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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Doppelkupplungsanordnung, umfassend einen Eingangsbereich,
welcher über
eine Drehkopplungsanordnung an ein Antriebsorgan ankoppelbar oder
angekoppelt ist.
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Doppelkupplungen finden im modernen Fahrzeugbau
aufgrund der bei Durchführung
von Schaltvorgängen
sich ergebenden Vorteile zunehmend Einsatz. Da Doppelkupplungen
im Vergleich zu normalen Einfachkupplungen vor allem in axialer Richtung
eine größere. Baulänge aufweisen,
ist es im Allgemeinen erforderlich, diese an beiden axialen Seiten
abzustützen.
An der Antriebsseite, also der dem Antriebsaggregat zugewandten
Seite, findet diese Abstützung
beispielsweise über
eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung
oder eine sonstige plattenartige Kopplungsanordnung statt. An der
Abtriebsseite, also der dem Getriebe zugewandten Seite, ist im All-
gemeinen der Eingangsbereich der Doppelkupplung über ein Drehentkopplungslager
am Getriebegehäuse
abgestützt.
Aufgrund dieser Abstützung
an beiden axialen Seiten ist es erforderlich, das gesamte Doppelkupplungssystem
in zwei Bereiche aufzugliedern, von welchen einer bei der Montage zunächst mit
dem Antriebsaggregat gekoppelt wird, während der andere mit dem Getriebegehäuse gekoppelt
wird. Beim bzw. nach dem Heranführen
des Getriebegehäuses
mit dem daran vorgesehenen Bereich der Doppelkupplung an das Antriebsaggregat werden
dann die beiden Doppelkupplungsbereiche miteinander verbunden. Hierzu
ist es beispielsweise bekannt, Schraubverbindungen einzusetzen,
welche bei Erlangung einer sehr stabilen Kopplung das Problem aufweisen,
dass der Bereich, in welchem die Schraubverbindung herzustellen
ist, von außen
nur schwer zugänglich
ist.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Doppelkupplungsanordnung bereitzustellen, bei welcher
die Integration in einen Antriebsstrang vereinfacht bzw. verbessert
werden kann.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird diese Aufgabe gelöst
durch eine Doppelkupplungsanordnung, umfassend einen Eingangsbereich,
welcher über
eine Drehkopplungsanordnung an ein Antriebsorgan ankoppelbar oder
angekoppelt ist, wobei die Drehkopplungsanordnung ein mit dem Antriebsorgan
zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse verbindbares Kopplungselement
mit einer Verzahnungsformation aufweist, mit welcher eine Verzahnungsformation
des Eingangsbereichs in Drehkopplungseingriff steht oder bringbar
ist.
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Durch den Einsatz von Verzahnungsformationen,
welche den an die Getriebeseite anzukoppelnden Bereich der Doppelkupplung
mit dem an ein Antriebsaggregat anzukoppelnden Bereich eines gesamten
Doppelkupplungssystems drehfest verbinden, wird bei gleichwohl erhaltener
sehr stabiler Drehmomentübertragungskopplung
eine einfache Montierbarkeit durch axiales Aufeinanderzubewegen und
Ineingriffbringen erhalten.
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Dabei kann beispielsweise vorgesehen
sein, dass die Verzahnungsformation an dem Kopplungselement eine
Außenverzahnung
ist und dass die Verzahnungsformation des Eingangsbereichs eine
Innenverzahnung ist.
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Der Einsatz von durch Aufeinanderzubewegen
in Eingriff bringbaren Verzahnungsformationen erfordert, dass ein
gewisses Bewegungsspiel zwischen diesen Verzahnungsformationen vorhanden ist.
Vor allem bei Auftreten von Drehmomentschwingungen führt ein
derartiges Bewegungsspiel im Bereich von Verzahnungen jedoch zu
Klappergeräuschen
und zu einem übermäßigen Verschleiß. Es kann
daher gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Vorspannanordnung
vorgesehen sein zum Vorspannen der Verzahnungsformation des Kopplungselements
und der Verzahnungsformation des Eingangsbereichs in festen Drehkopplungskontakt.
Dazu wird beispielsweise vorgeschlagen, dass die Vorspannanordnung
wenigstens ein die Verzahnungsformationen in Umfangsrichtung bezüglich einander
vorspannendes Federelement umfasst.
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Den bei Auftreten von Drehmomentschwankungen
bzw. Drehmomentschwingungen möglicherweise
generierten Klappergeräuschen
im Bereich von Verzahnungen kann weiter entgegengetreten werden
durch eine Reibanordnung zum Erzeugen einer einer Relativbewegung
zwischen dem Kopplungselement und dem Eingangsbereich entgegenwirkenden
Reibkraft. Hier kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Reibanordnung
wenigstens ein an dem Eingangsbereich oder dem Kopplungselement
festgelegtes und an der jeweils anderen Baugruppe reibend angreifendes,
in Reibanlage vorgespanntes Reibelement aufweist.
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Insbesondere beim Einsatz in kleiner
gebauten, kompakten Fahrzeugen, in welchen im Allgemeinen im Motorraum
auch ganz wenig Bauraum zur Verfügung
steht, kann gemäß einem
vorteilhaften Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass
das Kopplungselement in einem radial inneren Bereich zur Anbindung
an das Antriebsorgan ausgebildet ist und in seinem radial äußeren Bereich
die Verzahnung aufweist. Weiterhin ist es aber selbstverständlich möglich, dass
das Kopplungselement ein Bauteil einer Sekundärseite einer mit ihrer Primärseite an
das Antriebsorgan anzubindenden Torsionsschwingungsdämpferanordnung
ist.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit
Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben.
Es zeigt:
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1 eine
Teil-Längsschnittansicht
einer Doppelkupplung;
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2 eine
in der 1 entsprechende
Ansicht einer alternativ ausgestalteten Doppelkupplungsanordnung;
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3 eine
Detailansicht zweier miteinander in Eingriff stehender Verzahnungen
der in 2 dargestellten
Ausgestaltungsvariante, betrachtet in Achsrichtung;
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4 zwei
miteinander in Eingriff stehende Verzahnungen, betrachtet im Längsschnitt.
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Die 1 zeigt
eine Doppelkupplungsanordnung 10. Die Doppelkupplungsanordnung
,10 umfasst im Wesentlichen zwei Kupplungsbereiche 12, 14,
durch welche wahlweise ein Drehmoment von einer Antriebswelle, beispielsweise
Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, auf eine von zwei zueinander koaxial
angeordneten Getriebeeingangswellen übertragen werden kann.
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Eine Widerlagerplatte 16 ist
in ihrem radial äußeren Bereich über eine
Platte 18 oder dergleichen drehfest an die bereits angesprochene
Antriebswelle anzukoppeln. Die Widerlagerplatte 16 bildet
mit ihren beiden in Richtung einer Drehachse A weisenden Flächen 20, 22 jeweils
Widerlagerbereiche für
die beiden Kupplungsbereiche 12, 14: Der erste
Kupplungsbereich 12 umfasst eine Anpressplatte 24,
die mit der Widerlagerplatte 16 beispielsweise über Tangentialblattfedern
oder dergleichen drehfest, bezüglich
dieser jedoch in Richtung der Drehachse A verlagerbar gekoppelt
ist. Über
eine Kraftübertragungsanordnung
26 und ein Kraftbeaufschlagungselement 28 kann eine Einrückkraft
von einem Betätigungssystem 29 des
ersten Kupplungsbereichs 12 auf die Anpressplatte 24 übertragen
werden. Die Kraftübertragungsanordnung 26 umfasst zwei
topf- oder schalenartig ausgebildete Kraftübertragungselemente 30, 32,
welche die Widerlagerplatte 16 überbrücken und in ihrem radial äußeren Bereich
miteinander verbunden sind. Das Kraftübertragungselement 30 kann
die Anpressplatte 24 unter Zwischenlagerung einer Verschleißnachstellvorrichtung 34 beaufschlagen.
Das Kraftbeaufschlagungselement 28 ist in seinem radial äußeren Bereich 3-6 an dem
Kraftübertragungselement 32 abgestützt und
ist in einem radial weiter innen liegenden Bereich 38 über einen
Drahtring 40 o. dgl. an der Außenseite eines topfartig ausgebildeten
und mit der Widerlagerplatte 16 verbundenen Gehäuses 42 abgestützt. Radial
innen beaufschlagt dann das Betätigungssystem zur
Durchführung
von Einrückvorgängen des
ersten Kupplungsbereichs 12 das Kraftbeaufschlagungselement 28.
Wird durch entsprechende Krafterzeugung die Anpressplatte 24 in
Richtung auf die Fläche 20 der
Widerlagerplatte 16 zu verschoben, so wird eine Kupplungsscheibe 44 mit
ihren Reibbelägen 46 zwischen
der Widerlagerplatte 16 und der Anpressplatte 24 geklemmt
und somit eine Drehmomentübertragungsverbindung
zu einer der Getriebeeingangswellen hergestellt.
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Der zweite Kupplungsbereich 14 umfasst ebenfalls
eine Anpressplatte 48, die mit der Widerlagerplatte 16 bzw.
dem Gehäuse 42 beispielsweise wiederum
durch Tangentialblattfedern o. dgl., die auch eine Luftkraft erzeugen
können,
drehfest, jedoch in Richtung der Achse A bewegbar verbunden ist.
Ein Kraftbeaufschlagungselement 50 des zweiten Kupplungsbereichs 14 ist
in seinem radial äußeren Bereich 52 beispielsweise über einen
Drahtring 54 oder dergleichen an der Innenseite des Gehäuses 42 abgestützt und
kann mit seinem radial weiter innen gelegenen Bereich 56 die
Anpressplatte 48 beaufschlagen. Ein Betätigungssystem 51 beaufschlagt das
Kraftbeaufschlagungselement 50 in seinem radial inneren
Endbereich, um zur Durchführung
von Einkuppelvorgängen
des zweiten Kupplungsbereichs 14 die Anpressplatte 48 in
Richtung auf die Fläche 22 der
Widerlagerplatte 16 zu zu bewegen. Dabei wird eine Kupplungsscheibe 54 mit
ihren Reibbelägen 56 zwischen
der Widerlagerplatte 16 und der Anpressplatte 48 geklemmt
und somit eine Drehmomentübertragungsverbindung
zur anderen Getriebeeingangswelle hergestellt.
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Vorangehend ist der prinzipielle
Aufbau einer Doppelkupplung 10 beschrieben worden. Es ist selbstverständlich,
dass hier in verschiedenen Bereichen konstruktive Änderungen
vorgesehen sein können.
So könnte
beispielsweise die Widerlagerplatte 16, die zusammen mit
den beiden Anpressplatten 24, 48, dem Gehäuse 42 und
den damit drehfestgekoppelten Komponenten einen Eingangsbereich 60 der Doppelkupplung 10 bildet, über eine
Torsionsschwingungsdämpferanordnung
an eine Antriebswelle angekoppelt sein. Auch könnte selbstverständlich beim zweiten
Kupplungsbereich 14 zwischen der Anpressplatte 48 und
dem Kraftbeaufschlagungselement 56 eine Verschleißnachstellvorrichtung
vorgesehen sein.
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Die beiden Kraftbeaufschlagungselemente 28, 50 können als
ringscheibenartige Bauteile ausgebildet sein, die eine Mehrzahl
von Kraftübertragungshebeln
bereitstellen und im Wesentlichen keine eigene Kraftkomponente zur
Beaufschlagung der jeweils zugeordneten Anpressplatte 24, 28 bereitstellen. Durch
die Betätigungssysteme
wird eine Einrückkraft geliefert,
so dass hier eine Doppelkupplungsanordnung 10 mit zwei
Kupplungsbereichen 12, 14 des Normal-Offen-Typs
vorgesehen ist. Selbstverständlich
könnten
als Kraftbeaufschlagungselemente auch Membranfedern oder dergleichen
Einsatz finden, so dass durch die zugeordneten Betätigungssysteme dann
jeweils eine Ausrückkraft
bereitzustellen ist.
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Die Platte 18, über welche
der allgemein mit 60 bezeichnete Eingangsbereich der Doppelkupplungsanordnung 10 drehfest
an eine Antriebswelle oder dergleichen angekoppelt werden kann,
ist im Allgemeinen aus Blechmaterial aufgebaut und weist an ihrem
radial äußeren Bereich 62 eine
durch Umformung oder/und materialabhebende Bearbeitung gebildete
Verzahnungsformation 64 auf, welche im Wesentlichen als
Außenumfangsverzahnung
ausgebildet ist. Am Eingangsbereich 60 bzw. der Widerlagerplatte 16 desselben
ist im Bereich von mehreren in Umfangsrichtung aufeinander folgend
angeordneten Kopplungsfüßen 66 eine
Verzahnungsformation 68 als Innenumfangsverzahnung bereitgestellt. Durch
axiales Aufeinanderzubewegen kann also die Platte 18 mit
dem Eingangsbereich 60 der Doppelkupplungsanordnung 10 zur
Drehmomentübertragung
verbunden werden.
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Beider Integration einer derartigen
Doppelkupplungsanordnung 10 in einem Antriebsstrang kann
so vorgegangen werden, dass die Platte 18 zunächst in
ihrem radial inneren Bereich 70 an eine Kurbelwelle oder dergleichen
angeschraubt oder in sonstiger Weise festgelegt wird. Der verbleibende Bereich
der Doppelkupplungsanordnung 10, insbesondere der Eingangsbereich 60,
wird über
eine Abstützanordnung 72 an
einem Getriebegehäuse
festgelegt und dabei auch mit den Getriebeeingangswellen drehfest
verbunden. Beim Heranführen
des Getriebegehäuses
mit dem daran gehaltenen Eingangsbereich 60 an das Antriebsaggregat
können
dann die beiden Verzahnungsformationen 64, 68 in
Eingriff treten und auf diese Weise dann die drehfeste Kopplung des
Eingangsbereichs 60 mit einem Antriebsaggregat realisieren.
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Eine alternative Ausgestaltungsform
einer Doppelkupplungsanordnung 10 ist in 2 gezeigt. Komponenten, welche vorangehend
beschriebenen Komponenten hinsichtlich Aufbau bzw. Funktion entsprechen,
sind mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs "a" bezeichnet.
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Man erkennt zunächst, dass der Eingangsbereich 60a zwei
Widerlagerplatten 16a, 16a' umfasst. Die Kupplungsscheibe 44a des
ersten Kupplungsbereichs 12a ist durch die Anpressplatte 24a gegen
die Widerlagerplatte 16a' pressbar. Die Kupplungsscheibe 54a ist
durch die Anpressplatte 48a gegen die Widerlagerplatte 16a pressbar
und zwar in der gleichen Richtung, in welcher auch die Kupplungsscheibe 44a pressbar
ist. Dies bedeutet, dass zur Durchführung des Einkuppelvorgangs
beide Anpressplatten 24a, 48a in der gleichen
Richtung zu bewegen sind. Das Gehäuse 12a umfasst hier
zwei Gehäuseteile 42a, 42a',
die miteinander bzw. der Widerlagerplatte 16a fest verbunden
sind. Das Kraftbeaufschlagungselement 28a des ersten Kupplungsbereichs 12a stützt sich
an dem äußeren Gehäuseteil 42a ab,
während
das Kraftbeaufschlagungselement 50a des zweiten Kupplungsbereichs 14a sich
an dem inneren Gehäuseteil 42a' abstützt.
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Es ist ferner eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung 74a vorgesehen.
Diese umfasst eine Primärseite 76a,
welche drehfest an die Antriebswelle 78a angekoppelt ist. Über eine
Sekundärseite 80a ist
die Torsionsschwingungsdämpferanordnung 74a mit
dem Eingangsbereich 60a gekoppelt.
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Die Primärseite 76a umfasst
ein Zentralscheibenelement 82a, das in seinem radial inneren Bereich
zusammen mit einem nachfolgend noch erwähnten Lagerungselement 84a unter
Einsatz von Schraubbolzen 86a an die An- triebswelle 78a angebunden
ist. Radial außen
ist mit dem Zentralscheibenelement 82a ein Schwungmasseteil 88a der
Primärseite 76a fest
gekoppelt.
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Die Sekundärseite 80a umfasst
zwei Deckscheibenelemente 90a, 92a; die in ihrem
radial inneren Bereich beidseits des Zentralscheibenelements 82a liegen
und die radial außen
miteinander durch Vernieten oder dergleichen fest verbunden sind.
Im radialen Bereich dieser Vernietung weisen an mehreren Umfangspositionen
die Deckscheibenelemente 90a, 92a Aussparungen
aus, durch welche hindurch Verlängerungsarme
des Zentralscheibenelements 82a greifen, um dort mit dem
Schwungmasseteil 88a gekoppelt zu werden. Auf diese Art
und Weise ist gleichzeitig auch eine Drehwinkelbegrenzung für die Primärseite 76a und
die Sekundärseite 80a vorgesehen.
Die Sekundärseite 80a umfasst
ferner ein Schwungmasseteil 94a; das mit dem Deckscheibenelement 92a durch
Vernietung oder dergleichen fest verbunden ist. Radial innen weisen
sowohl das Lagerungselement 84a als auch das Schwungmasseteil 94a axial
sich erstreckende zylindrische Ansätze auf, zwischen welchen ein
Radiallager 96a vorgesehen ist, um die Sekundärseite 80a der
Torsionsschwingungsdämpferanordnung 74a in
radialer Richtung bezüglich
der Primärseite
zu lagern. Über
ein Axiallager 98a ist die Sekundärseite 80a axial bezüglich der Primärseite 76a abgestützt.
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Um eine Relativdrehung zwischen der
Sekundärseite 80a und
Primärseite 76a zu,
ermöglichen,
sind in an sich bekannter Weise mehrere in Umfangsrichtung aufeinander
folgend angeordnete Dämpferfedern 100a vorgesehen,
die in jeweiligen Federfenstern der Sekundärseite 80a und der
Primärseite 76a angeordnet
sind und unter deren Kompression diese beiden Baugruppen sich bezüglich einander
um die Drehachse A drehen können.
Es ist ferner eine ggf. auch verschleppt wirkende Festreibeinrichtung 102a vorgesehen,
um bei auftretender Relativdrehung zwischen Primärseite 76a und Sekundärseite 80a Schwingungsenergie
in Reibenergie und somit Wärmeenerge
umzuwandeln.
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Zur Kopplung der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 74a mit
dem Eingangsbereich 60a weisen das Schwungmasseteil 94a und
die Widerlagerpelatte 16a', welche beide grundsätzlich ringscheibenartig
ausgebildet sind und zueinander koaxial angeordnet sind, jeweilige
Verzahnungsformationen 104a, 106a auf. Die Verzahnungsformation 104a ist
eine Außenumfangsverzahnung,
während die
Verzahnungsformation 106a eine Innenumfangsverzahnung ist.
Durch axiales Heranbewegen des Eingangsbereichs 60a an
die Torsionsschwingungsdämpferanordnung 74a,
welche zuvor bereits an der Welle 78a montiert sein kann,
werden diese beiden Verzahnungsformationen 104a, 106a in
Eingriff gebracht, so dass eine Drehkopplung zwischen der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 74a,
nämlich der
Sekundärseite 80a derselben,
und dem Eingangsbereich 60a sichergestellt ist. Man erkennt, dass
an dem Schwungmasseteil 94a ein Axialanschlagbereich 108a vorgesehen
ist, an welchem bei dem axialen Heranbewegen die Widerlagerplatte 16a' beispielsweise
mit ihrer Verzahnungsformation 106a in Anlage gelangt,
so dass eine definierte Axialpositionierung vorgegeben ist. Um diesen
Eingriff in axialer Richtung definiert beizubehalten und um gleichzeitig
auch eine definierte Axialabstützung
der Sekundärseite 80a an
der Primärseite 76a zu
gewährleisten;
umfasst die Abstützanordnung,
mit welcher der Eingangsbereich 60a über das Gehäuseteil 42a an einem
Getriebegehäuse 110a abgestützt ist, eine
Vorspann feder 112a, welche den Eingangsbereich 60a,
welcher grundsätzlich
bezüglich
des Getriebegehäuses 110a drehbar
ist, axial- in Richtung auf die Antriebswelle 78a vorspannt.
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In 3 ist
eine besondere Ausgestaltungsform der beiden miteinander in Drehmitnahmeeingriff gebrachten
Verzahnungsformationen 104a, 106a gezeigt: Man
erkennt hier, selbstverständlich
in übertriebener
Art und Weise, dass die beiden Verzahnungsformationen 104a, 106a im
Allgemeinen so ausgebildet sind, dass ein gewisses Bewegungsspiel zwischen
diesen vorhanden sind, wodurch das axiale Ineinandereinfügen ermöglicht bzw.
erleichtert wird. Dieses Umfangsbewegungsspiel hätte jedoch im Drehbetrieb die
Erzeugung von Klappergeräuschen zur
Folge. Um dem entgegenzutreten, sind an mehreren Umfangspositionen
Vorspannfedern 114a vorgesehen, die an einer jeweiligen
Abstützkante 116a der
Widerlagerplatte 16a' und 118a des Schwungmasseteils 94a in
Umfangsrichtung abgestützt
sind und unter deren Vorspannung die beiden Verzahnungsformationen 104a, 106a in
festen gegenseitigen Anlagekontakt gepresst sind. Auf diese Art
und Weise wird das Auftreten von Klappergeräuschen vermieden.
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Bei der in 4 gezeigten
Ausgestaltungsform sorgt eine allgemein mit 120a bezeichnete
Reibeinrichtung dafür,
dass einer im Rahmen des angesprochenen Bewegungsspiels möglichen
Relativbewegung zwischen dem Schwungmasseteil 94a und der
Widerlagerplatte 16a' entgegengewirkt wird. Diese Reibeinrichtung 120a kann
an der Widerlagerplatte 16a' eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung
aufeinander folgend angeordneten federelastischen Reibplatten 122a' aufweisen;
die an der Widerlagerplatte 16a' beispielsweise durch Nietbolzen 124a oder
dergleichen festgelegt sind. Diese Reibplatten 122a kommen
bei dem axialen Heranbewegen der Widerlagerplatte 16a' an
das Schwungmasseteil 94a in Anlage an diesem Schwungmasseteil 94a und
pressen unter ihrer eigenen elastischen Vorspannwirkung gegen dieses
Teil. Auf diese Art und Weise wird bei einer Umfangsrelativbewegung
zwischen der Widerlagerplatte 16a' und dem Schwungmasseteil 94a ebenfalls
Bewegungsenergie. in Reibenergie und somit Wärmeenergie umgesetzt. Es ist
selbstverständlich möglich, die
beiden in den 3 und 4 gezeigten Ausgestaltungsvarianten zu
kombinieren. Ebenso ist es selbstverständlich möglich, diese Varianten bei der
Ausgestaltungsform gemäß 1 vorzusehen, also einer
Ausgestaltungsform, wo der Eingangsbereich nicht an eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung,
sondern ein Kopplungsplattenteil oder dergleichen angebunden ist.