DE10248133A1

DE10248133A1 - Torsionsschwingungsdämpfer mit einer Reibvorrichtung

Info

Publication number: DE10248133A1
Application number: DE2002148133
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dipl.-Ing. Bach; Jürgen Dipl.-Ing. Weth (FH); Cora Carlson
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2002-10-15
Filing date: 2002-10-15
Publication date: 2004-04-29

Abstract

Ein Torsionsschwingungsdämpfer ist mit einem antriebsseitigen Übertragungselement und einem relativ zu diesem drehbaren abtriebsseitigen Übertragungselement sowie mit einer zwischen den beiden Übertragungselementen vorgesehenen Dämpfungsvorrichtung versehen, die mit den Übertragungselementen in Wirkverbindung stehende elastisch verformbare Kraftspeicher und wenigstens eine mit zumindest einem der Übertragungselemente in Drehmitnahme stehende Reibvorrichtung mit Reibelementen aufweist, von denen wenigstens eines mit einer Mehrzahl von Reibflächen versehen ist. An wenigstens einem ersten Reibelement sind zumindest zwei miteinander verbindbare Komponenten realisiert, von denen eine erste Komponente als Träger für die zweite Komponente dient und die zweite Komponente mit Reibflächen versehen ist, die mit zumindest einem weiteren Reibelement in Wirkverbindung bringbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer gemäß. dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DE 197 09 343 A1 ist ein Torsionsschwingungsdämpfer mit einem antriebsseitigen Übertragungselement in Form einer ersten Schwungmasse und einem abtriebsseitigen Übertragungselement in Form einer zweiten Schwungmasse bekannt. Beim antriebsseitigen Übertragungselement dient eine über ein Distanzstück an einem Antrieb, wie beispielsweise der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, befestigte Nabenscheibe zur Herstellung einer Wirkverbindung mit abtriebsseitigen Deckblechen beidseits der Nabenscheibe, indem sowohl die Nabenscheibe als auch die Deckbleche mit Fenstern zur Aufnahme von im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufenden elastisch verformbaren Kraftspeichern versehen sind.

Der Torsionsschwingungsdämpfer ist weiterhin mit einer Reibvorrichtung mit aus Kunststoff bestehenden Reibelementen versehen. Bei dieser sind erste Reibflächen mit der Nabenscheibe und zweite Reibflächen mit den Deckblechen in Wirkverbindung bringbar, wobei kleinere Torsionsschwingungen die einen Reibflächen und über eine vorbestimmbare Grenzgröße hinausgehende Torsionsschwingungen die anderen Reibflächen in Funktion treten lassen. Aufgrund unterschiedlicher Werkstoffkombinationen sowie unterschiedlich starker axialer Kraftspeicher, von denen jeder jeweils einem Teil der Reibflächen zugeordnet ist, wird bei Überschreitung der vorgenannten, vorbestimmten Grenzgröße durch Torsionsschwingungen ein Übergang von einem geringeren Reibmoment zu einem höheren Reibmoment ausgelöst.

Das höhere Treibmoment wird insbesondere bei trocken läüfenden Torsionsschwingungsdämpfern benötigt, bei denen aufgrund des Mangels eines die Kraftspeicher umgebenden, viskosen Mediums eine geschwindigkeitsproportionale Dämpfung bei einer durch Torsionsschwingungen ausgelösten Relativdrehauslenkung der Übertragungselemente fehlt. Durch das höhere Reibmoment soll vermieden werden, dass Betriebszustände mit Torsionsschwingungen zumindest nahe des Resonanzbereiches des Torsionsschwingungsdämpfers dessen Beschädigung oder gar Zerstörung hervorrufen. Eine derartige Situation kann beispielsweise bei Motorstart entstehen, zumal, wenn die Kraftspeicher im radial inneren oder mittleren Bereich des Torsionsschwingungsdämpfers angeordnet sind und wegen hoher Federsteifigkeit die Eigenresonanz des Torsionsschwingungsdämpfers zu besonders kritischen höheren Drehzahlen verlagern.

Durch Verwendung einer Werkstoffkombination mit hohen Reibkoeffizienten wird zwar bei der bekannten Reibvorrichtung das erzeugbare Reibmoment höher liegen als bei üblichen Werkstoffkombinationen, jedoch sind dann die Möglichkeiten der Reibvorrichtung ausgeschöpft und höhere Reibmomente, falls diese benötigt werden, nicht mehr realisierbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reibvorrichtung derart auszubilden, dass diese bei geringem konstruktiven und fertigungsbedingtem Aufwand hohe Reibmomente zu liefern vermag.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale entsprechend dem Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst. Durch die Ausbildung der erfindungsgemäßen Reibvorrichtung mit einem Reibelement, das mit einer Mehrzahl von Reibflächen versehen ist, wird dafür gesorgt, dass zumindest eine Reibfläche mehr vorhanden ist als Reibelemente. Insbesondere bei Verwendung von weiteren Reibelementen zeichnet sich die erfindungsgemäße Reibvorrichtung durch eine große Anzahl an Reibstellen aus, um das notwendige Reibmoment zu erzielen. Aufgrund dieser konstruktiven Ausführung sind problemlos Werkstoffkombinationen mit üblichen Reib koeffizienten verwendbar, so das auf kostenerhöhende Werkstoffkombination verzichtet werden kann, sofern diese allein dem Zweck der Erhöhung des Reibkoeffizienten dienen.

Um auch bei Ausbildung zumindest eines ersten Reibelementes mit mehreren Reibflächen den konstruktiven sowie den fertigungstechnischen Aufwand an der Reibvorrichtung gering zu halten, ist vorgesehen, an diesem ersten Reibelement zumindest zwei miteinander verbindbare Komponenten zu realisieren, von denen eine erste Komponente als Reibflächenträger für die zweite Komponente dient, die mit Reibflächen versehen ist. Durch die Verwendung zweier Komponenten kann jede dieser Komponenten bezüglich ihrer Werkstoffauswahl sowie ihrer konstruktiven Gestaltung optimal an ihre jeweilige Funktion angepasst werden, sodass die erste Komponente, da sie als Reibflächenträger eine hohe Stabilität und Festigkeit aufweisen sollte, bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff hergestellt ist, die zweite Komponente zugunsten eines geringen Fertigungsaufwandes sowie zur Realisierung von Reibflächen aus Kunststoff aus dem letztgenannten Werkstoff hergestellt sein kann. Anschließend können die beiden Komponenten miteinander in Wirkverbindung gebracht werden.

Bevorzugt ist die zweite Komponente durch eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung in vorbestimmten Winkelabständen zueinander an der ersten Komponente angeordneten Reibflächensegmenten gebildet, sodass über die Bemessung der Reibflächen dieser Reibflächensegmente in Radial- und in Umfangsrichtung ebenso wie über die Vorgabe der Anzahl an Reibflächensegmenten die Reibwirkfläche am ersten Reibelement und damit das erzielbare Reibmoment sehr feinfühlig vorgegeben werden kann. Die Reibvorrichtung ist damit optimal an die jeweiligen Bedürfnisse des Torsionsschwingungsdämpfers anpassbar. Darüber hinaus trägt die Ausbildung der Reibflächensegmente mit Reibflächen-Segmentabschnitten, welche zur Aufnahme der Reibflächen dienen, zu einer sehr einfachen Fertigung bei, da jeder Reibflächen-Segmentabschnitt im wesentlichen jeweils für sich herstellbar und mittels einer ersten Kontaktfläche jeweils am Reibflächenträger befestigbar ist. Darüber hinaus können die beiden Reibflächen-Segmentabschnitte auch über nen die beiden Reibflächen-Segmentabschnitte auch über direkte, zweite Kontaktflächen miteinander in Wirkverbindung stehen.

Die Reibflächen-Segmentabschnitte weisen an ihren einander zugewandten axialen Innenseiten bevorzugt radial benachbart zu den vorgenannten ersten oder/und zweiten Kontaktflächen erste Reibflächen auf, sodass zumindest ein zweites Reibelement, welches mit diesen ersten Reibflächen zusammenwirken soll, nicht mit axialem Versatz gegenüber dem Reibflächenträger des ersten Reibelementes angeordnet sein muss, sondern konzentrisch zum Reibflächenträger vorgesehen sein kann. Im letztgenannten Fall ragen die Reibflächen-Segmentabschnitte in den radialen Erstreckungsbereich des zweiten Reibelementes, sodass das erste und das zweite Reibelement bei geringster axialer Ausdehnung miteinander in Reibverbindung kommen können. Sind die Reibflächen-Segmentabschnitte jeweils paarweise an einem Reibflächensegment vorgesehen, so können je zwei Reibflächen-Segmentabschnitte das zweite Reibelement zwischen sich aufnehmen, sodass, wenn das zweite Reibelement bezüglich seines axialen Querschnittes an den axialen Querschnitt des Reibflächenträgers angepasst ist, beide Reibflächen-Segmentabschnitte mit ihren einander zugewandten axialen Innenseiten mit beiden Axialseiten des zweiten Reibelementes in Wirkverbindung treten.

Selbstverständlich können die Reibflächen-Segmentabschnitte auch an ihren jeweils vom Reibflächenträger abgewandten, axialen Außenseiten über zweite Reibflächen verfügen, wobei die antriebsseitige zweite Reibfläche mit einem axial benachbarten dritten Reibelement und die abtriebsseitige zweite Reibfläche mit einem axial benachbarten vierten Reibelement in Wirkverbindung stehen. Wie somit erkennbar ist, befähigt die erfindungsgemäße Ausbildung des ersten Reibelementes mit den Reibflächen-Segmentabschnitten dazu, auf engstem axialen Bauraum zumindest an vier Axialebenen Reibstellen aufzubauen, wobei dann, wenn jeder Reibstelle zumindest zwei Reibflächen-Segmentabschnitte zugeordnet sind, sich die Anzahl der wirksamen Reibflächen weiter erhöhen lässt.

Da für die Wirksamkeit der Reibvorrichtung eine Relativauslenkung zwischen Reibelementen benötigt wird, ist mit Vorzug ein Teil der Reibelemente mit einem ersten von zwei Übertragungselementen des Torsionsschwingungsdämpfers und der andere Teil der Reibelemente mit dem jeweils zweiten Übertragungselement drehfest verbunden. Durch einen Antrieb, wie beispielsweise die Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, eingeleitete Torsionsschwingungen, die eine Relativdrehauslenkung der beiden Übertragungselemente auslösen, führen demnach zwangsläufig auch zu einer Relativdrehauslenkung an den Reibelementen und damit ggf. der Reibflächen-Segmentabschnitte des ersten Reibelementes gegenüber den jeweils benachbarten Reibelementen, wobei die letztgenannten mit Vorzug drehfest, aber axial bewegbar ausgebildet sind, ausnahmsweise ein Reibelement aber ebenso an einem Bauteil eines Übertragungselementes, wie beispielsweise einem Massering, vorgesehen sein kann, indem der Massering über eine erste Anlagewandung verfügt, die bei Relativdrehbarkeit gegenüber dem benachbarten Reibflächen-Segmentabschnitt mit Reibflächen desselben zusammenwirkt.

Vorzugsweise werden die einzelnen Reibelemente durch einen axialen Kraftspeicher in Richtung zueinander belastet, wobei dieser Kraftspeicher einerends an einem der Reibelemente und anderenends an einer Anlagewandung eines Bauteiles des die Reibelemente aufnehmende Übertragungselementes abgestützt sein kann. Als axialer Kraftspeicher wird mit Vorzug eine Tellerfeder verwendet.

Bezüglich ihrer konstruktiven Gestaltung können die Reibflächensegmente mit einer Distanzhalterung an einem Reibflächen-Segmentabschnitt und mit einer axialen Sicherung am anderen Reibflächen-Segmentabschnitt ausgebildet sein, wobei die Distanzhalterung gemeinsam mit der axialen Sicherung in Funktionseinheit mit einander für eine Positionierung der Reibflächen-Segmentabschnitte gegenüber dem Reibflächenträger sorgen. Die besagte Positionierung wird erreicht, indem die Distanzhalterung des einen Reibflächen-Segmentabschnittes, sich auf die axiale Sicherung am anderen Reibflächen-Segmentabschnitt zu erstreckend, am letztgenannten Reibflächen-Segmentabschnitt zur Anlage kommt, sobald die axiale Sicherung eine Rück bewegung der Distanzhalterung wirksam verhindert. Mit Vorzug ist hierbei die axiale Sicherung nicht nur konzentrisch zur Distanzhalterung vorgesehen, sondern darüber hinaus bezüglich ihrer Außenabmessungen derart an die Distanzhalterung angepasst, dass sie, dieselbe axial durchdringend, in dieser radial und axial gehalten ist. Bevorzugt ist die Distanzhalterung als Hülse ausgebildet, die nahezu ohne Spiel in Umfangsrichtung eine als Zapfen vorgesehene axiale Sicherung umschließt, wobei die letztgenannte mit einem die Distanzhalterung hintergreifenden Bund ausgebildet ist, sodass der Bund, sobald er nach Durchgang durch die Hülse hinter derselben, sich radial aufweitend, eingerastet ist, eine Rückbewegung des den Zapfen tragenden Reibflächen-Segmentabschnittes verhindert und damit die axiale Sicherungsfunktion der beiden Reibflächen-Segmentabschnitte axial zueinander übernimmt. Gleichzeitig durchdringen sowohl die Distanzhalterung als auch die axiale Sicherung eine entsprechende Ausnehmung im Reibflächenträger, sodass eine Relativpositionierung des Reibflächenträgers gegenüber den Reibflächen-Segmentabschnitten sowohl in Radialrichtung als auch in Umfangsrichtung problemlos erfolgt. In Achsrichtung wiederum sind die Reibflächen-Segmentabschnitte aufgrund der Verbindung der axialen Sicherung mit der Distanzhalterung sowohl untereinander als auch in Bezug auf den Reibflächenträger positioniert.

Selbstverständlich können die beiden Reibflächen-Segmentabschnitte einzeln hergestellt und mittels der zuvor beschriebenen Rastverbindung zwischen Distanzhalterung und axialer Sicherung zur Herstellung des gesamten Reibflächensegmentes nicht nur miteinander, sondern auch mit dem Reibflächenträger in Wirkverbindung gebracht werden, jedoch ist ebenso denkbar, die beiden Reibflächen-Segmentabschnitte mittels einer Verbindungsanordnung miteinander zu koppeln, wobei eine derartige Verbindungsanordnung in einfachster Weise in Form eines Lappens ausgebildet sein kann, welcher mit einem Axialende am antriebsseitigen Reibflächen-Segmentabschnitt und mit einem zweiten Axialende am abtriebsseitigen Reibflächen-Segmentabschnitt angebunden ist. Die Hauptfunktion dieser Verbindungsanordnung besteht darin, die beiden Reibflächen-Segmentabschnitte, die letztendlich Teil des gleichen Reibflächensegmentes bilden sollen, zumindest bis zur Montage im Torsionsschwingungsdämpfer in Verbindung miteinander zu halten. Bei geschickter Positionierung der Verbindungsanordnung an den Reibflächen-Segmentabschnitten, beispielsweise radial innerhalb des Erstreckungsbereichs der ersten Kontaktflächen der Reibflächen-Segmentabschnitte mit den Aufnahmebereichen des Reibflächenträgers, kann die Verbindungsanordnung auch nach der Montage der Reibflächen-Segmentabschnitte am Reibflächenträger im Torsionsschwingungsdämpfer verbleiben. Es ist aber auch denkbar, die Verbindungsanordnung mit wenigstens einer Soll-Bruchstelle auszubilden, um die beiden Reibflächen-Segmentabschnitte während oder nach der Montage unter minimalem Aufwand voneinander trennen zu können. Da die Reibflächen-Segmentabschnitte, wie bereits erwähnt, aus Kunststoff hergestellt sind, kann bei deren Herstellung der die beiden Reibflächen-Segmentabschnitte miteinander verbindende Lappen entweder angespritzt oder aber erst nach Fertigstellung der Reibflächen-Segmentabschnitte bei geringer thermischer Einwirkung an diesen befestigt werden.

Der bereits beschriebenen Rastverbindung kommt ebenso wie der Verbindungsanordnung eine besondere Bedeutung bei der Herstellung der Reibvorrichtung zu, da die beiden Reibflächen-Segmentabschnitte das zweite Reibelement axial zwischen sich aufnehmen sollen. Da das Letztgenannte aber ebenso wie der die Reibflächensegmente aufnehmende Reibflächenträger vorzugsweise über eine Ringform verfügt, kann eine koaxiale Zusammenfügung von Reibflächenträger und zweitem Reibelement nur dann erfolgen, wenn zumindest einer der in Achsrichtung jeweils zwei Reibflächen-Segmentabschnitte dem zweiten Reibelement eine Möglichkeit zum axialen Einschieben belässt. Ziel ist demnach, die Reibflächen-Segmentabschnitte bei Transport und Montage am Reibflächenträger zwar vereint, aber noch geöffnet zu erhalten und, sobald das zweite Reibelement seine benötigte Axialposition erreicht hat, in dieser Position zu sichern, indem die beiden Reibflächen-Segmentabschnitte durch Herstellen der Rastverbindung in axiale Anlage an den Axialseiten des zweiten Reibelementes gebracht und gegen eine Rückbewegung gesichert werden.

Da es zweckmäßig ist, den Reibflächenträger jeweils in seinem Aufnahmebereich für die Reibflächen-Segmentabschnitte über einen axialen Querschnitt verfügen zu lassen, der im wesentlichen demjenigen des ebenfalls von den Reibflächen-Segmentabschnitten axial begrenzten zweiten Reibelementes entspricht. Darüber hinaus ist es von großem Vorteil, in Umfangsrichtung zwischen diesen Reibflächen-Segmentabschnitten Umfangsstützflächen am Reibflächenträger vorzusehen, die sich durch einen größeren Querschnitt auszeichnet, als dies im Aufnahmebereich für die Reibflächen-Segmentabschnitte der Fall ist. Diese Umfangsstützflächen bilden eine geometrische Anformung, an welcher sich die Reibflächen-Segmentabschnitte bei Übertragung von Drehmoment abzustützen vermögen, sodass diese auch bei besonders hohen Drehmomenten gegen ein Abscheren vom Reibflächenträger geschützt sind. Bevorzugt wird zur Ausbildung derartiger Umfangsstützflächen ein Reibflächenträger verwendet, dessen axialer Querschnitt über denjenigen am zweiten Reibelement hinausgeht, im Aufnahmebereich für die Reibflächen-Segmentabschnitte aber durch einen in Achsrichtung materialverdichtend wirkenden Fertigungsvorgang, wie beispielsweise ein Prägen, im Wesentlichen auf den axialen Querschnitt am zweiten Reibelement reduziert ist.

In bevorzugter Ausführungsform ist der Reibflächenträger im radial inneren Bereich der Reibflächen-Segmentabschnitte vorgesehen, und greift radial innerhalb der letztgenannten in ein Bauteil des die Reibelemente nicht aufnehmenden Übertragungselementes ein, wobei es sich bei diesem Bauteil beispielsweise um ein Deckblech des Übertragungselements handeln kann. Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann der Reibflächenträger auch einstückig mit diesem Deckblech ausgebildet sein. Vorzugsweise werden hierzu an diesem Deckblech Ausdrückungen in Richtung zum Antrieb vorgesehen und die jeweils freien Enden dieser Ausdrückungen zur Aufnahme der Reibflächen-Segmentabschnitte herangezogen. Da das Deckblech und somit auch die Ausdrückungen einen größeren axialen Querschnitt aufweisen können als das zweite Reibelement axial zwischen den beiden Reibflächen-Segmentabschnitten, kann es auch bei dieser Ausführung von Vorteil sein, die Ausdrückungen jeweils in deren als Aufnahmebereich für die Reibflächen- Segmentabschnitte dienenden Zonen unter Heranziehung eines materialverdichtendwirkenden Fertigungsvorganges, wie beispielsweise eines Prägens, auf den erforderlichen axialen Querschnitt abzuflachen. Auf einen eigenständigen Reibflächenträger kann dann verzichtet werden.

Unabhängig davon, ob der Reibflächenträger als separates Bauteil vorgesehen oder in Form von Ausdrückungen an einem Deckblech besteht, erstreckt er sich mit Vorteil radial innerhalb der Reibflächen an den Reibflächen-Segmentabschnitten und findet daher auch radial innerhalb derselben seine Drehanbindung am zugeordneten Übertragungselement. Dadurch übernimmt das erste Reibelement die Funktion eines Innenlamellenträgers einer Mehrlamellenkupplung, während die anderen axial bewegbaren Reibelemente bevorzugt mit dem die Reibvorrichtung aufnehmenden Übertragungselement drehfest sind, wobei diese drehfeste Verbindung mit dem Übertragungselement bevorzugt radial außerhalb der Reibflächen dieser anderen Reibelemente stattfindet. Demgemäß übernehmen die anderen Reibelemente die Funktion von Außenlamellen der Mehrlamellenkupplung.

Die erfindungsgemäße Reibvorrichtung ist mit Vorzug in einem Aufnahmeraum eines der beiden Übertragungselemente, insbesondere des antriebseitigen Übertragungselementes aufgenommen, und zwar zwischen zwei mit vorbestimmtem Abstand zueinander vorgesehenen Anlagewandungen dieses Übertragungselementes. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass eventuelle Axialkräfte auf den Torsionsschwingungsdämpfer, beispielsweise durch das Ein- oder Ausrücken einer in üblicher Weise ausgebildeten, am abtriebsseitigen Übertragungselement befestigten Reibungskupplung, keine Rückwirkung auf das Betriebsverhalten der Reibvorrichtung nehmen.

Das im besagten Aufnahmeraum eines der beiden Übertragungselemente aufgenommene erste Reibelement greift zur Drehverbindung in eine Mitnahmeöffnung eines Bauteiles des jeweils anderen Übertragungselementes, vorzugsweise hierbei eines Deckbleches, ein, während die anderen axial bewegbaren Reibelemente, e benfalls im Aufnahmeraum angeordnet, an dem denselben aufweisenden Übertragungselement drehgesichert gehalten sind. Zur Drehsicherung dieser Reibelemente sind in dem Übertragungselement Bohrungssegmente enthalten, in welche an den Reibelementen angeformte Radialansätze eingreifen, deren Außenkontur jeweils an die Innenkontur des zugeordneten Bohrungssegmentes angepasst sind. Die Verwendung von Bohrungssegmenten für diese Funktion hat sich gegenüber eingefrästen Aussparungen als von Vorteil erwiesen, da zur Herstellung ein wesentlich kostengünstigerer Bohrvorgang genügt.

Im Sinne einer besonders einfachen und kompakten Bauweise hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Aufnahmeraum für die Reibvorrichtung in einem Massering des Übertragungselementes auszubilden, der eine der Anlagewandungen bildet, während die gegenüberliegende Anlagewandung durch eine an einem Antrieb, wie beispielsweise der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, zu befestigende Nabenscheibe bereitgehalten wird. Diese Nabenscheibe steht über die in Umfangsrichtung verlaufenden Kraftspeicher in Wirkverbindung vorzugsweise mit Deckblechen des jeweils anderen Übertragungselementes, wobei diese Deckbleche fest mit einem Trägerblech verbunden sind, das einerseits zur Aufnahme eines weiteren Masseringes vorgesehen ist und andererseits über einen Lagerflansch verfügt, der über eine Lagerung für eine Zentrierung des die Deckbleche beinhaltenden Übertragungselementes gegenüber dem Antrieb sorgt. Die Zentrierung erfolgt im Einzelnen über eine die besagte Lagerung aufnehmende Lagerschale mit im Wesentlichen L-förmigem Querschnitt, also mit einem im Wesentlichen radialen Schenkel und einem sich daran anschließenden, im Wesentlichen axialen Schenkel, wobei der radiale Schenkel sich nach radial außen und der axiale Schenkel sich in Richtung zur Abtriebsseite erstreckt. Der radiale Schenkel ist an seinem freien Ende mit einer Verrundung ausgebildet, wodurch folgender Vorteil entsteht:
Die Kurbelwelle führt neben den üblichen Torsionsschwingungen auch axiale Schwingungen sowie Rotationsschwingungen zu Achsen aus, die senkrecht zu der Kurbelwellenachse ausgerichtet sind. Diese letztgenannten Schwingungen werden auch als Taumelschwingungen bezeichnet. Bei Übertragung dieser Taumelschwingungen auf den an der Kurbelwelle befestigten Torsionsschwingungsdämpfer ist, sofern diese Taumelschwingungen sich der Eigenfrequenz des Torsionsschwingungsdämpfers annähern, mit Schwingungen großer Amplitude zu rechnen, wodurch an Bauteilen in den Bereichen hoher Biegebeanspruchung Risse und Brüche auftreten können. Untersuchungen haben ergeben, dass die größten Biegespannungen beim erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer radial dicht neben der Befestigung an der Kurbelwelle auftreten. Zur Vorbeugung gegen mögliche Schäden wird die gefährdete Stelle am radialen Außendurchmesser der Lagerschale durch die Verrundung entschärft und dadurch das Auftreten möglicher Spannungsspitzen vermieden.

Zwischen den beiden Übertragungselementen existiert eine mechanische Drehwinkelbegrenzung, wozu beim vorliegenden Torsionsschwingungsdämpfer an zumindest einem der Deckbleche eine Lasche vorgesehen ist, die vorzugsweise mit Spiel in Umfangsrichtung in eine entsprechende Aussparung der Nabenscheibe des jeweils anderen Übertragungselementes eingreift. Diese Drehwinkelbegrenzung erreicht erst dann ihre Wirkung, wenn die Relativdrehauslenkung zwischen den beiden Übertragungselementen so groß ist, dass das vorhandene Spiel in Umfangsrichtung in der besagten Aussparung der Nabenscheibe aufgebraucht und die Lasche des Deckbleches an der Umfangsbegrenzung dieser Nabenscheibe in der entsprechenden Drehrichtung in Anlage geraten ist. Verständlicherweise wird eine derartige Drehwinkelbegrenzung unverzüglich und nahezu ungedämpft wirksam, sodass sie lediglich im Sinne einer Notfunktion angesehen werden sollte.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt:

1 eine radial hälftige Darstellung eines Torsionsschwingungsdämpfers mit einer Reibvorrichtung;

2 eine vergrößerte Herauszeichnung der Reibvorrichtung

3 eine Explosionszeichnung der Reibvorrichtung;

4a ein aus 3 vergrößert herausgezeichnetes Bauteil in Draufsicht;

4b das Bauteil nach 4a gemäß der Schnittlinie A-A;

4c eine vergrößerte Herauszeichnung des in 4a eingekreisten Bereiches V;

4d eine vergrößerte Herauszeichnung des in 4b eingekreisten Bereiches W;

5 ein Blick auf die Reibvorrichtung von radial außen;

6 wie 2, aber mit konstruktiv anderem Aufbau;

7 eine vergrößerte Herauszeichnung des in 1 eingekreisten Bereiches Z.

In 1 ist ein Torsionsschwingungsdämpfer dargestellt, der an einem Antrieb 1, wie beispielsweise der Kurbelwelle 3 einer Brennkraftmaschine, eine Befestigung 7 mittels Kurbelwellen-Schrauben 9 aufweist. Der Torsionsschwingungsdämpfer vermag Drehbewegungen um eine Drehachse 5 auszuführen und weist eine Lagerschale 11 auf, die mit einem Radialschenkel 13 an der benachbarten Seite der Kurbelwelle 3 zur Anlage kommt und in einen Axialschenkel 15 übergeht. Die Lagerschale 11 stellt über ihren Radialschenkel 13 eine axiale Distanz zu einer Nabenscheibe 17 her, an deren vom Radialschenkel 13 abgewandter Seite die Köpfe der bereits erwähnten Kurbelwellen-Schrauben zur Anlage kommen. Aufgrund der zuvor beschriebenen konstruktiven Ausbildung kann die Nabenscheibe 17 mit begrenzter Massivumformung hergestellt werden, was insbesondere bei Ausbildung der Nabenscheibe 17 aus einem hochfesten metallischen Werkstoff oder nach entsprechenden Vergütungsmaßnahmen einen großen Vorteil darstellt. Dagegen kann die Lagerschale 11 aus vergleichsweise weichem Werkstoff bestehen, sodass auch höhere Umformgrade problemlos möglich sind.

Die Nabenscheibe 17 weist radial außerhalb ihrer Befestigung 7 Fenster 18 auf, in denen sich im wesentlichen in Umfangsrichtung erstreckende Kraftspeicher 19 aufgenommen sind. Diese sind einerends durch die Nabenscheibe 17 ansteuerbar, und anderenends durch Deckbleche 20, 21, die ebenfalls zur Aufnahme der Kraftspeicher 19 mit Fenstern 22 versehen sind. Die Deckbleche 20, 21 sind radial außerhalb der Fenster 22 im radialen Erstreckungsbereich von Umfangsöffnungen 24 der Nabenscheibe 17 mit Laschen 23 axial aneinander herangeführt und durch eine Vernietung 25 miteinander verbunden. Die Laschen 23 sind mit Spiel in Umfangsrichtung in die Umfangsöffnungen 24 eingesetzt und übernehmen die Funktion einer mechanischen Drehwinkelbegrenzung 26, indem sie eine vorhandene Relativdrehauslenkung der Deckbleche 20, 21 relativ zur Nabenscheibe 17 beenden, sobald die Laschen 23 in Relativdrehrichtung an den umfangsseitigen Enden der Umfangsöffnungen 24 zur Anlage kommen. Vorzugsweise sind die Umfangsöffnungen 24 relativ zu den Laschen 23 derart dimensioniert, dass die Kraftspeicher 19 zwar erheblich komprimiert werden, dabei aber nicht mit ihren einzelnen Windungen auf Block gehen können, d.h. miteinander in Anlage gelangen, da eine derartige Betriebsweise häufig zum Bruch der Kraftspeicher insbesondere unter der Wirkung innerer Torsionsspannungen führen kann.

Radial außerhalb der Drehwinkelbegrenzung 26 ist an der Nabenscheibe 17 eine aus 1 nicht erkennbare Verbindung, wie beispielsweise eine Vernietung, vorgesehen, um einen Massering 30 zu befestigen. Dieser enthält einen im wesentlichen ringförmigen Aufnahmeraum 32 für eine Reibvorrichtung 35, die ein erstes Reibelement 37, mit diesem in Wirkverbindung stehende axial bewegbare weitere Reibelemente 38 und 39 und einen axialen Kraftspeicher 41 aufweist. Das erste Reibele ment 37 kommt axial an einer Anlagewandung 130 des Masseringes 30, der als axial festes Reibelement 40 wirksam ist, und der axiale Kraftspeicher 31 an einer Anlagewandung 132 der Nabenscheibe 17 axial in Anlage. Aufgrund der unveränderbaren axialen Distanz zwischen Nabenscheibe 17 und Massering 30 bleibt die Reibvorrichtung 35 unbeeinflusst von eventuellen äußeren axialen Krafteinwirkungen auf den Torsionsschwingungsdämpfer.

Am ersten Reibelement 37 sind Mitnehmer 43 vorgehen, die in entsprechende Mitnahmeöftnungen 45 des dem Antrieb 1 zugewandten Deckbleches 20 eingreifen. Je nach Anforderung an die Reibvorrichtung 35 können die Mitnehmer 43 spielfrei in den Mitnahmeöffnungen 45 aufgenommen sein, sodass bereits kleinste Relativdrehauslenkungen zwischen Nabenscheibe 17 und Deckblechen 20, 21 zu einer Reibwirkung führen. Ebenso ist aber auch denkbar, die Mitnehmer 43 mit vorbestimmtem Spiel in Umfangsrichtung in den Mitnahmeöffnungen 45 aufzunehmen, um einen kleinen Bereich einer Relativdrehauslenkung ohne Reibwirkung verfügbar zu haben.

Das vom Antrieb 1 abgewandte Deckblech 21 ist an einem Trägerelement 50 befestigt, vorzugsweise hierbei mittels einer Vernietung 47. Dieses Trägerelement 50 erstreckt sich nach radial außen, wo es zur Aufnahme eines Masseringes 52 dient, und zwar ebenfalls mittels einer Vernietung 51. Der Massering 52 nimmt in an sich bekannter Weise an seiner vom Antrieb 1 abgewandten Seite ein nur angedeutetes Gehäuse 56 einer Reibungskupplung über Befestigungsmittel 54 auf und verfügt zudem über eine Reibfläche 55 zur Anlage von Reibbelägen einer Kupplungsscheibe der nicht gezeigten Reibungskupplung.

Radial innerhalb der Verbindungsstelle zwischen Deckblech 21 und Trägerelement 50 ist das letztgenannte mit Fenstern 62 ausgebildet, die im wesentlichen mit den Fenstern 18 und 22 in Nabenscheibe 17 und Deckblechen 20, 21 fluchten und zum Eingriff der Kraftspeicher 19 dienen. Nochmals weiter radial innen ist das Trägerelement 50 mit Montageöffnungen 64 für die Kurbelwellen-Schrauben 9 ausgebildet, die ihrerseits wiederum radial außerhalb eines Lagerflansches 66 des Trä gerelementes 50 liegen, wobei dieser Lagerflansch 66 in eine Lagerung 68 eingreift, die ihrerseits vom Axialschenkel 15 der Lagerschale 11 umschlossen ist. Die Lagerung 68 dient zur Zentrierung des Trägerelementes 50 und damit der Deckbleche 20, 21 gegenüber der Nabenscheibe 17. Da die Nabenscheibe 17 gemeinsam mit der Lagerschale 11 und dem Massering 30 als antriebsseitiges Übertragungselement 58 des Torsionsschwingungsdämpfers wirksam ist, die Deckbleche 20, 21 gemeinsam mit dem Trägerelement 50 und dem Massering 52 sowie der Reibungskupplung dagegen als abtriebsseitiges Übertragungselement 60, dient die Lagerung 68 demnach zur Zentrierung des abtriebsseitigen Übertragungselementes 60 gegenüber dem antriebsseitigen Übertragungselement 58 und damit auch gegenüber der Kurbelwelle 3 des Antriebes 1. Folglich führen auch die Übertragungselemente 58, 60 Drehbewegungen um die Drehachse 5 durch, wobei darüber hinaus bei Einleitung von Torsionsschwingungen durch die Kurbelwelle 3 auch Relativdrehbewegungen der Übertragungselemente 58, 60 zueinander ausgelöst werden.

Die Übertragungselemente 58, 60 sind auch in Achsrichtung relativ zueinander positioniert, und zwar über eine Axiallagerung 70, die am Trägerelement 50 aufgenommen ist und sich mit ihrem freien Lagerungsende 74 (7) an der Nabenscheibe 17 abstützt. Vorzugsweise ist die Axiallagerung 70 an ihrer dem Trägerelement 50 zugewandten Seite mit Vorsprüngen 71 ausgebildet, die zugunsten einer drehfesten Verbindung mit dem Trägerelement 50 in Öffnungen 72 desselben eingreifen. Das axial freie Lagerungsende 74 ist dagegen bezüglich der Nabenscheibe 17 relativ bewegbar.

Zurückkommend auf die Reibvorrichtung 35 weist diese einen Reibflächenträger 76 auf, der zur Bereitstellung einer ausreichend hohen Festigkeit vorzugsweise aus metallischem Werkstoff besteht und als erste Komponente 78 des ersten Reibelementes 37 wirksam ist, die zur Aufnahme von Reibflächensegmenten 80 einer zweiten Komponenten 82 dient. Die Reibflächensegmente 80 sind, wie im einzelnen der 3 entnommen werden kann, mit gleichmäßigen Winkelabständen zueinander entlang des Umfangs des Reibflächenträgers 76 verteilt. Jedes Reibflächenseg ment 80 verfügt über zwei Reibflächen-Segmentabschnitte 84, von denen jeder an je einem Aufnahmebereich 92 des Reibflächenträgers 76 an dessen Axialseiten angeordnet ist. Jeder Reibflächen-Segmentabschnitt 84 greift mit ersten Kontaktflächen 90 (3 und 5) nach radial innen und kommt über diese ersten Kontaktflächen 90 mit den denselben jeweils zugewandten Aufnahmebereichen 92 des Reibflächenträgers 76 in axiale Anlage. Darüber hinaus verfügen die Reibflächen-Segmentabschnitte 84, wie nachfolgend noch ausführlich behandelt wird, über zweite Kontaktflächen 94, an denen je zwei Reibflächen-Segmentabschnitte 84 unmittelbar aneinander zur Anlage kommen.

Radial außerhalb der ersten Kontaktflächen 90 erstrecken sich die Reibflächen-Segmentabschnitte 84 in Radialrichtung erheblich über den Reibflächenträger 76 hinaus und nehmen axial zwischen sich das zweite Reibelement 38 auf, das als Reibring ausgebildet ist. Dieses Reibelement 38 ist bezüglich seines axialen Querschnittes im wesentlichen an den axialen Querschnitt des Reibflächenträgers 76 angepasst, sodass es mit einander zugewandten Innenseiten der Reibflächen-Segmentabschnitte 84 zur Wirkverbindung gelangt und diese Innenseiten der Reibflächen-Segmentabschnitte 84 demnach als erste Reibflächen 86 des Reibelementes 37 wirksam sind. Darüber hinaus stehen die axialen Außenseiten der Reibflächen-Segmentabschnitte 84 als zweite Reibflächen 88 mit einem weiteren, jeweils benachbarten Reibelement 39, 40 in Wirkverbindung, wobei die antriebsseitige zweite Reibfläche 88 an der Anlagewandung 130 des Masseringes 30 des antriebsseitigen Übertragungselementes 58 in Anlage gelangt, sodass der Massering 30 aufgrund dieser Anlagewandung als axial ortsfestes Reibelement 40 dient. Die abtriebsseitige zweite Reibfläche 88 des entsprechenden Reibflächen-Segmentabschnit-tes 84 wirkt dagegen mit dem axial bewegbaren Reibelement 39, geformt als Reibring, zusammen. Im Zusammenwirken mit den Reibflächen-Segrnentabschnitten 84 dient das Reibelement 39 als drittes Reibelement und das Reibelement 40 als viertes Reibelement der Reibvorrichtung 35.

Aufgrund der besonderen Anordnung des zweiten Reibelementes 38 konzentrisch radial außerhalb des Reibflächenträgers 76 sind die beiden ersten Reibflächen 86 zwischen dem ersten Reibelement 37 und dem zweiten Reibelement 38 bei extrem kompakter axialer Bauweise wirksam. Da das vierte Reibelement 40 ohnehin aufgrund seiner Anlagewandung 130 vorhanden ist, wird auch diesbezüglich kein zusätzlicher axialer Bauraum benötigt. Lediglich das Reibelement 39 wird für eine geringfügige axiale Verlängerung der Reibvorrichtung 35 sorgen. Diesem axial extrem knapp bemessenen Bauraumbedarf steht die Ausbildung von Reibflächen in insgesamt vier Axialebenen gegenüber. Um eine Reibwirkung zu erhalten, bedarf es allerdings einer Relativdrehbewegung zwischen den einzelnen über die ersten Reibflächen 86 sowie über die zweiten Reibflächen 88 miteinander verbundenen Reibelemente. Während der Reibflächenträger 76 und damit das erste Reibelement 37 in bereits beschriebener Weise über die Mitnehmer 43 mit dem abtriebsseitigen Überragungselement 60 in Wirkverbindung steht, greift das zweite Reibelement 38 ebenso wie das dritte Reibelement 39 jeweils über Radialansätze 124, die gegenüber dem jeweiligen Außenumfang des Reibelementes 38, 39 nach radial außen mit im wesentlichen kreissegmentförmiger Ausformung überstehen, in entsprechend geformte Bohrungssegmente 126 des antriebseitigen Übertragungselementes 58 ein, und zwar axial verlagerbar, aber in Umfangsrichtung drehfest. Torsionsschwingungsbedingte Relativdrehauslenkungen der beiden Übertragungselemente 58, 60 zueinander haben demnach zur Folge, dass das zweite Reibelement 38 gegenüber den ersten Reibflächen 86 an den Innenseiten der Reibflächen-Segmentabschnitte 84 bewegt wird, während gleichzeitig das dritte Reibelement 39 sich relativ zur abtriebsseitigen zweiten Reibfläche 88 der Reibflächen-Segmentabschnitte 84 und das vierte Reibelement 40 sich relativ zur antriebsseitigen zweiten Reibfläche 88 der Reibflächen-Segmentabschnitte 84 bewegt.

Da das zweite Reibelement 38 vorzugsweise als geschlossener Reibring ausgebildet und axial zwischen den am Reibflächenträger 76 befestigten Reibflächen-Segmentabschnitten 84 angeordnet ist, bedarf es verständlicherweise besonderer Fertigungsmöglichkeiten, um die in 3 bis 5 eingezeichnete Baueinheit, bestehend aus erstem Reibelement 37 und zweitem Reibelement 38, herzustellen.

4a zeigt ein herausgezeichnetes Reibflächensegment 80 in unverbautem Zustand in Draufsicht. Die beiden Reibflächen-Segmentabschnitte 84 sind in eine gemeinsame Ebene geklappt und durch eine Verbindungsanordnung 116 in Form von Lappen 118 miteinander verbunden. Die Lappen 118 sind auch der 4b entnehmbar, welche die beiden Reibflächen-Segmentabschnitte 84 zusammen mit der Verbindungsanordnung 116 gemäß der Schnittlinie A-A zeigt. Im jeweils in 4a oder 4b oberen Reibflächen-Segmentabschnitt 84 sind Hülsen 110 dargestellt, die einstückig am jeweiligen Reibflächen-Segmentabschnitt angeformt sind. Ebenfalls einstückig angeformt, jetzt allerdings beim jeweils unteren Reibflächen-Segmentabschnitt 84 der 4a und 4b sind Zapfen 112, die jeweils an ihrem freien Ende über einen Bund 114 mit gegenüber dem Schaft größerem radialen Überstand verfügen, der sich zu seinem freien Ende hin kegelförmig verjüngt. Die 4c und 4d zeigen, jeweils vergrößert herausgezeichnet, je einen Bereich eines Reibflächen-Segmentabschnittes 84 mit einer Hülse 110 und einem Zapfen 112, wobei insbesondere die 4c erkennen lässt, dass der Bund 114 des Zapfens 112 radial federnd ausgebildet ist und demnach unter radialer Krafteinwirkung zusammengedrückt werden kann, bei radialer Kraftentlastung dagegen in seine Ausgangsposition zurückschnappt und daher dazu befähigt ist, in Zusammenwirken mit der Hülse 110 eine Rastverbindung herzustellen, was nachfolgend ausführlich erläutert wird.

Das Reibflächensegment 80 wird von radial innen her an die radiale Innenseite des Reibflächenträgers 76 angelegt, und zwar derart, dass die Lappen 118 des Reibflächensegmentes 80 an der radialen Innenseite des Reibflächenträgers 76 zur Anlage kommen. Bevor beide Reibflächen-Segmentabschnitte 84 durch eine Schwenkbewegung jeweils um die antriebseitigen Axialenden 120 der Lappen 118 sowie um die abtriebsseitigen Axialenden 122 der Lappen 118 mit ihren ersten Kontaktflächen 90 an den zugeordneten Aufnahmebereichen 92 des Reibflächenträgers 76 in Anlage gebracht werden, ist es erforderlich, das zweite Reibelement 38 axial einzubringen, bis es, den Reibflächenträger 76 radial umschließend, mit diesem axial ausgerichtet ist. Anschließend werden die beiden Reibflächen-Segmentabschnitte 84 in der beschriebenen Weise jeweils um die Axialenden 120, 122 der Lappen 118 geschwenkt, wodurch sich die Zapfen 112 des einen Reibflächen-Segmentabschnittes 84 an die jeweils zugeordneten Hülsen 110 des jeweils anderen Reibflächen-Segmentabschnittes 84 annähern und, bei Kontakt miteinander, in je einen Durchgang 108 der Hülsen 110 eindringen. Aufgrund des sich kegelförmig verjüngenden freien Endes des Bundes 114 wird dieser beim Eindringen in die Hülse 110 federnd nach radial innen zusammengedrückt, bis er nach weiter fortgesetzter Schwenkbewegung der beiden Reibflächen-Segmentabschnitte 84 aufeinander zu den Durchgang 108 in der Hülse 110 durchdrungen hat und mit seinem Bund 114 an der von der Hülse 110 abgewandten Rückseite des betreffenden Reibflächen-Segmentabschnittes 84 austritt und dabei radial in seine Ausgangsposition zurückfedert. Es ist nun eine Rastverbindung zwischen den beiden Reibflächen-Segmentabschnitten 84 hergestellt, wie sie in 5 im Bereich der Verbindung II-II zeichnerisch dargestellt ist. Bei der Hülse 110 handelt es sich demnach um eine Distanzhalterung 102, welche für einen definierten Axialabstand der beiden Reibflächen-Segmentabschnitte 84 zueinander sorgt, wobei das in 4d nach rechts weisende, freie Ende der Hülse 110 in Verbindung mit dem entsprechenden Anlagebereich in unmittelbarer radialer Umgebung des Zapfens 112 als die zuvor bereits erwähnte zweite Kontaktfläche 94 dient, welche für ein unmittelbares Aneinanderliegen der beiden Reibflächen-Segmentabschnitte 84 ungeachtet des Reibflächenträgers 76 gestattet. Mit dieser Distanzhalterung 102 wirkt selbstverständlich der Zapfen 112 in seiner Funktion als axiale Sicherung 104 zusammen.

Wie 5 in deutlicher Weise zeigt, durchdringen die Hülsen 110 der Reibflächen-Segmentabschnitte 84 jeweils eine entsprechende Ausnehmung 106 im Reibflächenträger 76, wobei diese Ausnehmung 106 durch eine Bohrung gebildet sein kann. Unmittelbar radial außerhalb dieser Ausnehmung 106 sind demnach die ebenfalls bereits genannten ersten Kontaktflächen 90 der Reibflächen-Segmentabschnitte 84 vorgesehen, die an den Aufnahmebereichen 92 des Reibflächenträgers 76 in Anlage gelangen.

Derart hergestellt, wird ein Reibvorrichtungs-Teilmodul 138, bestehend aus erstem Reibelement 37 und zweitem Reibelement 38, axial in den Aufnahmeraum 32 der Schwungmasse 30 eingelegt und anschließend durch das dritte Reibelement 39 sowie den axialen Kraftspeicher 41 ergänzt. In der dargestellten Konstellation ist das erste Reibelement 37 aufgrund seiner nach radial innen geführten Mitnehmer 43, die über die Mitnahmeöffnungen 45 des antriebsseitigen Deckbleches 20 mit dem abtriebsseitigen Übertragungselement 60 in Drehverbindung stehen, als Innenlamelle 96 einer Mehrlamellenkupplung 100 wirksam, während die jeweils über die Radialansätze 124 mit dem Massering 30 und damit mit dem antriebseitigen Übertragungselement 58 drehfesten Reibelemente 38 und 39 jeweils als Außenlamellen 98 der Mehrlamellenkupplung 100 dienen.

Wie 3, insbesondere aber auch 5 erkennen lässt, können an den axialen Außenseiten des Reibflächenträgers 76 Umfangsstützflächen 123 vorgesehen sein, und zwar umfangsmäßig zwischen jeweils zwei Aufnahmebereichen 92 für die ersten Kontaktflächen 90 der Reibflächen-Segmentabschnitte 84. Die Umfangsstützflächen 123 weisen gegenüber den jeweils benachbarten Aufnahmebereichen 92 einen axial größeren Querschnitt auf. Durch vorzugsweise unmittelbare Annäherung der Umfangsstützflächen 123 an die zugeordneten Aufnahmebereiche 92 und damit an die ersten Kontaktflächen 90 der Reibflächen-Segmentabschnitte 84 in Umfangsrichtung dienen die Umfangsstützflächen 123 als Abschersicherung 140 zwischen den Reibflächensegmenten 80 und dem Reibflächenträger 76, sodass auch bei Einleitung hoher Drehmomente kein Abscheren der Reibflächensegmente 80 vom Reibflächenträger 76 erfolgen kann.

Während bei 2 der Reibflächenträger 76 als eigenständiges Bauteil ausgebildet und über die Mitnehmer 43 mit dem antriebseitigen Deckblech 20 in Wirkverbindung gebracht ist, zeigt 6 eine Ausführung, bei welcher am antriebsseitigen Deck blech 20 Ausdrückungen 136 vorgenommen sind, und zwar von der Abtriebsseite aus in Richtung zum Antrieb. Diese Ausdrückungen 136 sind vorzugsweise in vorbestimmten Abständen in Umfangsrichtung voneinander angeordnet und nehmen im jeweils radial äußeren Bereich die Reibflächensegmente 80 auf. Demnach wirken die Ausdrückungen 136 als Reibflächenträger 76 und sind an ihrem radial freien äußeren Ende bezüglich ihres axialen Querschnittes soweit reduziert, dass sie im wesentlichen über den gleichen Querschnitt wie das zweite Reibelement 38 verfügen. Diese Querschnittsreduzierung im radial äußeren Ende wird bevorzugt durch einen materialverdichtend wirkenden Fertigungsvorgang, wie beispielsweise ein Prägen, vorgenommen. Selbstverständlich bietet es sich auch an den Ausdrückungen 136 an, Umfangsstützflächen vorzusehen, um ein Abscheren der Reibflächensegmente 80 von den Ausdrückungen 136 zu vermeiden.

Da über die Kurbelwelle 3 eines Antriebs 1 nicht nur Torsionsschwingungen, also Drehungleichförmigkeiten um die Drehachse 5 (1) eingeleitet werden, sondern auch Schwingungen mit einer Komponente senkrecht zur Drehachse 5, die in üblicher Weise als Taumelschwingungen bezeichnet werden, kann es zu extremen Belastungen an der Nabenscheibe 17 kommen, und zwar im wesentlichen unmittelbar radial außerhalb desjenigen Bereiches, in dem die Nabenscheibe 17 axial zwischen der an der Kurbelwelle 3 aufgenommenen Lagerschale 11 und den Kurbelwellen-Schrauben 9 eingespannt ist. Zur Minderung dieses Problems ist gemäß 7 vorgesehen, die Lagerschale 11 am radial äußeren Ende 133 ihres Radialschenkels 13 mit einer Verrundung 134 auszubilden, die eine evtl. Kerbung der Nabenscheibe 17 in dem besagten Bereich ausschließt und zudem der Nabenscheibe 17 auch in Richtung zur Kurbelwelle 3 einen begrenzten Bewegungsspielraum belässt, der bei Einleitung von Taumelschwingungen zum Auffangen derselben erforderlich ist.

1: Antrieb
3: Kurbelwelle
5: Drehachse
7: Befestigung
9: Kurbelwelle-Schrauben
11: Lagerschale
13: Radialschenkel
15: Axialschenkel
17: Nabenscheibe
18: Fenster
19: Kraftspeicher
20: Deckbleche
21: Deckbleche
22: Fenster
23: Laschen
24: Umfangsöffnungen
25: Vernietung
26: Drehwinkelbegrenzung
30: Massering
32: Aufnahmeraum
35: Reibvorrichtung
37: erstes Reibelement
38: zweites Reibelement
39: drittes Reibelement
40: viertes Reibelement
41: axialer Kraftspeicher
43: Mitnehmer
45: Mitnahmeöffnungen
47: Vernietung
50: Trägerelement
51: Vernietung
52: Massering
54: Befestigungsmittel
55: Reibfläche
56: Reibungskupplung
58: antriebsseitiges Übertragungselement
60: abtriebsseitiges Übertragungselement
62: Fenster
64: Montageöffnung
66: Lagerflansch
68: Lagerung
70: Axiallagerung
71: Vorsprung
72: Öffnung
74: freies Lagerungsende
76: Reibflächenträger
78: erste Komponente
80: Reibflächensegmente
82: zweite Komponente
84: Reibflächen-Segmentabschnitte
86: erste Reibflächen
88: zweite Reibflächen
90: erste Kontaktflächen
92: Aufnahmebereiche
94: zweite Kontaktflächen
96: Innenlamelle
98: Außenlamelle
100: Mehrlamellenkupplung
102: Distanzhalterung
104: axiale Sicherung
106: Ausnehmung im Reibflächenträger
108: Durchgang in der Hülse 110
110: Hülse
112: Zapfen
114: Bund
116: Verbindungsanordnung
118: Lappen
120: antriebsseitiges Axialende des Lappens
122: abtriebsseitiges Axialende des Lappens
123: Umfangsstützflächen
124: Radialansätze
126: Bohrungssegmente
130: Anlagewandungen
132: Anlagewandungen
133: radial äußeres Ende
134: Verrundung
136: Ausdrückungen
138: Reibvorrichtungs-Teilmodul
140: Abschersicherung

Claims

Torsionsschwingungsdämpfer mit einem antriebsseitigen Übertragungselement und einem relativ zu diesem drehbaren antriebsseitigen Übertragungselement, mit einer zwischen den beiden Übertragungselementen vorgesehenen Dämpfungsvorrichtung, die mit den Übertragungselementen in Wirkverbindung stehende elastisch verformbare Kraftspeicher und wenigstens eine mit zumindest einem der Übertragungselemente in Drehmitnahme stehende Reibvorrichtung mit Reibelementen aufweist, von denen wenigstens eines mit einer Mehrzahl von Reibflächen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem ersten Reibelement (37) zumindest zwei miteinander verbindbare Komponenten (78,82) realisiert sind, von denen eine erste Komponente (78) als Reibflächenträger (76) für die zweite Komponente (82) dient und die zweite Komponente (82) mit Reibflächen (86,88) versehen ist, die mit zumindest einem weiteren Reibelement (39, 40) in Wirkverbindung bringbar sind.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente (82) eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung in vorbestimmten Winkelabständen zueinander an der ersten Komponente (78) angeordnete Reibflächensegmente (80) aufweist, die mit Reibflächen-Segmentabschnitten (84) zur Aufnahme der Reibflächen (86, 88) versehen sind und über erste Kontaktflächen (90) jeweils mit an dem Reibflächenträger (76) vorgesehenen Aufnahmebereichen (92) in Wirkverbindung stehen.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibflächen-Segmentabschnitte (84) über zweite Kontaktflächen (94) miteinander in Wirkverbindung stehen.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibflächen-Segmentabschnitte (84) radial benachbart zu den ersten Kontaktflächen (90) und den zweiten Kontaktflächen (94) ein zweites Reibelement (38) axial zwischen sich aufnehmen und an ihren diesem Reibelement (38) zugewandten axialen Innenseiten jeweils mit ersten Reibflächen (86) versehen sind.
Tarsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibflächenträger (76) bezüglich seiner axialen Dimensionierung im wesentlichen an den axialen Querschnitt des zweiten Reibelementes (38) angeglichen ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibflächen-Segmentabschnitte (84) an ihren jeweils vom Reibflächenträger (76) abgewandten, axialen Außenseiten zweite Reibflächen (88) aufweisen, von denen die antriebsseitige Reibfläche (88) mit einem axial benachbarten dritten Reibelement (39) und die abtriebsseitige Reibfläche (88) mit einem axial benachbarten vierten Reibelement (40) in Wirkverbindung stehen.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibvorrichtung (35) axial bewegbare Reibelemente (37, 38, 39) aufweist, die gemeinsam in einem Übertragungselement (58) aufgenommen sind, wobei das erste Reibelement (37) mit einem anderen Übertragungselement (60) und die übrigen Reibelemente (38, 39, 40) mit dem sie aufnehmenden Übertragungselement (58) in Drehverbindung stehen.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass den Reibelementen (37, 38, 39, 40) ein axialer Kraftspeicher (41) der Reibvorrichtung (35) zugeordnet ist, der sich an einer ersten Anlagewandung (132) des die axial bewegbaren Reibelemente (37, 38, 39) aufnehmenden Übertragungselementes (58) abstützt und diese Reibelemente (37, 38, 39) in Richtung zu einer zweiten Anlagewandung (130) beaufschlagt.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem ersten Reibelement (37) die am Reibflächenträger (76) vorhandenen Aufnahmebereiche (92) für die ersten Kontaktflächen (90) der Reibflächen-Segmentabschnitte (84) im radial äußeren Bereich des Reibflächenträgers (76) vorgesehen sind, und der letztgenannte radial innerhalb der Reibflächen-Segmentabschnitte (84) über zumindest einen Mitnehmer (43) verfügt, der für den Drehanschluss des ersten Reibelementes (37) an das Übertragungselement (60) in eine Mitnahmeöffnung (45) desselben eingreift.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei den weiteren axial bewegbaren Reibelementen (38, 39) über deren radialen Umfang hinausragende Radialansätze (124) vorgesehen sind, die zur Drehsicherung mit Bohrungssegmenten (126) des die axial bewegbaren Reibelemente (37, 38, 39) aufnehmenden Übertragungselementes (58) in Eingriff stehen, wobei die Außenkontur der Radialansätze (124) jeweils an die Innenkontur des zugeordneten Bohrungssegmentes (126) angepasst ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialansätze (124) der Reibelemente (38, 39) mit im wesentlichen teilkreisförmiger Außenkontur ausgebildet sind.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungssegmente (126) in einem zur Aufnahme der axial bewegbaren Reibelemente (37, 38, 39) bestimmten Aufnahmeraum (32) ausgebildet sind, der axial beidseits durch die Anlagewandungen (130, 132) für die Reibvorrichtung (35) begrenzt ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Reibelement (37) als Innenlamelle (96) und die axial bewegbaren weiteren Reibelemente (38, 39) jeweils als Außenlamellen (98) einer Mehrlamellenkupplung (100) vorgesehen sind.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 8 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die die vom axialen Kraftspeicher (41) entfernte Anlagewandung (130) gleichzeitig eine Reibfläche (40) beinhaltet und an einem Massering (30) des entsprechenden Übertragungselementes (58) vorgesehen ist, und dass sämtliche axial bewegbaren Reibelemente (37, 38, 39) der Mehrlamellenkupplung (100) mittels des axialen Kraftspeichers (41) in Richtung zu dieser Anlagewandung (130) beaufschlagbar sind.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einem der Reibflächen-Segmentabschnitte (84) je eine Distanzhalterung (102) und an einem anderen der Reibflächen-Segmentabschnitte (84) je eine axiale Sicherung (104) vorgesehen ist, die in Funktionseinheit miteinander die Reibflächen-Segmentabschnitte (84) gegenüber dem Reibflächenträger (76) positionieren.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzhalterung (102) des einen Reibflächen-Segmentabschnittes (84) sich mit einer gemäß dem axialen Querschnitt des Reibflächenträgers (76) bemessenen Axialerstreckung durch eine Ausnehmung (106) des Reibflächenträgers (76) von einem Reibflächen-Segmentabschnitt (84) ausgehend in Richtung zum jeweils anderen Reibflächen-Segmentabschnitt (84) ausdehnt und dort an dessen dem erstgenannten Reibflächen-Segmentabschnitt (84) zugewandter Seite zur Anlage kommt.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die axialen Sicherungen (104) des jeweils anderen Reibflächen-Segmentabschnittes (84) mit je einer gemäß dem axialen Querschnitt des Reibflächenträgers (76) sowie dem axialen Querschnitt der anderen Reibflächen-Segmentabschnitte (84) bemessenen Axialerstreckung durch eine Ausnehmung (106) des Reibflächenträgers (76) sowie eine Aussparung (108) des anderen Reibflächen-Segmentabschnittes (84) in Richtung zu dem letztgenannten durchdringt und denselben hintergreift.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzhalterung (102) mit wenigstens einer an einem Reibflächenträger-Segmentabschnitt (84) vorgesehenen Hülse (110) und die axiale Sicherung (104) mit zumindest einem am anderen Reibflächen-Segmentabschnitt (84) vorhandenen Zapfen (112) versehen ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (112) des einen Reibflächen-Segmentabschnittes (84) die zugeordnete Hülse (110) des anderen Reibflächen-Segmentabschnittes (84) axial durchdringt.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (112) radial in der Hülse (110) geführt ist und die letztgenannte mit einem angeformten Bund (114) hintergreift.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Sicherung (104) zwischen den beiden Reibflächen-Segmentabschnitten (84) durch Einrasten des Bundes (114) an der Rückseite des die Hülse (110) aufweisenden Reibflächen-Segmentabschnittes (84) herstellbar ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (110) einstückig mit dem ersten Reibflächen-Segmentabschnitt (84) und der Zapfen (112) einstückig mit dem zweiten Reibflächen-Segmentabschnitt (84) ausgebildet ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibflächenträger (76) aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibflächen-Segmentabschnitte (84) aus Kunststoff hergestellt sind.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibflächen-Segmentabschnitte (84) zumindest vor ihrer montagebedingten Befestigung am Reibflächenträger (76) jeweils durch eine Verbindungsanordnung (116) miteinander gekoppelt sind.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 2 und 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung (116) für die Reibflächen-Segmentabschnitte (84) radial innerhalb des Erstreckungsbereichs der ersten Kontaktflächen (90) der Reibflächen-Segmentabschnitte (84) mit den Aufnahmebereichen (92) des Reibflächenträgers (76) vorgesehen sind.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung (116) jeweils zumindest einen Lappen (118) aufweist, welcher mit einem Axialende (120) am antriebsseitigen Reibflächen-Segmentabschnitt (84) und mit einem zweiten Axialende (122) am abtriebsseitigen Reibflächen-Segmentabschnitt (84) angebunden ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der die Anlagewandung (130) für die Reibvorrichtung (35) aufweisende Massering (30) des die Reibvorrichtung (35) aufnehmenden Übertragungselementes (58) an einer fest mit der Kurbelwelle (3) eines Antriebs (1), wie einer Brennkraftmaschine, verbundenen Nabenscheibe (17) befestigt ist und die Nabenscheibe (17) die andere Anlagewandung (132) für die Reibvorrichtung (35) bereitstellt.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibflächenträger (76) des in einem Übertragungselement (58) aufgenommenen ersten Reibelementes (37) über zumindest ein Deckblech (20) des anderen Übertragungselementes (60) mit dem letztgenannten in Drehverbindung steht.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibflächenträger (76) des in einem Übertragungselement (58) aufgenommenen ersten Reibelementes (37) durch einstückige Ausbildung mit zumindest einem Deckblech (20) des anderen Übertragungselementes (60) mit dem letztgenannten in Drehverbindung steht.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckblech (20) des Übertragungselementes (60) zur Bildung einer Drehwinkelbegrenzung (26) für die beiden Übertragungselemente (58, 60) mit wenigstens einer Lasche (23) unter vorbestimmtem Spiel in Umfangsrichtung in eine Umfangsöffnung (24) der Nabenscheibe (17) des anderen Übertragungselementes (58) eingreift.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einem Deckblech (21) ein Trägerelement (50) zugeordnet ist, das zur Aufnahme eines dem entsprechenden Übertragungselement (60) zugewiesenen Masserings (52) bestimmt ist und zur Zentrierung dieses Übertragungselementes (60) gegenüber dem Antrieb (1) über eine Lagerung (68) an einer am Antrieb (1) befestigten Lagerschale (11) angreift.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (11) die Nabenscheibe (17) des am Antrieb (1) befestigten Übertragungselementes (58) auf vorbestimmter Axialdistanz zum Antrieb (1) hält und unmittelbar radial außerhalb ihrer Befestigung (7) am Antrieb (1) radial endet, wobei die Lagerschale (11) an ihrer der Nabenscheibe (17) zugewandten Seite ihres radial äußeren Endes (133) über eine die Distanz zur Nabenscheibe (17) vergrößernde Verrundung (134) verfügt.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (11) mit im wesentlichen L-förmigem Querschnitt ausgebildet ist, und zwar mit einem radialen Schenkel (13) zur Befestigung am Antrieb (1) und mit einem axialen Schenkel (15) zur Aufnahme der Lagerung (68).
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass axial zwischen den beiden Übertragungselementen (58, 60) eine Axiallagerung (70) vorgesehen ist, die sich einerends an der Nabenscheibe (17) und anderenends an dem zu diesem benachbarten Trägerelement (50) abstützt.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Axiallagerung (70) mit dem Trägerelement (50) drehfest verbunden ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Axiallagerung (70) aus Kunststoff besteht.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 30 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckblech (20) zur einstückigen Ausbildung mit dem Reibflächenträger (76) in seinem als Aufnahmebereich (92) für die Reibflächen-Segmentabschnitte (84) dienenden Teilbereich auf einen Querschnitt reduziert ist, der im wesentlichen demjenigen des ebenfalls von den Reibflächen-Segmentabschnitten (84) axial begrenzten zweiten Reibelementes (38) entspricht.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckblech (20) entlang seines Umfanges über eine Mehrzahl von in Richtung zum Antrieb (1) hin vorgenommene Ausdrückungen (136) verfügt, die als Reibflächenträger (76) zur Aufnahme der Reibflächen-Segmentabschnitte (84) vorgesehen sind.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 29 oder 30 und 31 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibflächenträger (76) jeweils in seinem Aufnahmebereich (92) für die Reibflächen-Segmentabschnitte (84) über einen axialen Querschnitt verfügt, der im wesentlichen demjenigen des ebenfalls von den Reibflächen-Segmentabschnitten (84) axial begrenzten zweiten Reibelementes (38) ent spricht, und in Umfangsrichtung zwischen diesen Reibflächen-Segmentabschnitten (84) mit Umfangsstützflächen (123) größeren axialen Querschnittes versehen ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibflächenträger (76) die Umfangsstützflächen (123) in Umfangsrichtung jeweils unmittelbar angrenzend an einen Reibflächen-Segmentabschnitt (84) aufweist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 40 oder 41, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Reibflächenträgers (76) jeweils im Aufnahmebereich (92) für die Reibflächen-Segmentabschnitte (84) durch einen in Achsrichtung materialverdichtend wirkenden Fertigungsvorgang gegenüber dem größeren axialen Querschnitt abgeflacht ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass als in Achsrichtung materialverdichtend wirkender Fertigungsvorgang ein Prägen vorgenommen ist.