angeordnet sind.
  9. Torsionsdämpfer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung eine Betätigungsscheibe (24) umfasst, die das Betätigungselement (31) trägt, die drehfest mit oder ohne Umfangsspiel mit der ersten Reibringscheibe (25) verbunden ist.
  10. Torsionsdämpfer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Reibvorrichtung mit bedingter Aktivierung eingerichtet ist, ausschließlich bei der Übertragung eines Widerstandsmoments aktiviert zu werden.
  11. Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen stromaufwärtigen Abschnitt, der mit einem Verbrennungsmotor ausgestattet ist, einen stromabwärtigen Abschnitt, der mit einem elektrischen Generator ausgestattet ist, und einen Torsionsdämpfer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Eingangselement des Torsionsdämpfers (1) dem stromaufwärtigen Abschnitt zugeordnet ist, und das Ausgangselement des Torsionsdämpfers (1) dem stromabwärtigen Abschnitt zugeordnet ist.
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