DE19611268A1 - Reibscheibendämpfer für Torsionsschwingungen - Google Patents
Reibscheibendämpfer für TorsionsschwingungenInfo
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- F16F15/1292—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon characterised by friction-damping means characterised by arrangements for axially clamping or positioning or otherwise influencing the frictional plates
Description
Die Erfindung betrifft einen Reibscheibendämpfer nach dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1.
Ein wesentliches Problem besteht bei Reibscheibendämpfern darin, daß die
Eigenfrequenz der Reibscheibendämpfer im Drehzahlbereich der Verbren
nungsmotoren liegt, deren Drehschwingungen zu dämpfen sind.
Im unterkritischen Drehzahlbereich ist eine sehr hohe Dämpfung erforderlich, da
andernfalls die Eigenfrequenz des Reibscheibendämpfers zu einer deutlichen
Überhöhung der Drehbeschleunigungen gegenüber der Primärseite führt.
Im überkritischen Drehzahlbereich, d. h. etwa über einer Motordrehzahl von 3000
U/min ist dagegen jede Dämpfung störend. Folglich ist in diesem Bereich jede
Dämpfung zu vermeiden, so daß eine möglichst reibungsfreie Relativbewegung
zwischen der Primär- und der Sekundärseite gefordert wird.
Bei bekannten Reibscheibendämpfern ist jeweils nur eine festeingestellte Reibkraft
vorgesehen, die z. B. mittels ineinandergesteckter, federbelasteter Konen erzeugt
wird. Ist die Reibkraft groß, so ergibt sich im unterkritischen Drehzahlbereich keine
oder nur eine schwache Überhöhung der Drehbeschleunigung zwischen Primär-und
Sekundärseite, was an sich erwünscht ist. Dafür ergeben sich im überkritischen
Drehzahlbereich für die Sekundärseite untragbare Werte. Wählt man einen
Reibscheibendämpfer mit schwacher Dämpfung, so ergibt sich im unterkritischen
Drehzahlbereich eine deutliche Überhöhung der Drehbeschleunigung zwischen der
Primär- und der Sekundärseite, die äußerst unerwünscht ist, während die Werte im
überkritischen Drehzahlbereich befriedigend sein können. Aus den vorgenannten
physikalischen Gründen können Reibscheibendämpfer mit konstanter Dämpfung
keine im ganzen Drehzahlbereich optimale Lösung bieten.
Andererseits sind mechanische Reibscheibendämpfer preiswert herstellbar und
wesentlich billiger, als die komplizierteren hydraulischen Torsionsschwingungsdämp
fer.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Reibscheibendämpfer für den
gesamten Drehzahlbereich zu schaffen, d. h. einen solchen, der im unterkritischen
Drehzahlbereich mit sehr geringen Kräften eine möglichst hohe und im überkritischen
Drehzahlbereich eine möglichst niedrige, möglichst drehzahlabhängig gesteuerte
Dämpfung bewirkt. Ferner ist vorgesehen, den Reibscheibendämpfer so zu
gestalten, daß er keinen zusätzlichen Bauraum in Anspruch nimmt, so daß er auch
nachträglich gegen vorhandene, bekannte Reibscheibendämpfer austauschbar ist.
Die gestellte Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1
gelöst.
Das drehzahlabhängig wirkende Betätigungsglied bewirkt eine mit wachsender
Drehzahl abnehmende Andrückkraft auf die Reibeinrichtung und kann so eingestellt
sein, daß die Andrückkraft bei Überschreiten der kritischen Drehzahl auf Null geht.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Reibscheibendämpfer so
auszubilden, daß er außer der drehzahlgesteuerten Dämpfung eine zusätzliche
drehmomentenabhängige Steuerung ermöglicht.
Bei zunehmendem übertragenen Drehmoment vergrößert sich der relative
Verdrehwinkel zwischen dem Primär- und dem Sekundärteil des Reib
scheibendämpfers. Wird dem Betätigungsglied ein Drehmomentenwandler vor
geschaltet, dann ist es möglich, dem Betätigungsglied eine drehmomentenab
hängige Steuerung zu überlagern.
In den weiteren Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
angegeben.
Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Reibscheibendämpfer nach der Erfindung nach
der Linie I-I in Fig. 2 und
Fig. 2 einen axialen Längsschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, im unterkritischen
Drehzahlbereich
Fig. 3 den unteren Teil des in Fig. 2 dargestellten Reibscheibendämpfers im über
kritischen Drehzahlbereich.
Fig. 4 eine vergrößerte Einzelheit in Fig. 2 und
Fig. 5 eine andere vergrößerte Einzelheit der Fig. 2.
Die Zeichnung zeigt ein antriebsseitiges Schwungrad 1 mit Reibelementen 2, die mit
Reibelementen 3 einer Kupplung 4 zusammenwirken, die nur schematisch
dargestellt ist. Zwischen den Reibelementen 2, 3 ist ein Blechring 5 eingeschlossen,
der einen Teil des Primärteiles 6 eines Reibscheibendämpfers bildet. Das Primärteil
6 ist ein hohlscheibenartiges Gehäuse, das drehbar auf Kunststofflagern 7 sitzt, die
ihrerseits auf einer Nabe 8 eines Sekundärteiles 9 angeordnet sind. Die Nabe 8.
sitzt auf der Abtriebswelle 10.
Das Sekundärteil 9 ist im wesentlichen scheibenförmig ausgebildet und im Primärteil
6 aufgenommen. Es trägt mit radialem Abstand von der Drehachse 11 tangential
angeordnete, relativ große Druckfedern 12, die sich an Ausschnitten des Primärteiles
6 abstützen und dieses mit dem Sekundärteil 9 elastisch koppeln. Die tangentialen
Druckfedern 12 sind so angeordnet, daß sie zwischen den Primär- und
Sekundärteilen 6, 9 ein Spiel über einen "inaktiven Verdrehwinkel" von z. B. 5°
zulassen. Das Primär- und das Sekundärteil 6, 9 sind zueinander zentriert
angeordnet.
An seinem Umfang trägt das Sekundärteil 9 eine Anzahl axial hintereinander
angeordneter dünner Lamellenringe 13, zwischen die jeweils dickere Lamellenringe
14 ragen, die auf einer axialen Innenverzahnung 15 des Primärteiles 6 axial
verschiebbar, und mit dem Primärteil 6 umlaufend angeordnet sind. Die La
mellenringe 13 sitzen auf einer axialen Außenverzahnung 16 des Sekundärteiles 9
und sind auf diesem ebenfalls axial verschiebbar.
Das aus den Lamellenringen 13, 14 bestehende Lamellenringpaket, das eine sehr
große Reibfläche aufweist, bildet eine Reibeinrichtung 17, mit der die
Drehschwingungen im unterkritischen Drehzahlbereich mit sehr geringen Kräften
gedämpft werden können. Das Lamellenringpaket 13, 14 stützt sich rückwärtig an der
Rückseite des Primärteiles 6 ab. An der Vorderseite des Lamellenringpakets 13, 24
ist ein axial verstellbarer Druckring 18 angeordnet.
Im Raum zwischen diesem Druckring 18 und der Vorderseite des Primärteiles 6 sind
radiale Blattfedern 19 angeordnet, die an ihren radial äußeren Enden Fliehgewichte
20 tragen. Die Blattfedern 19 bilden mit Betätigungsglieder für die Reibeinrichtung
17. In der in Fig. 2 dargestellten Stellung sind die Blattfedern 19 so gegen die
Reibeinrichtung 17 verspannt, daß sie gegen den Druckring 18 drücken und damit
mit sehr geringen Federkräften eine hohe Reibungskraft zwischen den sich axial
verschiebenden Lamellenringen 13, 14 hervorrufen, die etwas nach rechts
verschoben sind.
Die Blattfedern 19 und die Fliehgewichte 20 sind so eingestellt, daß sie bei der
kritischen Drehzahl, z. B. bei etwa 3000 U/min, vom Druckring 18 nach links
abheben und damit die Reibeinrichtung 17 freigeben.(Fig. 3) Damit wird die von der
Reibeinrichtung 17 ausgeübte Dämpfung drehzahlabhängig von einem Maximum im
unterkritischen Drehzahlbereich auf ein Minimum, d. h. "Null" im überkritischen
Drehzahlbereich zurückgeführt.
Bei etwa 4000 U/min legen sich die Fliehgewichte 20 mit einem Anschlag 24 am
Sekundärteil 9 an um eine Überbeanspruchung der Blattfedern 19 zu vermeiden.
Wie insbesondere Fig. 2 erkennen läßt, sind die inneren Enden der Blattfedern 19 an
einem Kunststoffring 25 befestigt, der axial verschiebbar, aber auf einer
Axialverzahnung mit der Nabe 8 umlaufend auf dieser angeordnet ist. Die
rückwärtige Stirnwand des Kunststoffringes 25 ist mittels Axialfedern 26 an dem
scheibenförmigen Sekundärteil 9 abgestützt, wodurch die vordere Stirnwand des
Kunststoffringes 25 gegen tangentiale, am Primärteil befestigte Axialkeile 27
gedrückt wird. Sobald infolge eines zu übertragenden Drehmomentes sich der
Relativdrehwinkel zwischen dem Primär- und dem Sekundärteil 6 bzw. 9 wesentlich
ändert, verschiebt sich der Kunststoffring 25 relativ zu den Axialkeilen 27 um diesen
Drehwinkel, wobei er axial auf der Nabe 8 gegen das Sekundärteil 9
verschoben wird. Damit werden auch die Blattfedern 19 um ein geringes Maß axial
verschoben, so daß der drehzahlabhängigen Vorspannkraft des Betätigungsgliedes
19 eine lastabhängige Komponente der Vorspannkraft überlagert wird. Die Axialkeile
27 und der Kunststoffring 25 bilden damit einen Drehmomentenwandler 21.
Die Axialkeile 27 sind so ausgebildet, daß sie zunächst eine zur Querschnittsfläche
parallele Fläche aufweisen, die dann in die Keilsteigung, ggf. nach einer Kurve
übergeht. Auf diese Weise ergibt sich bei einer anfänglichen relativen Verdrehung
des Primär- und des Sekundärteiles 6 bzw. 9, die auf dem Spiel zwischen diesen
und den tangentialen Druckfedern 12 beruht, noch keine Aktion des
Drehmomentenwandlers 21. Dieser Verdrehwinkel sei als "Totwinkel" bezeichnet. Er
soll möglichst kleiner sein, als der "inaktive Verdrehwinkel", der sich aus dem Spiel
der tangentialen Druckfedern 12 ergibt.
Fig. 2 zeigt die Blattfedern 19 im unterkritischen Drehzahlbereich, aber bei
Übertragung des vollen Drehmomentes, wobei die volle Vorspannkraft auf das
Lamellenringpaket 13, 14 einwirkt. In Fig. 3 sind die Blattfedern 19 im überkritischen
Drehzahlbereich dargestellt, in dem sie keine Berührung mit dem Lamellenringpaket
13, 14 haben, und dieses keine Reibungskraft ausübt. Ferner ist auch der
Drehmomentenwandler 21 in seiner Ruhestellung, d. h. der Kunststoffring 25 ist in
seine Ruhestellung nach links verschoben.
Auf der Stirnseite des die Blattfedern 19 tragenden Kunststoffringes 25 ist
zweckmäßig eine Einrichtung zur Leerlaufentkopplung 22 angeordnet. (Idle-
Entkopplung). Zu diesem Zweck weist der Kunststoffring 25 axiale Bohrungen 28
auf, in denen jeweils ein Zentrierkolben 29 geführt ist. Der Zentrierkolben 29 stützt
sich über eine Druckfeder 30 am Sekundärteil 9 ab und drückt gegen eine flache
Keilnut in der die Axialkeile 27 tragenden, umlaufenden Schreibe 31, die fest mit
dem Primärteil 6 verbunden ist. Diese Scheibe 31 weist im Bereich der
Zentrierkolben 29 Nocken 32 mit beiderseits der Keilnut angeordneten Keilebenen
für den Zentrierkolben 29 auf, die dann in eine zur Querschnittsebene parallele Fläche
33 übergehen.
Beim Leerlauf können sich leichte Relativverdrehungen zwischen den Primär- und
Sekundärteilen 6, 9 ergeben. Infolge der auf die Keilnut wirkenden federbelasteten
Zentrierkolben 29 stellen sich Rückstellkräfte ein, die die das Primärteil 6 und das
Sekundärteil 9 wieder zueinander zentrieren.
Claims (10)
1. Reibscheibendämpfer für Torsionsschwingungen, bestehend aus einem mit
einem Primärteil über tangentiale Druckfedern verbundenen Sekundärteil, das
aus einer mit der Abtriebswelle verbundenen Scheibe oder dgl. besteht,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Primärteil (6) und dem Sekundärteil (9) eine mechanische
oder hydraulische Reibeinrichtung (17) vorgesehen ist, die mindestens ein mit
dem Primär- oder Sekundärteil (6, 9) umlaufendes Betätigungsglied (19) auf
weist, dessen Einwirkung auf die Reibeinrichtung (17) bei zunehmender
Drehzahl abnimmt.
2. Reibscheibendämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
bzw. die Betätigungsglied(er) (19) mit einem Fliehkraftregler (20) verbunden
sind.
3. Reibscheibendämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die tangentialen Druckfedern (12) zwischen dem Primär- und dem Se
kundärteil (6, 9) mit einem Spiel eingesetzt sind, das einen inaktiven Ver
drehwinkel zwischen dem Primär- und dem Sekundärteil (6, 9) ergibt.
4. Reibscheibendämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Reibeinrichtung (17) aus einem Lamellenringpaket besteht, wobei das
Primärteil (6) eine Anzahl axial hintereinander angeordneter und bewegbarer
Lamellenringe (14) trägt, die jeweils zwischen axial bewegbar mit dem Sekun
därteil (9) verbundene Lamellenringe (13) eingreifen und daß am Primär- oder
Sekundärteil (6, 9) angeordnete, mit diesem umlaufende und mit ihren äu
ßeren Enden auf den ihnen zugewandten Lamellenring axial drückende Blatt
federn (19,) als Betätigungsglieder (19) vorgesehen sind, die an ihren äuße
ren, axialen Enden Fliehgewichte (20) als Fliehkraftregler tragen.
5. Reibscheibendämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß das bzw. die Betätigungsglied(er) (19) axial bewegbar auf dem
Primär- oder Sekundärteil (6, 9) geführt und an diesem axial gegen einen
Drehmomentenwandler (21) abgestützt sind, der das bzw. die Betätigungs
glied(er) (19) in Abhängigkeit vom Drehwinkel zwischen dem Primär- und dem
Sekundärteil (6, 9) axial verschiebt.
6. Reibscheibendämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
bzw. die Betätigungsglied(er) (19) auf einer am Sekundär- oder Primärteil (6,9)
axial geführten und mit diesem umlaufenden Nabe (8) sitzen, die mittels einer
am Sekundär oder Primärteil (6, 9) angreifenden Axialfeder (26) gegen einen
am Primär- oder Sekundärteil (6, 9) angeordneten, tangentialen Axialkeil (27)
abgestützt ist.
7. Reibscheibendämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine Einrichtung (22) zur Leerlaufentkopplung vorgesehen ist,
die aus einem am Sekundärteil (9) federnd abgestützten bewegbaren Zen
trierkolben (29) gebildet ist, dessen Flanken sich an keilförmigen Flächen
(32) des Primärteiles (6) abstützen.
8. Reibscheibendämpfer nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der tangentiale Axialkeil (27) des Drehmomentenwandlers (21) einen in
der Querschnittsebene liegenden Teil aufweist, der einem bestimmten Ver
drehwinkel zwischen Primär- und Sekundärteil (6, 9) entspricht, der als "Tot
winkel" bezeichnet wird, und der keine axiale Kraft auf den Drehmomenten
wandler (21) ausübt.
9. Reibscheibendämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der
Totwinkel des Drehmomentenwandlers (21) kleiner ist, als der inaktive Ver
drehwinkel der tangentialen Druckfedern (12).
10. Reibscheibendämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß am Sekundärteil (9) ein Anschläge (24) für die Fliehgewichte
(20) vorgesehen ist, die deren Lösebewegung begrenzen.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996111268 DE19611268A1 (de) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | Reibscheibendämpfer für Torsionsschwingungen |
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DE59706274T DE59706274D1 (de) | 1996-03-22 | 1997-03-05 | Torsionsschwingungsdämpfer |
ES97103582T ES2172709T3 (es) | 1996-03-22 | 1997-03-05 | Amortiguador de vibraciones de torsion. |
JP9066753A JP3054377B2 (ja) | 1996-03-22 | 1997-03-19 | ねじり振動ダンパ |
US08/823,530 US5839962A (en) | 1996-03-22 | 1997-03-24 | Torsional oscillation damper |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996111268 DE19611268A1 (de) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | Reibscheibendämpfer für Torsionsschwingungen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE19611268A1 true DE19611268A1 (de) | 1997-09-25 |
Family
ID=7789049
Family Applications (1)
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DE1996111268 Ceased DE19611268A1 (de) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | Reibscheibendämpfer für Torsionsschwingungen |
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Legal Events
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8131 | Rejection |