Die vorliegende Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungs
dämpfer, insbesondere für eine Kupplungsscheibe oder ein Zwei-
Massen-Schwungrad zum Dämpfen von Torsionsschwingungen im
Antriebsstrang einer Brennkraftmaschine, wobei der Tor
sionsschwingungsdämpfer ein scheibenförmiges erstes Dämpfer
teil und ein bezüglich des ersten Dämpferteils um eine Achse
drehbares zweites Dämpferteil sowie eine Torsionsfedereinrich
tung mit wenigstens einer Torsionsfedereinheit umfaßt.
Derartige Torsionsschwingungsdämpfer werden beispielsweise in
Kupplungsscheiben verwendet, um im Kraftübertragungsweg zwi
schen einer Brennkraftmaschine und den Antriebsrädern eines
Fahrzeugs auftretende Torsionsschwingen dämpfen zu können.
Eine Kupplungsscheibe mit einem bekannten Torsionsschwingungs
dämpfer ist in Fig. 12 dargestellt. Diese bekannte Kupplungs
scheibe 8s umfaßt eine beispielsweise auf einer Getriebeein
gangswelle in Wellenlängsrichtung verschiebbar lagerbare, je
doch zur Drehung um eine Achse A mit der Getriebeeingangswelle
festgekoppelte Nabe 10s. Auf der Nabe 10s ist eine Nabenschei
be 12s, beispielsweise durch Schweißen oder dergleichen, fest
gelegt. In axialer Richtung an einer Seite der Nabenscheibe
12s ist eine Mitnehmerscheibe 14s angeordnet. An der entgegen
gesetzten Seite der Nabenscheibe 12s ist ein Deckblech 16s
angeordnet, welches mit der Mitnehmerscheibe 14s durch eine
Mehrzahl von Bolzenelementen 18s fest verbunden ist. Im radial
inneren Bereich ist die Mitnehmerscheibe 14s mit einem Lager
ring 20s drehfest verbunden; der Lagerring 20s wiederum ist
auf der Nabe 10s drehbar gelagert. Zwischen der Nabenscheibe
12s und dem Deckblech 16s ist eine Tellerfeder 22s angeordnet,
welche das aus Mitnehmerscheibe 14s und Deckblech 16s gebil
dete Eingangsteil der Kupplungsscheibe 8s in axialer Richtung
derart vorspannt, daß der Lagerring 20s unter Vorspannung an
der Nabenscheibe 12s, ggf. unter Zwischenlagerung von Reibbe
lägen oder dergleichen, anliegt. In einem radial äußeren Be
reich ist die Mitnehmerscheibe 14s mit Reibbelägen 24s gekop
pelt, die in an sich bekannter Weise zwischen einem Schwungrad
und einer Anpreßplatte einer Kraftfahrzeugkupplung zur Drehmo
mentübertragung geklemmt werden können.
Sowohl in der Nabenscheibe 12s als auch in der Mitnehmer
scheibe 14s und dem Deckblech 16s sind jeweils sich in einer
Umfangsrichtung erstreckende Federfenster 26s bzw. 28s, 30s
vorgesehen. In den Federfenstern 26s, 28s, 30s ist eine Feder
32s angeordnet. Die Feder 32s liegt mit ihren in Umfangsrich
tung entgegengesetzten Enden an Steuerkanten 34s, 36s, 38s der
Nabenscheibe 12s bzw. der Mitnehmerscheibe 14s und dem Deck
blech 16s an. Durch die Feder 32s ist die Nabenscheibe 12s
bezüglich der Mitnehmerscheibe 14s und dem Deckblech 16s in
eine vorbestimmte Ruhestellung vorgespannt. Bei Auftreten
eines Drehmoments wird die Feder komprimiert, so daß eine
Verdrehung zwischen Nabenscheibe 12s und Mitnehmerscheibe 14s
bzw. Deckblech 16s auftreten kann. Die Feder 32s wirkt mit dem
an der Nabenscheibe 12s unter Vorspannung anliegenden Lager
ring 20s zur Dämpfung von Torsionsschwingungen in an sich
bekannter Weise zusammen. Obgleich in Fig. 12 nicht erkenn
bar, ist bei derartigen Kupplungsscheiben eine Mehrzahl von
Federn in entsprechend vorgesehenen Fenstern in Umfangsrich
tung aufeinanderfolgend angeordnet.
Bei derartigen Torsionsdämpfern besteht das Problem, daß zum
Vorsehen von guten und definierten Dämpfungscharakteristiken
einerseits die Federn eine ausreichend große Federkonstante
und andererseits eine ausreichende Federlänge aufweisen müs
sen. Wird jedoch die Federlänge zu groß, so neigen die Federn
aufgrund ihrer Vorspannung dazu, sich in ihren radial mitt
leren Bereichen nach außen zu erweitern. Sie kommen dabei zur
Anlage an den jeweiligen Außenrändern der Federfenster in der
Nabenscheibe bzw. der Mitnehmerscheibe und dem Deckblech,
wodurch aufgrund dieses Anlagekontakts die Reibung in dem so
aufgebauten Torsionsschwingungsdämpfer deutlich erhöht wird.
Da diese Reibungskraft vom Kompressionsausmaß der Feder ab
hängt, sieht sie einen nur schwer kalkulierbaren Beitrag zu
dem zwischen der Nabenscheibe und der Mitnehmerscheibe und dem
Deckblech vorgesehenen Reibmoment vor und sollte somit ver
mieden werden.
Aus dem deutschen Patent DE 34 31 809 ist ein Torsionsschwin
gungsdämpfer mit amplitudenabhängigem Reibmoment bekannt. Auch
bei diesem bekannten Torsionsschwingungsdämpfer ist eine Na
benscheibe in axialer Richtung zwischen einer Mitnehmerscheibe
und einem Deckblech angeordnet. In der Nabenscheibe und der
Mitnehmerscheibe bzw. dem Deckblech sind wiederum jeweils
Federfenster zur Aufnahme von Federn gebildet. Insbesondere
sind dabei in den einander zugeordneten Federfenstern in der
Nabenscheibe und der Mitnehmerscheibe bzw. dem Deckblech je
weils zwei in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Federn an
geordnet, welche somit eine Torsionsfedereinheit bilden. Die
so aufgebaute Torsionsfedereinheit liegt mit ihren in Umfangs
richtung in Abstand angeordneten Enden wiederum an Steuerkan
ten der Federfenster in der Nabenscheibe bzw. der Mitnehmer
scheibe und dem Deckblech an. Zwischen den einander zugewand
ten Enden der Federn ist ein Federanlagearm einer Zwischen
scheibe angeordnet. Zum Vorsehen des amplitudenabhängigen
Reibmoments ist bei diesem bekannten Torsionsschwingungsdämp
fer einerseits eine direkt zwischen der Nabenscheibe und der
Mitnehmerscheibe bzw. dem Deckblech wirkende erste Reibvor
richtung vorgesehen. Andererseits ist eine zweite Reibvorrich
tung vorgesehen, welche zwischen der Zwischenscheibe und der
Mitnehmerscheibe wirkt. Somit wird durch die zweite Reibein
richtung in Abhängigkeit von der Drehmomentübertragungsrich
tung eine der beiden Federn der Torsionsfedereinheit über
brückt.
Auch bei diesem bekannten Torsionsschwingungsdämpfer besteht
das Problem, daß die durch die beiden Federn gebildete Tor
sionsfedereinheit im wesentlichen entlang ihrer gesamten Au
ßenumfangsfläche, insbesondere aufgrund ihrer Vorspannung, an
einem äußeren Rand der in der Nabenscheibe bzw. Mitnehmer
scheibe und dem Deckblech gebildeten Federfenster anliegt.
Dies führt auch bei diesem bekannten Torsionsschwingungsdämp
fer zu dem Nachteil, daß aufgrund der somit nach radial aus
wärts auftretenden Vorspannung der Torsionsfedereinheit in dem
Torsionsschwingungsdämpfer ein zusätzliches, nur schwer kalku
lierbares Reibmoment erzeugt wird.
Es ist demgegenüber die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
einen Torsionsschwingungsdämpfer, insbesondere für eine Kupp
lungsscheibe zum Dämpfen von Torsionsschwingungen im Antriebs
strang einer Brennkraftmaschine, mit vergrößertem Bauraum für
die Federn vorzusehen.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird
diese Aufgabe durch einen Torsionsschwingungsdämpfer, insbe
sondere für eine Kupplungsscheibe oder ein Zwei-Massen-Schwung
rad zum Dämpfen von Torsionsschwingungen im Antriebs
strang einer Brennkraftmaschine, gelöst, welcher umfaßt: ein
scheibenförmiges erstes Dämpferteil, ein bezüglich des ersten
Dämpferteils um eine Achse drehbares zweites Dämpferteil, eine
Torsionsfedereinrichtung mit wenigstens einer Torsionsfeder
einheit, wobei die wenigstens eine Torsionsfedereinheit wenig
stens zwei in Umfangsrichtung im wesentlichen aufeinanderfol
gend angeordnete Federn umfaßt, wobei in Umfangsrichtung ent
gegengesetzte Enden der Torsionsfedereinheit mit dem ersten
Dämpferteil und dem zweiten Dämpferteil zur Torsionsschwin
gungsdämpfung betriebsmäßig zusammenwirken, wenigstens ein
bezüglich des ersten Dämpferteils und des zweiten Dämpferteils
um die Achse drehbares Zwischenringelement mit wenigstens
einem sich bezüglich der Achse im wesentlichen radial er
streckenden Federanlagearm für die wenigstens eine Torsions
federeinheit, wobei der wenigstens eine Federanlagearm in
Umfangsrichtung zwischen einander zugewandten Enden der wenig
stens zwei Federn der wenigstens einen Torsionsfedereinheit
angeordnet ist.
Um die Umfangslänge jeder Torsionsfedereinheit sehr effektiv
nutzen zu können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß
jedes Zwischenringelement nur einen äußeren Ringabschnitt
aufweist, welcher den wenigstens einen Federanlagearm für die
wenigstens eine Torsionsfedereinheit trägt, und daß jeder
Federanlagearm als nach radial einwärts im wesentlichen spitz
zulaufender Anlagekeil ausgebildet ist. Bei derartiger Ausge
staltung ist jeder als Anlagekeil ausgebildeter Federanlagearm
in seinem radial inneren Bereich spitz zulaufend ausgebildet,
da er nicht mit einem inneren Ringabschnitt verbunden werden
muß. Dies bedeutet, daß die Umfangserstreckung jedes Feder
anlagearms verringert werden kann, so daß an diesem vorgese
hene Steuerkanten in Umfangsrichtung näher aneinander liegen.
Daraus folgt, daß mehr Bauraum für Federn jeder Torsionsfeder
einheit zur Verfügung steht und somit die effektive Federlänge
verlängert werden kann.
Um auch bei einer derartigen Ausgestaltung einen sicheren und
störungsfreien Betrieb sicherstellen zu können, wird vorge
schlagen, daß der äußere Ringabschnitt verstärkt ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer wird das
Drehmoment zwischen dem ersten Dämpferteil und dem zweiten
Dämpferteil durch eine aus wenigstens zwei Federn gebildete
Torsionsfedereinheit übertragen. Dies bedeutet, daß die Tor
sionsfedereinheit bezüglich bekannten Federn, welche aufgrund
der vorangehend beschriebenen Probleme oftmals nur mit kurzer
Länge ausgebildet sind, eine deutlich größere Länge aufweist
und somit auch eine bessere Dämpfungscharakteristik vorsehen
kann. Aufgrund der Verwendung kürzerer Federn, die zusammen
eine Torsionsfedereinheit bilden, kann jedoch das Problem, der
Ausweichbewegung der Federn nach radial auswärts im wesentli
chen vermieden werden. Dies wird zusätzlich dadurch unter
stützt, daß die Federn der Torsionsfedereinheit in ihren ein
ander zugewandten Endbereichen einerseits am Federanlagearm
des Zwischenringelements anliegen und andererseits durch die
Radialbewegungs-Sicherungsmittel an einer Ausweichbewegung
nach radial auswärts gehindert sind. Das heißt, jede der Fe
dern der Torsionsfedereinheit liegt lediglich im Bereich ihrer
in Umfangsrichtung entgegengesetzten Enden entweder am ersten
oder zweiten Dämpferteil oder dem Federanlagearm des Zwischen
ringelements an. Es wird daher eine nach außen gerichtete
Ausweichbewegung der einzelnen Federn und die dabei auftre
tende Reibungskraft durch Anlage am ersten und/oder zweiten
Dämpferteil vermieden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein
Torsionsschwingungsdämpfer, insbesondere für eine Kupplungs
scheibe oder ein Zwei-Massen-Schwungrad zum Dämpfen von Tor
sionsschwingungen im Antriebsstrang einer Brennkraftmaschine,
vorgesehen, welcher umfaßt: ein scheibenförmiges erstes Dämp
ferteil, ein bezüglich des ersten Dämpferteils um eine Achse
drehbares zweites Dämpferteil, eine Torsionsfedereinrichtung
mit wenigstens einer Torsionsfedereinheit, wobei die wenig
stens eine Torsionsfedereinheit wenigstens drei in Umfangs
richtung im wesentlichen aufeinanderfolgend angeordnete Federn
umfaßt, wobei in Umfangsrichtung entgegengesetzte Enden der
Torsionsfedereinheit mit dem ersten Dämpferteil und dem zwei
ten Dämpferteil zur Torsionsschwingungsdämpfung betriebsmäßig
zusammenwirken, wenigstens zwei bezüglich des ersten Dämpfer
teils und des zweiten Dämpferteils und bezüglich einander um
die Achse drehbare Zwischenringelemente mit jeweils wenigstens
einem sich bezüglich der Achse im wesentlichen radial er
streckenden Federanlagearm für die wenigstens eine Torsions
federeinheit, wobei jeweils ein Federanlagearm eines Zwischen
ringelements in Umfangsrichtung zwischen einander zugewandten
Enden aufeinander folgender Federn der wenigstens einen Tor
sionsfedereinheit angeordnet ist.
Bei einer derartigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Tor
sionsschwingungsdämpfers kann der Gesamtfederweg jeder Tor
sionsfedereinheit durch das Vorsehen von mehr als zwei Federn
erhöht werden. Dies führt jedoch nicht zu einer Verlängerung
der Federn, sondern die relativ kurzen Federn sind unter Zwi
schenlagerung der Federanlagearme der jeweiligen Zwischenring
elemente aneinander abgestützt. Es wird somit wieder vermie
den, daß die Federn aufgrund einer im Betrieb auftretenden
Zentrifugalkraft in ihren mittleren Bereichen zu stark nach
radial auswärts ausgebaucht werden und dadurch zur Anlage an
anderen Bauteilen kommen.
Es kann vorgesehen sein, daß jedes Zwischenringelement ferner
Radialbewegungs-Sicherungsmittel umfaßt zur Sicherung der
Federn gegen eine Bewegung nach radial auswärts in ihren dem
jeweiligen Federanlagearm zugewandten Endbereichen.
In einer Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung kann
vorgesehen sein, daß jedes Zwischenringelement einen radial
innerhalb der wenigstens einen Torsionsfedereinheit angeord
neten inneren Ringabschnitt oder/und einen radial außerhalb
der wenigstens einen Torsionsfedereinheit angeordneten äußeren
Ringabschnitt umfaßt, und daß der wenigstens eine Federanla
gearm sich von dem inneren bzw. äußeren Ringabschnitt im we
sentlichen in radialer Richtung wegerstreckt.
Vorteilhafterweise sind an den in Umfangsrichtungen entgegen
gesetzten Enden des wenigstens einen Federanlagearms an jedem
Zwischenringelement Steuerkanten zur Anlage der Federn vor
gesehen. Die Radialbewegungs-Sicherungsmittel können dabei
durch sich im wesentlichen in Umfangsrichtung von dem wenig
stens einen Federanlagearm in einem radial äußeren Endbereich
der Steuerkanten wegerstreckende Vorsprünge gebildet sein.
Um sicherzustellen, daß die Federkraft der wenigstens einen
Torsionsfedereinheit in geeigneter Weise in einer orthogonal
zur Achse stehenden Ebene übertragen wird und kein Kippmoment
zwischen den einzelnen Bauteilen erzeugt wird, wird vorge
schlagen, daß in dem ersten Dämpferteil für die wenigstens
eine Torsionsfedereinheit ein Federfenster vorgesehen ist, daß
im zweiten Dämpferteil ein entsprechendes Federfenster für die
wenigstens eine Torsionsfedereinheit vorgesehen ist, wobei an
in Umfangsrichtung entgegengesetzten Enden des Federfensters
im ersten Dämpferteil und im zweiten Dämpferteil jeweils Steu
erkanten zur Anlage der in Umfangsrichtung entgegengesetzten
Enden der Torsionsfedereinheit gebildet sind, und daß der
wenigstens eine Federanlagearm von jedem Zwischenringelement
mit seinem zur Anlage der Federn vorgesehenen radialen Ab
schnitt in axialer Richtung wenigstens bereichsweise mit den
am Federfenster des zweiten Dämpferteils gebildeten Steuerkan
ten in einer gemeinsamen, zur Achse orthogonalen Ebene liegt.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß jeder Federanlagearm
in seinem mit dem inneren und/oder dem äußeren Ringabschnitt
verbundenen Bereich derart gekrümmt ist, daß der innere und/oder
der äußere Ringabschnitt in axialer Richtung bezüglich
dem zweiten Dämpferteil verschoben und mit diesem axial nicht
überlagert ist.
Wenn dabei der innere und/oder der äußere Ringabschnitt an
einer axialen Seitenfläche des zweiten Dämpferteils zur Anlage
bringbar ist, dann ist durch die jeweiligen Ringabschnitte in
Zusammenwirkung mit dem zweiten Dämpferteil eine Axialsiche
rung für die Zwischenringe gegen axiale Verschiebung vorgese
hen.
Um die gesamte radiale Erstreckung des jeweiligen Federfen
sters im zweiten Dämpferteil für eine Anlagekontakt zwischen
den jeweiligen Federanlagearmen und den Federn ausnutzen zu
können, wird vorgeschlagen, daß der gekrümmte Bereich jedes
Federanlagearms jeweils nahe radial inneren bzw. äußeren End
bereichen des Federfensters im zweiten Dämpferteil ausgebildet
ist. Es wird somit ferner durch die nahe den jeweiligen Endbe
reichen des Federfensters ausgebildeten gekrümmten Bereichen,
welche bei radialer Verschiebung der jeweiligen Federarme, und
somit der Zwischenringelemente, zur Anlage am Dämpferteil
kommen, eine Radialbewegungssicherung für die Zwischenring
elemente gebildet.
Wenn ferner vorgesehen ist, daß die radiale Erstreckung jedes
Zwischenringelements kleiner ist als die radiale Erstreckung
des Federfensters, dann ist gewährleistet, daß durch die Zwi
schenringelemente möglichst wenig Bauraum beansprucht wird,
der dann für andere Teile zur Verfügung steht, und daß ein
gegenseitiges Stören der Zwischenringelemente mit anderen
Bauteilen vermieden werden kann.
Insbesondere bei Vorsehen von mehreren Zwischenringelementen
ist es vorteilhaft, wenn die gekrümmten Bereiche eines Feder
anlagearms eines ersten Zwischenringelements bezüglich den
gekrümmten Bereichen eines Federanlagearms eines weiteren
Zwischenringelements axial in entgegengesetzter Richtung ge
krümmt sind. Derartige Ausgestaltung liegen dann die jeweili
gen inneren bzw. äußeren Ringabschnitte der Zwischenringele
mente an bezüglich des zweiten Dämpferteils in axialer Rich
tung entgegengesetzten Seiten, so daß ein gegenseitiges Stören
der Zwischenringelemente untereinander nicht auftreten kann.
Alternativ oder zusätzlich kann jedoch vorgesehen sein, daß
die gekrümmten Bereiche eines Federanlagearms eines ersten
Zwischenringelements bezüglich den gekrümmten Bereichen eines
Federanlagearms eines weiteren Zwischenringelements axial in
der gleichen Richtung gekrümmt sind. Dies ist insbesondere
dann vorteilhaft, wenn mehr als zwei, also beispielsweise
drei, Zwischenringelemente vorgesehen sind. Insbesondere kann
dann vorgesehen sein, daß die radiale Erstreckung von einem
der Zwischenringelemente kleiner ist als diejenige des jeweils
anderen Zwischenringelements, derart, daß der äußere Ringab
schnitt des Zwischenringelements mit der kleineren radialen
Erstreckung radial innerhalb des äußeren Ringabschnitts des
jeweils anderen Zwischenringelements angeordnet ist und/oder
daß der innere Ringabschnitt des Zwischenringelements mit der
kleineren radialen Erstreckung radial außerhalb des inneren
Ringabschnitts des jeweils anderen Zwischenringelements an
geordnet ist. Dies führt zu einer radialen Ineinanderschachte
lung der jeweiligen Zwischenringelemente, deren Krümmungsbe
reiche auf die gleiche Seite gekrümmt sind, so daß auch bei
Vorsehen von mehreren Zwischenringelementen, beispielsweise
drei Zwischenringelementen, ein gegenseitiges Stören nicht
auftreten kann.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, daß jedes Zwischen
ringelement wenigstens den inneren Ringabschnitt umfaßt und
daß der innere Ringabschnitt in axialer Richtung benachbart
einem radial inneren Bereich des zweiten Dämpferteils angeord
net ist.
Jedes Zwischenringelement kann im Bereich des wenigstens einen
Federanlagearms vom inneren Ringabschnitt nach radial auswärts
in axialer Richtung auf das zweite Dämpferteil zu gekrümmt
sein. Wenn dann das zweite Dämpferteil im wesentlichen planar
ausgebildet ist, dann kann das zweite Dämpferteil beispiels
weise als Blech oder dergleichen gestanzt werden, ohne daß
weitere Verformungsvorgänge erforderlich sind.
Alternativ kann vorgesehen sein, daß das zweite Dämpferteil in
seinem dem wenigstens einen Federanlagearm entsprechenden
radialen Bereich nach radial auswärts in axialer Richtung auf
das wenigstens eine Zwischenringelement zu gekrümmt ist. Die
Anlagepunkte der Federn jeweils am zweiten Dämpferteil bzw.
dem Federanlagearm können somit noch besser in eine gemeinsa
me, zur Achse orthogonale Ebene verschoben werden.
Alternativ ist es jedoch auch möglich, daß das wenigstens eine
Zwischenringelement im wesentlichen planar ausgebildet ist und
daß das zweite Dämpferteil in seinem dem Federanlagearm ent
sprechenden radialen Bereich nach radial auswärts in axialer
Richtung auf das Zwischenringelement zu gekrümmt ist.
Um eine symmetrische Drehmomentübertragung zwischen erstem und
zweitem Dämpferteil vorsehen zu können, kann das erste Dämp
ferteil ein erstes Scheibenelement umfassen, welches in axia
ler Richtung dem zweiten Dämpferteil benachbart angeordnet
ist, sowie ein zweites Scheibenelement, welches in axialer
Richtung auf der dem ersten Scheibenelement entgegengesetzten
Seite bezüglich des zweiten Dämpferteils angeordnet ist und
vorzugsweise in einem radial äußeren Bereich mit dem ersten
Scheibenelement fest verbunden ist. Dabei ist der innere Ring
abschnitt und/oder der äußere Ringabschnitt von jedem Zwi
schenringelement in axialer Richtung zwischen dem zweiten
Dämpferteil und dem ersten Scheibenelement oder dem zweiten
Scheibenelement des ersten Dämpferteils angeordnet. Bei einer
derartigen Konfiguration ist gleichzeitig eine axiale Führung
des wenigstens einen Zwischenringelements vorgesehen.
Ferner kann vorgesehen sein, daß das erste Scheibenelement in
einem radial inneren Bereich mit einem Lagerringelement dreh
fest verbunden ist und daß der innere Ringabschnitt des wenig
stens einen Zwischenringelements zwischen dem ersten Scheiben
element und dem zweiten Dämpferteil angeordnet ist.
Durch die an dem wenigstens einen Federanlagearm bzw. den
Radialbewegungs-Sicherungsmitteln anliegenden Federn der we
nigstens einer Torsionsfedereinheit und die dabei auftretende
Federkraftumlenkungswirkung im Bereich des Federanlagearms ist
das wenigstens eine Zwischenringelement in einem normalen
Betriebszustand bezüglich dem ersten und dem zweiten Dämpfer
teil und der Achse zentriert gehalten. Um jedoch bei Auftreten
einer Fehlfunktion, beispielsweise einem Schaden an einer
Feder, ein seitliches Ausweichen des wenigstens einen Zwi
schenringelements vermeiden zu können, wird vorgeschlagen, daß
das Lagerringelement einen sich in axialer Richtung zwischen
dem ersten Scheibenelement und dem zweiten Dämpferteil er
streckenden Ringabschnitt aufweist, welcher an seiner Außen
umfangsfläche eine Notführung für den inneren Ringabschnitt
des wenigstens einen Zwischenringelements bildet.
Zum Vorsehen einer definierten Torsionsschwingungsdämpfungs
kraft kann eine Reibungseinrichtung vorgesehen sein, welche
zwischen dem zweiten Dämpferteil und dem ersten Dämpferteil
zum Vorsehen der Torsionsschwingungsdämpfungsreibungskraft
wirkt.
Dabei kann beispielsweise das Lagerringelement, ggf. unter
Zwischenlagerung von Reibbelagmitteln, in axialer Richtung am
zweiten Dämpferteil anliegen und eine zwischen dem zweiten
Dämpferteil und dem zweiten Scheibenelement vorgesehene Feder
einrichtung das Lagerringelement in Richtung auf das zweite
Dämpferteil vorspannen. Alternativ kann vorgesehen sein, daß
das zweite Scheibenelement, ggf. unter Zwischenlagerung von
Reibbelagmitteln, in Axialrichtung am zweiten Dämpferteil an
liegt und daß eine zwischen dem zweiten Dämpferteil und dem
Lagerring vorgesehene Federeinrichtung das zweite Scheiben
element in Richtung auf das zweite Dämpferteil zu vorspannt.
Die Federeinrichtung kann in einer besonders einfachen und
kostengünstigen Ausführungsform ein durch eine Tellerfeder,
eine Ringfeder, eine Wellfeder oder dergleichen gebildetes
Federelement umfassen.
Dabei kann ein zusätzliches definiertes Reibmoment vorgesehen
werden, wenn das Federelement in einem radial inneren Bereich
an dem zweiten Dämpferteil anliegt und mit wenigstens einem
axial gerichteten Vorsprung in eine komplementäre Ausnehmung
im radial inneren Bereich des zweiten Dämpferteils eingreift.
Dies bedeutet, daß das Federelement bezüglich des zweiten
Dämpferteils drehfest ist und bei Auftreten einer Torsions
schwingung, mit dementsprechender Relativdrehung zwischen dem
ersten und dem zweiten Dämpferteil, durch den Reibkontakt mit
dem ersten Dämpferteil ein definiertes Reibmoment vorsieht.
Um zu verhindern, daß die Federn der wenigstens einen Tor
sionsfedereinheit auf Block gesetzt werden, d. h. auf ihre
minimale Länge komprimiert werden, wird vorgeschlagen, das
Drehwegbegrenzungsmittel zum Vorsehen einer Drehwegbegrenzung
zwischen dem ersten und dem zweiten Dämpferteil vorgesehen
sind.
Dabei können die Drehwegbegrenzungsmittel am ersten Dämpferteil
und am zweiten Dämpferteil vorgesehene, in Umfangsrichtung
wirkende Anschlagmittel umfassen. Die Anschlagmittel am ersten
Dämpferteil können direkt auf die Anschlagmittel am zweiten
Dämpferteil einwirken.
Alternativ kann vorgesehen sein, daß an jedem Zwischenring
element erste mit den Anschlagmitteln am ersten Dämpferteil
zusammenwirkende Anschlagmittel vorgesehen sind sowie zweite
mit den Anschlagmitteln am zweiten Dämpferteil und/oder An
schlagmitteln an einem weiteren Zwischenringelement zusammen
wirkende Anschlagmittel vorgesehen sind. Dies ist insbesondere
dann vorteilhaft, wenn die Federn der wenigstens einen Tor
sionsfedereinheit unterscheidliche Federkonstanten aufweisen.
Es kann in einem derartigen Falle eine abgestufte Federkraft
durch die Torsionsfedereinheit vorgesehen werden.
Dabei können beispielsweise die ersten und zweiten Anschlag
mittel jedem Zwischenringelement durch im wesentlichen radial
gerichtete Anschlagflächen gebildet sein, welche an sich von
dem wenigstens einen Federanlagearm in Umfangsrichtung weger
streckenden Vorsprüngen ausgebildet sind.
In einer besonders einfachen Ausgestaltung wird vorgeschlagen,
daß die Anschlagmittel am ersten Dämpferteil durch wenigstens
ein das erste Scheibenelement mit dem zweiten Scheibenelement
verbindendes Bolzenelement gebildet sind. Es kann somit das
Verwenden zusätzlicher Bauteile zum Bilden der Anschläge ver
mieden werden.
Die Anschlagmittel am zweiten Dämpferteil können durch in
einem radial äußeren Bereich desselben vorgesehene, im wesent
lichen radial verlaufende Anschlagflächen gebildet sein.
Die Federn der wenigstens einen Torsionsfedereinheit können
die gleiche Federkonstante aufweisen. Alternativ können jedoch
die Federn der wenigstens einen Torsionsfedereinheit unter
schiedliche Federkonstanten aufweisen, wodurch, wie vorange
hend erwähnt, ein abgestuftes Federverhalten der wenigstens
einen Torsionsfedereinheit erhalten werden kann.
Im modernen Kraftfahrzeugbau werden oftmals Kupplungseinhei
ten, bestehend aus Schwungrad, Kupplungsscheibe, Anpreßplat
tenbaugruppe und Kupplungsgehäuse vormontiert hergestellt und
verkauft. Derartige Kupplungseinheiten müssen dann durch das
Schwungrad durchsetzende Schraubbolzen an einer Stirnfläche
einer Kurbelwelle angebracht werden. Um durch eine derartige
Kupplungseinheit, welche einen erfindungsgemäßen Torsions
schwingungsdämpfer, beispielsweise als Kupplungsscheibe, ent
halten kann, das Einbringen von Schrauben durch das Schwungrad
hindurch zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, daß das Federfen
ster im zweiten Dämpferteil nach radial einwärts eine größere
Erstreckung aufweist als das entsprechende Federfenster im
ersten und zweiten Scheibenteil des ersten Dämpferteils und
daß im ersten und zweiten Scheibenteil in einem dem nach ra
dial einwärts verlängerten Abschnitt des Federfensters im
zweiten Dämpferteil entsprechenden Bereich in axialer Richtung
fluchtende Axialdurchgangsöffnungen vorgesehen sind. Dies ist
insbesondere in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Torsions
schwingungsdämpfer vorteilhaft, da aufgrund der Ausgestaltung
der wenigstens einen Torsionsfedereinheit mit kurzen Federn
die wenigstens eine Torsionsfedereinheit nach radial einwärts
verlagert werden kann und somit in den radialen Bereich gelan
gen kann, in dem die Schraubbolzen zur Befestigung des
Schwungrads an der Kurbelwelle vorgesehen sind.
Der erfindungsgemäße Torsionsschwingungsdämpfer kann derart
aufgebaut sein, daß das erste oder das zweite Dämpferteil ein
Eingangsteil einer Kupplungsscheibe, insbesondere eine Mit
nehmerscheibe, umfaßt und daß das jeweils andere Teil ein
Ausgangsteil einer Kupplungsscheibe, insbesondere eine Naben
scheibe, umfaßt.
In einer einfach und kostengünstig herzustellenden Ausgestal
tung kann vorgesehen sein, daß das das Ausgangsteil bildende
Teil von erstem und zweitem Dämpferteil mit einer Nabe fest
verbunden ist, vorzugsweise durch Verschweißen oder derglei
chen. Dabei kann dann der Lagerring auf der Nabe um die Achse
drehbar gelagert sein.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein
Torsionsschwingungsdämpfer, insbesondere für eine Kupplungs
scheibe zum Dämpfen von Torsionsschwingungen im Antriebsstrang
einer Brennkraftmaschine vorgesehen, bei dem das scheibenför
mige erste Dämpferteil ein erstes Scheibenelement und ein
zweites Scheibenelement, welches axial in Abstand zum ersten
Scheibenelement angeordnet ist und mit diesem fest verbunden
ist, umfaßt, wobei das zweite Dämpferteil im wesentlichen
scheibenförmig ausgebildet ist und in axialer Richtung zwi
schen dem ersten und dem zweiten Scheibenelement angeordnet
ist, und bei dem das wenigstens eine Zwischenringelement we
nigstens im Bereich seines Federanlagearms für jede Torsions
federeinheit mit dem zweiten Dämpferteil in einer gemeinsamen,
zur Achse im wesentlichen orthogonalen Ebene liegt.
Bei einer derartigen Ausgestaltung ist gewährleistet, daß die
Kraftübertragung zwischen dem zweiten Dämpferteil und dem
jeder Torsionsfedereinheit zugeordneten Federanlagearm jedes
Zwischenringelements in einer zur Achse orthogonalen Ebene
stattfindet, d. h. es wird bei geringer Bauraumbeanspruchung
in axialer Richtung das Auftreten von Kippmomenten in jeder
Torsionsfedereinheit weitgehend vermieden.
Ein besonders einfach aufgebauter und nur wenig axialen Bau
raum beanspruchender Torsionsschwingungsdämpfer kann erhalten
werden, wenn jedes Zwischenringelement nur durch ein einziges
Scheibenteil gebildet ist.
Die Anzahl der zueinander drehbaren Zwischenringelemente ist
vorteilhafterweise um eins kleiner als die Anzahl der Federn
jeder Torsionsfedereinheit und jedes Zwischenringelement weist
dann vorteilhafterweise einen Federanlagearm für jede Tor
sionsfedereinheit auf. Da die Anzahl der zwischen den Federn
einer Torsionsfedereinheit gebildeten Grenzflächen um eins
weniger ist als die Anzahl der jeweiligen Federn, ist somit
für jede Grenzfläche genau ein Zwischenringelement mit seinem
zugehörigen Federanlagearm vorgesehen. Es kann somit von mehr
als zwei Federn für jede Torsionsfedereinheit die Anzahl der
Bauteile so gering wie möglich gehalten werden.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die
beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht durch einen erfindungsgemäßen
Torsionsschwingungsdämpfer längs einer Linie I-I in
Fig. 3;
Fig. 2 eine Seitenansicht eines bei dem erfindungsgemäßen
Torsionsschwingungsdämpfer verwendeten Deckblechs in
Richtung eines Pfeils II in Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische, vereinfachte Draufsicht auf den
erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer, welche
zum Erklären des Prinzips der vorliegenden Erfindung
dient;
Fig. 4 eine Ansicht des Zwischenringelements des erfin
dungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers;
Fig. 4a eine Schnittansicht längs einer Linie IVa-IVA in
Fig. 4;
Fig. 5 eine Ansicht der bei dem erfindungsgemäßen Torsions
schwingungsdämpfer verwendeten Nabenscheibe;
Fig. 6 eine Prinzipdarstellung zur Erklärung der Funktion
des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers;
Fig. 7 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer alter
nativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Tor
sionsschwingungsdämpfers;
Fig. 8 bis 11
weitere alternative Ausgestaltungen des erfindungs
gemäßen Torsionsschwingungsdämpfers;
Fig. 12 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht eines Tor
sionsschwingungsdämpfers gemäß dem Stand der Tech
nik;
Fig. 13 eine schematische Draufsicht einer weiteren alterna
tiven Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Torsions
schwingungsdämpfers in Verbindung mit einem Zwei
massenschwungrad;
Fig. 14 einen Schnitt längs einer Linie XIV-XIV in Fig. 13;
Fig. 15 eine Querschnittansicht der Zwischenringelemente bei
dem Torsionsschwingungsdämpfer der Fig. 13 und
14;
Fig. 16 den in den Fig. 13 und 14 dargestellten Torsions
schwingungsdämpfer in Anwendung bei einer Kupplungs
scheibe;
Fig. 17 eine Teildraufsicht auf ein alternatives Zwischen
ringelement;
Fig. 18 eine der Fig. 15 entsprechende Schnittansicht eines
alternativen Zwischenringelements;
Fig. 19 eine der Fig. 18 entsprechende Ansicht, wobei am
Zwischenringelement zusätzlich ein Schwingungsmasse
teil angeordnet ist;
Fig. 20 eine schematische Draufsicht auf ein Federfenster
einer Nabenscheibe, wobei vier Zwischenringelemente
mit jeweiligen Federanlagearmen für eine Torsions
federeinheit mit fünf Federn vorgesehen sind;
Fig. 21 eine Schnittansicht längs einer Linie XXI-XXI in
Fig. 20, welche die Zwischenringelemente zeigt;
Fig. 22 eine weitere alternative Ausgestaltung des erfin
dungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers; und
Fig. 23 ein mechanisches Ersatzschaltbild eines Torsions
schwingungsdämpfers mit drei Torsionsfedereinheiten,
welche jeweils drei Federn umfassen.
Die Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer Kupplungsscheibe
8, welche einen erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer
enthält. Die Kupplungsscheibe 8 umfaßt eine Nabe 10, die bei
spielsweise auf einer Getriebeeingangswelle (nicht darge
stellt) in Längsrichtung einer Achse A verschiebbar, jedoch
mit der Eingangswelle drehbar angebracht ist. Zu diesem Zwecke
weist die Nabe 10 an einer Innenumfangsfläche eine Verzahnung
11 auf. Mit der Nabe 10 ist eine Nabenscheibe 12 drehfest
verbunden. Die Nabenscheibe 12 kann mit der Nabe 10 bei
spielsweise durch Verschweißen oder dergleichen an ihrem ra
dial inneren Bereich verbunden werden. Die Nabenscheibe 12
besteht aus einem einzigen, beispielsweise durch Stanzen her
stellbaren Bauteil.
In Richtung der Achse A ist an einer Seite der Nabenscheibe 12
eine Mitnehmerscheibe 14 angeordnet. Die Mitnehmerscheibe 14
ist in einem radial inneren Bereich mit einem Lagerring 20
drehfest verbunden. Der Lagerring 20 wiederum ist auf der Nabe
10 drehbar angeordnet. In einem radial äußeren Bereich ist die
Mitnehmerscheibe 14 mit Reibbelägen 24 fest verbunden, welche
zwischen entsprechenden Reibbelägen einer Kupplung klemmbar
sind, die an einem Schwungrad bzw. einer Anpreßplatte (in den
Figuren nicht dargestellt) angeordnet sind. Durch Klemmen der
Reibbeläge 24 zwischen dem Schwungrad und der Anpreßplatte
kann somit eine drehfeste Verbindung der Kupplungsscheibe 8
mit dem Schwungrad und somit einer Kurbelwelle einer Maschine
hergestellt werden.
An der der Mitnehmerscheibe 14 in Richtung der Achse A bezüg
lich der Nabenscheibe 12 entgegengesetzten Seite ist ein Deck
blech 16 angeordnet. Das Deckblech 16 ist in seinem radial
äußeren Bereich durch eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung
verteilt angeordneten Bolzen mit der Mitnehmerscheibe 14 fest
verbunden. In einem radial inneren Bereich weist das Deckblech
16 eine Ausnehmung 17 auf, so daß es einen radialen Abstand
zur Außenumfangsfläche der Nabe 10 bildet.
In der Nabenscheibe 12, der Mitnehmerscheibe 14 und dem Deck
blech 16 sind jeweils Federfenster 26, 28 bzw. 30 angeordnet
(siehe auch Fig. 2, 3 und 5). In den Federfenstern 26, 28,
30 sind, in nachfolgenden noch detaillierter beschriebener Art
und Weise, Federn 32, 40 angeordnet, die eine Torsionsfeder
einheit 33 bilden und zur Torsionsschwingungsdämpfung zwischen
der Nabenscheibe 12 einerseits und der Mitnehmerscheibe 14 und
dem Deckblech 16 andererseits beitragen. Wie in den Fig. 2,
3 und 5 zu erkennen, sind in der Nabenscheibe 12 bzw. der
Mitnehmerscheibe 14 und dem Deckblech 16 in Umfangsrichtung
aufeinanderfolgend drei Federfenster 26, 28, 30 zur Aufnahme
von Federn 32, 40 vorgesehen. Dies führt zu einer symmetri
schen Verteilung der Kraftwirkung der Federn 32, 40 um die
Achse A herum.
Jedes der Federfenster 26, 28, 30 in der Nabenscheibe 12 bzw.
der Mitnehmerscheibe 14 und dem Deckblech 16 weist in seinen
in Umfangsrichtung entgegengesetzten Enden jeweils Steuerkan
ten 34, 36 bzw. 38 zur Anlage der Federn 32, 40 auf.
Wie in den Fig. 1 und 3 zu erkennen ist, ist ferner ein
Zwischenring 42 vorgesehen, welcher in den Fig. 4 und 4a
detailliert gezeigt ist. Der Zwischenring 42 erstreckt sich
mit einem radial inneren Abschnitt 44 in axialer Richtung le
diglich zwischen der Nabenscheibe 12 und der Mitnehmerscheibe
14. In einem mittleren oder Krümmungsbereich 46 ist der Mit
nehmerring 42 nach radial auswärts in Richtung auf die Naben
scheibe 12 zu gekrümmt. In einem radial äußeren Bereich 48
erstreckt sich der Zwischenring 42 dann jeweils nach radial
außen in axialer Richtung in Ausrichtung mit den Federfenstern
26 in der Nabenscheibe 12. Wie insbesondere in Fig. 4 zu
erkennen ist, ist der Zwischenring 42 durch einen inneren
Ringabschnitt 50 sowie einen äußeren Ringabschnitt 52 gebil
det, zwischen welchen sich in der dargestellten Ausführungs
form drei Federanlagearme 54 erstrecken. Insbesondere ist die
Krümmung des Zwischenrings 42 jeweils in einem radial mitt
leren Bereich der Federanlagearme 54 vorgesehen. Der Zwischen
ring 42 ist bezüglich der Nabenscheibe 12 bzw. der Mitnehmer
scheibe 14 und dem Deckblech 16 im wesentlichen um die Achse A
frei drehbar.
Zwischen den Federanlagearmen 54 sind in Umfangsrichtung auf
einanderfolgend jeweils Federfenster 59 im Zwischenring 42
ausgebildet, welche, in nachfolgend beschriebener Art und
Weise, jeweils zur Aufnahme der Federn 32 und 40 dienen.
Wie insbesondere in Fig. 3 zu erkennen ist, ist der Zwischen
ring 42 bezüglich der Nabenscheibe 12 derart angeordnet, daß
die Federanlagearme 54 des Zwischenrings 42 sich in Umfangs
richtung im wesentlichen in einem mittleren Bereich der Feder
fenster 26 in der Nabenscheibe 12 erstrecken. Da die Federfen
ster 28, 30 in der Mitnehmerscheibe 14 bzw. dem Deckblech 16
in Umfangsrichtung mit den Federfenstern 26 in der Naben
scheibe 12 ausgerichtet sind, erstrecken sich die Federanla
gearme 54 des Zwischenrings 42 bezüglich der Federfenster 28,
30 in der Mitnehmerscheibe 14 bzw. dem Deckblech 16 ebenfalls
in Umfangsrichtung in einem mittleren Bereich. Jeder der Fe
deranlagearme 54 weist in seinen in Umfangsrichtungen entge
gengesetzten Endbereichen jeweils Steuerkanten 58 auf, an
welchen die Federn 32 bzw. 40 mit ihren Enden anliegen können.
Wie insbesondere in Fig. 3 zu erkennen ist, ist die Ausge
staltung derart, daß jede der Federn 32, 40 mit einem ihrer
Enden an den Steuerkanten 34, 36, 38 der Nabenscheibe 12, der
Mitnehmerscheibe 14 bzw. des Deckblechs 16 anliegt und mit
ihrem anderen Ende jeweils an den Steuerkanten 58 des Zwi
schenrings 52 anliegt.
Ferner sind an der Nabenscheibe 12, dem Zwischenring 42 und
der Mitnehmerscheibe 14 bzw. dem Deckblech 16 jeweils An
schlagmittel vorgesehen zum Bilden einer Drehweggrenzung zwi
schen der Nabenscheibe 12 und der Mitnehmerscheibe 14 bzw. dem
Deckblech 16. Diese Anschlagmittel umfassen an der Nabenschei
be 12 jeweils in einem Bereich radial außerhalb der Steuerkan
ten 34 derselben vorgesehene Anschlagflächen 60, die an sich
in Umfangsrichtung erstreckenden Vorsprüngen 62 derselben
vorgesehen sind. In entsprechender Weise sind jeweils radial
außerhalb der Steuerkanten 58 des Zwischenrings 42 an sich in
Umfangsrichtung erstreckenden Vorsprüngen 64, welche einen
Teil des äußeren Ringabschnitts 52 bilden, Anschlagflächen 66
gebildet, die zum Zusammenwirken mit den Anschlagflächen 60 an
der Nabenscheibe 12 positioniert sind. Ebenfalls an den sich
in Umfangsrichtung von den Federanlagearmen 54 erstreckenden
Vorsprüngen 64 sind Anschlagflächen 68 ausgebildet. Die An
schlagflächen 68 sind in Umfangsrichtung zu den zugeordneten
Anschlagflächen 66 entgegengesetzt gerichtet und bilden zwi
schen sich eine in Umfangsrichtung verlaufende Ausnehmung 70
für einen der Bolzen 18, mit welchen die Mitnehmerscheibe 14
mit dem Deckblech 16 fest verbunden ist. Obgleich in Fig. 3
lediglich ein derartiger Bolzen 18 dargestellt ist, ist es
selbstverständlich, daß bei jeder Ausnehmung 70 ein derartiger
Bolzen vorgesehen sein kann.
Ferner ist bei der Kupplungsscheibe 8 eine Reibungseinrichtung
74 vorgesehen, die zum Dämpfen von Torsionsschwingungen bei
trägt. Wie in Fig. 1 zu erkennen, umfaßt die Reibungseinrich
tung 74 den Lagerring 20 sowie eine Tellerfeder 76. Die Tel
lerfeder 76 ist bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 1 bezüglich
dem Lagerring 20 an der entgegengesetzten Seite der Naben
scheibe 12 angeordnet und wirkt in vorspannender Art und Weise
zwischen der Nabenscheibe 12 und dem Deckblech 16. Somit wird
die Mitnehmerscheibe 14 über den Lagerring 20 in axialer Rich
tung durch die Vorspannwirkung der Tellerfeder 76 gegen die
Nabenscheibe 12 gepreßt, wobei eine entsprechende Reibungs
kraft erzeugt wird. Durch Vorsehen von Reibbelägen oder Reib
elementen am Lagerring 20 einerseits oder/und an der Naben
scheibe 12 andererseits ist es möglich, die zwischen dem La
gerring 20 und der Nabenscheibe 12 auftretenden Reibungskräfte
in geeigneter Weise einzustellen. Für den Fachmann ist es
selbstverständlich, daß die Reibungseinrichtung 74 in ver
schiedenen Arten aufgebaut werden kann.
Der innere Ringabschnitt 52, welcher in axialer Richtung zwi
schen der Mitnehmerscheibe 14 und der Nabenscheibe 52 angeord
net ist, liegt in radialer Richtung einem zwischen der Mit
nehmerscheibe 14 und der Nabenscheibe 12 angeordneten Ab
schnitt des Lagerrings 20 gegenüber. Es ist somit für den
Zwischenring 42 in seinem radial inneren Bereich durch den
Lagerring 20 eine Notführung vorgesehen. Da durch die in Um
fangsrichtung angeordneten Torsionsfedereinheiten der Zwi
schenring 42 bei korrekter Funktion bezüglich der Achse A
zentrisch gehalten ist, sollte bei diesem normalen Zustand
keine gegenseitige Anlage zwischen dem inneren Ringabschnitt
50 und dem Lagerring 20 erzeugt werden. Tritt jedoch in einer
der Federeinheiten eine Fehlfunktion auf, so könnte dies zu
einer unsymmetrischen radialen Krafteinwirkung auf den Zwi
schenring 42 führen mit dementsprechender radialer Verschie
bung desselben. In diesem Falle wird jedoch eine derartige
radiale Verschiebung aufgrund der durch den Lagerring 20 vor
gesehenen Notführung vermieden.
Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungs
dämpfers wird nachfolgend insbesondere mit Bezug auf die Fig.
3 und 6 beschrieben. Die Fig. 3 zeigt den Zwischenring 42
in seiner neutralen, d. h. einer unbelasteten Stellung, bezüg
lich der Nabenscheibe 12 bzw. der Mitnehmerscheibe 14 und dem
Deckblech 16. Tritt nun, beispielsweise bei einem Einkuppel
vorgang, eine Drehmomenteinwirkung zwischen der Mitnehmer
scheibe 14 und dem Deckblech einerseits und der Nabenscheibe
12 andererseits auf, so führt dies zu einer Verdrehung von
Mitnehmerscheibe 14 und Deckblech 16 bezüglich der Naben
scheibe 12 in Umfangsrichtung. Dabei werden die Federn 32, 40
aufgrund der Anlage an den Steuerkanten 34, 36, 38 kompri
miert. Es sei im folgenden nun angenommen, daß die Federn 32,
40 unterschiedliche Federkonstanten aufweisen; beispielsweise
weist die Feder 32 eine geringere Federkonstante auf. Ein
Anstieg der Drehmomenteinwirkung führt dann dazu, daß bei den
in Serie geschalteten Federn 32, 40 die Feder, welche die
geringere Federkonstante aufweist, zunächst stärker kompri
miert wird. D. h., während die Feder 40 nahezu in ihrem Aus
gangszustand bleibt, wird die Feder 32 zunächst so lange kom
primiert, bis die Anschlagflächen 60 bzw. 66 an der Naben
scheibe 12 bzw. dem Zwischenring 42 zur Anlage aneinander
kommen. Dabei ist die Ausgestaltung derart gewählt, daß bei
einer derartigen gegenseitigen Anlage der Anschlagflächen 60,
66 die Feder 32 noch nicht auf Block gesetzt ist, d. h. noch
nicht vollständig komprimiert ist, um eine Beschädigung der
Feder zu vermeiden. Steigt das Drehmoment dann weiter an, so
wird auch die zweite Feder 40 komprimiert, ggf. so lange, bis
die Anschlagflächen 68 zur Anlage an den Bolzen 18 kommen.
Auch dabei ist die Ausgestaltung derart, daß bei einer der
artigen gegenseitigen Anlage zwischen den Anschlagflächen 68
und den Bolzen 18 die Feder 40 noch nicht auf Block gesetzt
ist. In diesem Zustand ist eine weitere Drehung zwischen der
Nabenscheibe 12 und der Mitnehmerscheibe 14 bzw. dem Deckblech
16 nicht mehr möglich. Bei diesem Verdrehen zwischen der Na
benscheibe 12 und der Mitnehmerscheibe 14 bzw. dem Deckblech
16 ist aufgrund des Vorsehens unterschiedlicher Federkonstan
ten für die Feder 32 bzw. 40 eine abgestufte Federkraftwirkung
vorgesehen, welche eine entsprechend abgestufte Torsions
schwingungsdämpfung zur Folge hat. Eine entsprechend abge
stufte Federkraftwirkung tritt beim Entspannen der Federn 32,
40 auf, wobei zunächst diejenige Feder mit der größeren Feder
konstante, d. h. die Feder 40 entspannt wird, und dann erst
die Feder 32 entspannt wird. Die Reibungseinrichtung 74 führt
dazu, daß die auftretenden Torsionsschwingungen in geeigneter
Weise gedämpft werden.
Durch den erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer ist
trotz der Verwendung kurzer Federn 32, 40 eine Dämpfungswir
kung vorgesehen, welche normalerweise durch die Verwendung
längerer Federn erzielt werden kann, deren Länge im wesentli
chen mit der Gesamtlänge der Federn 32 und 40 übereinstimmt.
Dies bietet den Vorteil, daß ein längerer Federdämpfungsweg
vorgesehen werden kann. Trotzdem wird aufgrund der Verwendung
kurzer Federn 32, 40 vermieden, daß die Federn in ihrem mitt
leren Bereich aufgrund ihrer Vorspannung nach radial auswärts
ausweichen und zur Anlage an die jeweiligen Federfenster nach
radial außen hin begrenzenden Abschnitten der Nabenscheibe 12
bzw. der Mitnehmerscheibe 14 und dem Deckblech 16 kommen. Es
lassen sich somit zusätzliche Reibkontakte der Federn vermei
den, wodurch ein definierter Torsionsschwingungsdämpfungszu
stand erzeugt werden kann. Wie insbesondere in Fig. 3 zu er
kennen ist, sind die Steuerkanten 58 am Zwischenring 42 einer
seits sowie die jeweils zugeordneten Steuerkanten 34, 36, 38
an der Nabenscheibe 12 und der Mitnehmerscheibe 14 bzw. dem
Deckblech 16 andererseits im wesentlichen parallel zueinander
verlaufend angeordnet. Dies führt dazu, daß zwischen den in
Umfangsrichtung einander zugewandten Steuerkanten 58 bzw. 34,
36, 38 komprimierte Federn 32 bzw. 40 im wesentlichen geradli
nig komprimiert werden. Eine derartige Lageanordnung der je
weiligen Steuerkanten zueinander ist durch die relativ kurze
Ausbildung der zwischen den Steuerkanten angeordneten Federn
und somit dem relativ geringen Umfangsabstand der Steuerkanten
voneinander möglich. Auch eine derartige Relativpositionierung
der Steuerkanten zueinander trägt dazu bei, daß eine von der
Federlängsachse abweichende Ausweichbewegung der Federn ver
mieden wird.
Um ein Ausweichen der Federn 32, 40 in ihren am entsprechenden
Federanlagearm 54 des Zwischenrings 52 anliegenden Bereich zu
vermeiden, bilden die Umfangsvorsprünge 64, welche auch die
Anschlagflächen 66, 68 aufweisen, Radialbewegungs-Sicherungs
mittel für die Federn 32, 40. Es ist somit sichergestellt, daß
diese lediglich in ihren entgegengesetzten Endbereichen an der
Nabenscheibe 12 bzw. der Mitnehmerscheibe 14 und dem Deckblech
16 einerseits und dem Zwischenring 42 andererseits anliegen.
Es tritt keine Anlage der Federn 32, 40 in einem in Umfangs
richtung mittleren Bereich derselben an radial äußeren Berei
chen der Nabenscheibe 12 bzw. der Mitnehmerscheibe 14 und dem
Deckblech 16 auf. Der Zwischenring 42 hat somit also die Funk
tion der Federkraftumlenkung im Bereich seiner Federanlagearme
54, was zu den vorangehend erwähnten Vorteilen führt.
Obgleich in Fig. 3 lediglich bei einem der Federfenster 26
der Nabenscheibe 12 die Federn 32, 34 dargestellt sind, ist es
selbstverständlich, daß auch bei den anderen Federfenstern 26
derartige Federn vorzusehen sind. Ferner ist es möglich, für
die Federn 32, 40 Federn mit gleicher Federkonstante zu ver
wenden, wobei auch ein Dämpfungsverhalten erhalten wird, das
im wesentlichen dem einer Feder entspricht, die eine Gesamt
länge aufweist, die im wesentlichen der zusammengesetzten
Länge der beiden Federn 32, 40 entspricht.
Darüber hinaus ist es möglich, daß der Zwischenring 42 derart
aufgebaut ist, daß er lediglich den inneren Ringabschnitt 50
aufweist und der äußere Ringabschnitt 52 in seinen Bereichen
zwischen den Umfangsvorsprüngen 64 mit den jeweiligen An
schlagflächen 66 und 68 weggelassen ist. Dies führt zu einem
leichteren Bauteil, welches kostengünstiger herzustellen ist.
Ferner ist es möglich, daß die Drehwegbegrenzungsmittel direkt
zwischen der Nabenscheibe 12 und der Mitnehmerscheibe 14 bzw.
dem Deckblech 16 wirken, ohne Zwischenschaltung des Zwischen
rings 42.
Mit Bezug auf die Fig. 7 wird nachfolgend eine weitere Aus
führungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers
beschrieben. Bauteile, welche vorangehend mit Bezug auf die
Fig. 1 bis 6 dargestellten und beschriebenen Bauteilen
entsprechen, sind mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzu
fügung des Anhangs "a" beschrieben. Der Aufbau der Ausfüh
rungsform gemäß Fig. 7 entspricht im wesentlichen dem Aufbau
der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 6, so daß ledig
lich auf die Unterschiede eingegangen wird. Insbesondere sind
bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 7 die Federfenster 26a in
der Nabenscheibe 12 derart ausgebildet, daß sie nicht unmit
telbar radial innerhalb der Federn 32a enden, sondern sich
nach radial einwärts weiter erstrecken. In einem entsprechen
den radialen Bereich sind dann in der Mitnehmerscheibe 14a
bzw. dem Deckblech 16a Durchgangsöffnungen 80a, 82a ausgebil
det. Durch die nach radial einwärts verlängerten Federfenster
26a in der Nabenscheibe 12a und die Durchgangsöffnungen 80a,
82a in der Mitnehmerscheibe 14a und dem Deckblech 16a ist also
eine sich in axialer Richtung erstreckende Durchgangsöffnung 84a
gebildet, die ferner mit jeweiligen Federfenstern im Zwi
schenring ausgerichtet ist. Die Mitnehmerscheibe 14a und das
Deckblech 16a bilden in den radial inneren Bereichen ihrer
Federfenster dann eine Führung bzw. Abstützung der Federn. Im
modernen Fahrzeugbau werden insbesondere Kraftfahrzeugkupp
lungen oftmals als vormontierte Baugruppen geliefert, in wel
chen das Schwungrad, das Kupplungsgehäuse, die Anpreßplatten
baugruppe und die Kupplungsscheibe bereits zusammengesetzt
sind. Derartige Kupplungseinheiten müssen dann noch an einer
Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine festgelegt werden. Dies
kann beispielsweise durch das Schwungrad durchsetzende
Schraubbolzen vorgenommen werden. Um nun auch bei einer zu
sammengesetzten Kupplungseinheit Zugang zum Einschrauben der
Schraubbolzen durch das Schwungrad hindurch zu erhalten, sind
einerseits am Kupplungsgehäuse bzw. der Anpreßplattenbaugruppe
(nicht dargestellt) sich in axialer Richtung erstreckende
Durchgangsöffnungen vorgesehen. Andererseits sind, wie in
Fig. 7 gezeigt, die Durchgangsöffnungen 84a in der Kupplungs
scheibe 8a vorgesehen, um einen ungehinderten Durchtritt der
Schraubbolzen zu ermöglichen. Die Anzahl der in Umfangsrich
tung vorgesehenen Durchgangsöffnungen 84a kann entsprechend
der in einem jeweiligen Schwungrad vorgesehenen Durchgangsöff
nungen für Schraubbolzen ausgewählt sein.
Obgleich das Vorsehen der Durchgangsöffnungen 84a vorliegend
in Verbindung mit einem Torsionsschwingungsdämpfer beschrieben
worden ist, der entsprechend der vorliegenden Erfindung aufge
baut ist, ist es für den Fachmann selbstverständlich, daß
derartige Durchgangsöffnungen 84a auch bei anders aufgebauten
Torsionsschwingungsdämpfern vorgesehen sein können und daß im
Vorsehen derartiger Durchgangsöffnungen ein selbständig
schutzfähiger Aspekt liegt.
Nachfolgend werden mit Bezug auf die Fig. 8 bis 11 weitere
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungs
dämpfers beschrieben. Bauteile, welche in den Fig. 1 bis 6
dargestellten Bauteilen entsprechen, sind mit den gleichen
Bezugszeichen, jedoch durch Hinzufügung der Anhänge "b", "c",
"d" bzw. "e" beschrieben und dargestellt.
Der Aufbau des Torsionsschwingungsdämpfers der Fig. 8 ent
spricht im wesentlichen dem in den Fig. 1 bis 6 dargestell
ten Aufbau. Wie in Fig. 8 zu erkennen, ist jedoch die Tel
lerfeder 76b derart ausgebildet, daß sie in ihrem radial inne
ren Bereich an der Nabenscheibe 12b anliegt und in ihrem ra
dial äußeren Bereich am Deckblech 16b anliegt. In ihrem radial
inneren Bereich weist die Tellerfeder 76b Axialvorsprünge 86b
auf, die in entsprechende Ausnehmungen 88b der Nabenscheibe
12b eingreifen. Diese Ausnehmungen 88b in der Nabenscheibe 12b
können beispielsweise beim Ausstanzen der Nabenscheibe 12b aus
einem Blechteil bereits vorgesehen werden. Es ist somit eine
drehfeste Kopplung der Tellerfeder 76b mit der Nabenscheibe
12b gebildet. Das führt dazu, daß einerseits bei Relativdre
hung zwischen der Nabenscheibe 12b und der Mitnehmerscheibe
14b bzw. dem Deckblech 16b ein Reibungskontakt durch die An
lage des Lagerrings 20b, ggf. unter Zwischenlagerung von Rei
bungsmitteln, an der Nabenscheibe 12 vorgesehen ist, sowie
andererseits ein Reibungskontakt zwischen der mit der Naben
scheibe 12b drehfest verbundenen Tellerfeder 76b und dem Deck
blech 16b. Durch die geeignete Materialauswahl (Metall, Kunst
stoff oder dergleichen) der Tellerfeder 76b bzw. des Lager
rings 20b oder von ggf. vorgesehenen Reibbelägen kann dann das
erforderliche Dämpfungsmoment in geeigneter Weise eingestellt
werden. Obgleich in der Fig. 8 nicht dargestellt, ist es
ferner möglich, die Tellerfeder 76b mit dem Deckblech 16b in
entsprechender Weise drehfest zu verbinden, so daß ein Reib
kontakt zwischen der Tellerfeder 76b und der Nabenscheibe 12b
erzeugt wird. Darüber hinaus ist es möglich, die Tellerfeder
76b unter Zwischenlagerung von Druckscheiben oder dergleichen
an dem bezüglich dieser drehbaren Bauteil abzustützen, um so
mit zusätzlich aufgrund der Materialauswahl der Druckscheibe
(Metall, Kunststoff oder dergleichen) eine Einwirkung auf das
Reibungsmoment vorzunehmen. Ferner kann die Tellerfeder 76b in
ihrem Bereich, mit dem sie an dem bezüglich dieser drehbaren
Bauteil anliegt, gekrümmt oder geeignet geformt sein, um auch
so die durch die Tellerfeder 76b vorgesehene Reibungskraft
einstellen zu können.
In der Ausgestaltung gemäß Fig. 9 liegt der innere Ringab
schnitt 50c des Zwischenrings 42c in axialer Richtung zwischen
der Nabenscheibe 12c und dem Deckblech 16c. Durch die Teller
feder 76c ist die Mitnehmerscheibe 14c über den Lagerring 20c
wiederum gegen die Nabenscheibe 12c, ggf. unter Zwischenlage
rung von Reibbelägen oder geeigneten Reibmitteln, vorgespannt.
Diese Ausgestaltung weist gegenüber der Ausgestaltung gemäß
den Fig. 1 bis 8 den folgenden Vorteil auf. Bei der Ausge
staltung gemäß den Fig. 1 bis 8 ist es möglich, daß, bei
Auftreten eines Verschleißes der zwischen dem Lagerring und
der Nabenscheibe vorgesehenen Reibbeläge oder des Lagerrings
selbst und einer damit verbundenen axialen Bewegung der Mit
nehmerscheibe auf die Nabenscheibe zu, der Zwischenring im
Bereich seines inneren Ringabschnitts zwischen der Mitnehmer
scheibe und der Nabenscheibe geklemmt wird und somit seine
freie Verdrehbarkeit verlorengeht. Dies wird bei der Ausge
staltung gemäß Fig. 9 vermieden, da bei Auftreten von Ver
schleiß im Bereich der Anlage des Lagerrings 20c an der Naben
scheibe 12c eine Klemmung des Zwischenrings 42c im Bereich
seines inneren Ringabschnitts 50c nicht auftreten kann.
Bei den Ausgestaltungen gemäß den Fig. 1 bis 9 ist die
Nabenscheibe 12 jeweils derart ausgebildet, daß sie eben ist,
wogegen der Zwischenring in seinem mittleren Bereich gekrümmt
ist. Dies hat den Vorteil, daß für die Nabenscheibe herkömm
liche Bauteile verwendet werden können, die dann in an sich
bekannter Weise durch Schweißen oder dergleichen mit der Nabe
verbunden werden können. Da die Nabenscheibe eben ausgebildet
ist, können beim Verschweißen derselben mit der Nabe und der
dabei auftretenden hohen Temperatur an der Nabenscheibe Ver
änderungen in einem gekrümmten Bereich derselben vermieden
werden. Auch ist ein Härten der Nabenscheibe, nachdem diese
gebogen und ggf. mit der Nabe verschweißt worden ist, nicht
erforderlich.
In der Ausgestaltung gemäß Fig. 10 sind sowohl die Naben
scheibe 12d als auch der Zwischenring 42d in ihren radial
mittleren Bereichen, in welchen jeweils die Federfenster vor
gesehen sind, aufeinander zu gekrümmt. Dies führt zu dem Vor
teil, daß die Anlagepunkte des Zwischenrings 42d im Bereich
seiner Federanlagearme 54d und die Anlagepunkte der Naben
scheibe 12d im Bereich ihrer Steuerkanten 34d an den Federn in
axialer Richtung bezüglich einer Mittelachse der Federn mit
besserer Symmetrie angeordnet werden können. Dies führt dazu,
daß axial gerichtete Kraftkomponenten der Federn und Kippmo
mente vermieden werden können. Zum Vorspannen der Mitnehmer
scheibe 14d über den Lagerring 20d gegen die Nabenscheibe 12d
ist in der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 10 eine Wellfeder
90d vorgesehen. Es ist jedoch selbstverständlich, daß bei
allen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anstatt der
dargestellten Tellerfeder oder der dargestellten Wellfeder
andere geeignete Federn oder Federeinrichtungen verwendet
werden können.
In der Ausgestaltung gemäß Fig. 11 ist ein Zwischenring 42e
vorgesehen, welcher im wesentlichen planar ausgebildet ist. In
dieser Ausgestaltung ist dann die Nabenscheibe 12e im Bereich
ihrer Steuerkanten 34e auf den Zwischenring 42e in axialer
Richtung zu gekrümmt. Bei dieser Ausgestaltung ist die Feder
76e zwischen der Nabenscheibe 12e und dem Lagerring 20e an
geordnet, so daß der Lagerring 20e mit der Mitnehmerscheibe
14e von der Nabenscheibe 12e weggedrängt ist. Dabei kommt dann
das Deckblech 16e zur Anlage an der Nabenscheibe 12e, wodurch
das erforderliche Reibungsmoment zum Dämpfen von Torsions
schwingungen erzeugt wird. Obgleich in Fig. 11 nicht darge
stellt, ist es möglich, zwischen dem Deckblech 16e und der
Nabenscheibe 12e wiederum Reibbeläge oder eine geeignete Reib
einrichtung vorzusehen, um für die jeweiligen Anforderungen
geeignete Reibungskräfte vorsehen zu können.
Auch bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 11 kann vorgesehen
werden, daß bei Auftreten von Verschleiß im Bereich der Reib
beläge bzw. der Anlage zwischen dem Deckblech 16e und der
Nabenscheibe 12e eine Klemmung des Zwischenrings 42e vermieden
wird, da der innere Ringabschnitt 50e in axialer Richtung
zwischen der Mitnehmerscheibe 14e und der Nabenscheibe 12e
angeordnet ist und die Mitnehmerscheibe 14e bei Auftreten von
Verschleiß durch die Feder 76e von der Nabenscheibe 12e wegge
drückt wird.
In den Fig. 13 bis 15 ist eine weitere Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers darge
stellt. Bauteile, welche Bauteilen in der mit Bezug auf die
Fig. 1 bis 6 beschriebenen Ausführungsform entsprechen,
sind mit den gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines
Anhangs "f" bezeichnet. Insbesondere ist in den Fig. 13 bis
15 der erfindungsgemäße Torsionsschwingungsdämpfer in Verbin
dung mit einem Zweimassenschwungrad dargestellt. Das Zweimas
senschwungrad umfaßt dabei ein beispielsweise an einer Motor
ausgangswelle 100f fest angebrachtes Primärblech 102f sowie
ein mit dem Primärblech 102f fest verbundenes und in axialem
Abstand zu diesem angeordnetes Deckblech 16f. Insbesondere ist
das Deckblech 16f mit dem Primärblech 102f in einem radial
inneren Bereich durch Bolzen 104f fest verbunden, durch welche
ferner das Primärblech 102f an der Motorausgangswelle 100f
angebracht ist. Im radial äußeren Bereich ist das Deckblech
16f mit dem Primärblech 102f durch Bolzen 18f fest verbunden.
Zwischen dem Primärblech 102f und dem Deckblech 16f ist wiede
rum eine Nabenscheibe 12f bezüglich dem Primärblech 102f und
dem Deckblech 16f drehbar angebracht. In einem radial äußeren
Bereich ist das Primärblech 102f mit einem er 19246 00070 552 001000280000000200012000285911913500040 0002019654970 00004 19127sten Schwungrad
massenteil 106f durch Bolzen 108f fest verbunden. Die Naben
scheibe 12f ist in ihrem radial äußeren Bereich mit einem
zweiten Schwungradmassenteil 110f wiederum durch Bolzen 112f
fest verbunden.
In der Nabenscheibe 12f, dem Primärblech 102f und dem Deck
blech 16f sind in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend wiederum
jeweils drei Federfenster 26f, 28f, 30f angeordnet. Jedes
dieser Federfenster dient zur Aufnahme einer Torsionsfeder
einheit 33. Wie insbesondere in Fig. 13 zu erkennen ist, sind
die Federfenster 26f, 28f, 30f jeweils so ausgebildet, daß in
diesen in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend drei Federn an
geordnet werden können (in den Fig. 13 und 14 ist jeweils
nur eine Feder 32f der Torsionsfedereinheit 33 dargestellt).
Ferner umfaßt der Torsionsschwingungsdämpfer zwei Zwischen
ringe 42f sowie 42f'. Jeder der Zwischenringe 42f, 42f' weist
für jede Torsionsfedereinheit 33 einen Federanlagearm 54f bzw.
54f' auf. Wie insbesondere in Fig. 14 zu erkennen, sind die
Federanlagearme 54f, 54f' derart ausgebildet, daß sie sich in
einer zur Drehachse A orthogonalen Ebene gemeinsam mit der
Nabenscheibe 12f erstrecken. In ihren radialen Endbereichen,
welche jeweils nahe radialen Endbereichen des Federfensters
26f der Nabenscheibe 12f liegen, sind die Federanlagearme 54f,
54f' derart gekrümmt, daß ein innerer Ringabschnitt 50f und
ein äußerer Ringabschnitt 52f des Zwischenrings 42f in der
Darstellung der Fig. 14 in axialer Richtung links von der
Nabenscheibe 12f angeordnet sind und die entsprechenden inne
ren und äußeren Ringabschnitte 50f' und 52f' des Zwischenrings
42f' in der Darstellung der Fig. 14 an der rechten Seite der
Nabenscheibe 12f angeordnet sind. Somit sind die beiden Zwi
schenringe 42f, 42f' relativ zueinander drehbar und es besteht
keine gegenseitige Störung jeweils zwischen den inneren und
äußeren Ringabschnitten der verschiedenen Zwischenringe.
In Fig. 23 ist ein mechanisches Ersatzschaltbild eines der
artigen Torsionsschwingungsdämpfers mit drei Torsionsfederein
heiten 33 gezeigt, die jeweils drei Federn 32f, 40f und 114f
aufweisen. Durch jede der Torsionsfedereinheiten 33 wird über
die in Serie geschalteten Federn 32f, 40f, 114f unter Zwi
schenlagerung der Federanlagearme 54f, 54f' der beiden Zwi
schenringe 42f, 42f' direkt eine Torsionsschwingungsdämpfung
zwischen dem Primärblech 102f bzw. dem Deckblech 16f und der
Nabenscheibe 12f vorgesehen.
Die Funktionsweise eines derart aufgebauten Torsionsschwin
gungsdämpfers entspricht im wesentlichen der vorangehend mit
Bezug auf die Fig. 1 bis 6 beschriebenen Funktionsweise, so
daß auf eine detailliertere Beschreibung hier verzichtet wird.
Auch bei dem in den Fig. 13 bis 15 dargestellten Torsions
schwingungsdämpfer ist wieder eine Drehwegbegrenzung zwischen
der Nabenscheibe 12f einerseits und dem Primärblech 102f bzw.
dem Deckblech 16f andererseits vorgesehen. Wie insbesondere in
den Fig. 13 und 14 zu erkennen ist, weist die Nabenscheibe
12f drei sich radial nach außen erstreckende Verbindungsab
schnitte 116f auf, welche zur Verbindung der Nabenscheibe 12f
mit dem zweiten Schwungradmassenteil 112f dienen. Die drei
Verbindungsabschnitte 116f weisen zueinander einen Winkelab
stand von jeweils 120° auf. In entsprechender Weise sind das
Primärblech 102f und das Deckblech 16f durch drei im Winkel
abstand von 120° zueinander angeordnete Bolzen 18f verbunden.
Tritt eine Relativdrehung zwischen Nabenscheibe 12f und Pri
märblech 102f bzw. Deckblech 16f auf, so kommen bei Über
schreiten eines bestimmten Drehwinkels (in der Ausführungsform
60°) die Verbindungsabschnitt 116f zur Anlage an den jeweili
gen Bolzen 18f und verhindern somit eine Weiterdrehung. Ins
besondere ist die Ausgestaltung dabei derart, daß bei einer
gegenseitigen Anlage zwischen den Verbindungsabschnitten 116f
und den Bolzen 18f die Federn 32f, 40f und 114f der Torsions
federeinheiten 33 noch nicht auf Block gesetzt sind, d. h.
noch nicht maximal komprimiert sind. Selbstverständlich ist es
in entsprechender Weise möglich, andersartig ausgestaltete
Drehwegbegrenzungsmittel vorzusehen. Beispielsweise kann vor
gesehen sein, daß erste Drehwegbegrenzungsmittel vorgesehen
sind, die eine Relativdrehung zwischen der Nabenscheibe und
dem Zwischenring 42f begrenzen, zweite Drehwegbegrenzungsmit
tel, die eine Relativdrehung zwischen den Zwischenringen 42f
und 42f' begrenzen, und dritte Drehwegbegrenzungsmittel, die
eine Drehwegbegrenzung zwischen dem Zwischenring 42f' und dem
Primärblech 102f und dem Deckblech 16f vorsehen. Bei einer
derartigen Ausgestaltung ist es wiederum möglich, für die drei
Federn jeder Torsionsfedereinheit 33 Federn mit verschiedenen
Federkonstanten vorzusehen, so daß wiederum ein abgestuftes
Dämpfungsverhalten vorgesehen werden kann.
Wie insbesondere in Fig. 4 zu erkennen ist, sind die Zwi
schenringe 42f und 42f' sowohl gegen radiale Verschiebung als
auch gegen axiale Verschiebung gesichert. Die Radialsicherung
ist vorgesehen, indem die Federanlagearme 54f, 54f' jeweils
nahe den radialen Enden der Federfenster 26f gekrümmt sind, so
daß sie bei Radialverschiebung mit ihren gekrümmten Bereichen
jeweils zur Anlage an den radialen Endflächen der Federfenster
26f kommen. Eine axiale Sicherung ist dadurch vorgesehen, daß
der innere und der äußere Ringabschnitt 50f, 52f des Zwischen
rings 42f zwischen der Nabenscheibe 12f und dem Primärblech
102f gehalten ist. In entsprechender Weise ist der Zwischen
ring 42f', bzw. dessen innere und äußere Ringabschnitte 50f',
52f' axial zwischen der Nabenscheibe 12f und dem Deckblech 16f
gehalten.
Um eine Schwingungsdämpfung zwischen der Nabenscheibe 12f und
dem Primärblech 102f bzw. dem Deckblech 16f vorzusehen, ist
wiederum eine herkömmliche Reibungseinrichtung 74f vorgesehen.
Die Reibungseinrichtung 74f ist durch einen ersten Reibring
120f gebildet, durch welchen die Nabenscheibe 12f an einem
radial inneren Bereich des Primärblechs 102f sowohl in axialer
Richtung abgestützt ist, als auch radial geführt ist, sowie
durch einen zweiten Reibring 122f, welcher zwischen der Naben
scheibe 12f und einer Tellerfeder 76f angeordnet ist, durch
welche die Nabenscheibe 112f auf das Primärblech 102f zu vor
gespannt ist. An der Tellerfeder 76f sind sich axial erstreckende
Ansätze 86f vorgesehen, die in entsprechende Ausnehmun
gen im Deckblech 16f eingreifen und somit eine drehfeste Ver
bindung zwischen der Tellerfeder 76f und dem Deckblech 16f
vorsehen. Darüber hinaus ist es für den Fachmann selbstver
ständlich, daß er diese Reibungseinrichtung 74f in verschiede
nen, jeweils an die speziellen Anforderungen angepaßten Formen
ausführen kann.
In Fig. 16 ist der in den Fig. 13 bis 15 dargestellte
Torsionsschwingungsdämpfer in Verbindung mit einer Kupplungs
scheibe dargestellt. Der in Fig. 16 dargestellte Torsions
schwingungsdämpfer entspricht in Funktion und Aufbau dem in
den Fig. 13 bis 15 dargestellten Torsionsschwingungsdämp
fer, so daß diesbezüglich auf die vorangehenden Ausführungen
verwiesen wird, und gleiche oder entsprechende Bauteile sind
in den Fig. 13 bis 15 und in Fig. 16 mit den gleichen
Bezugszeichen bezeichnet. Bei dem Torsionsschwingungsdämpfer
der Fig. 16 dient das Primärblech 102f als Mitnehmerscheibe,
in deren radial äußeren Bereich wiederum durch Bolzen 108f
Reibbeläge 24f der Kupplungsscheibe angebracht sind, die dann
zwischen entsprechenden Reibbelägen eines Schwungrads und
einer Anpreßplatte zur Drehmomentübertragung geklemmt werden
können. Die Nabenscheibe 12f ist in ihrem radial inneren Be
reich mit einer Nabe 10f fest verbunden, die eine Innenver
zahnung 11f aufweist und mit dieser mit einer Getriebeein
gangswelle drehfest, jedoch axial verlagerbar gekoppelt ist.
Die Fig. 17 und 18 stellen eine weitere alternative Ausge
staltung eines Zwischenrings 42g dar. Der Zwischenring 42g
weist lediglich einen äußeren Ringabschnitt 52g auf, von wel
chem sich dann die Federanlagearme 54g nach radial einwärts
erstrecken. Wie insbesondere in Fig. 17 zu erkennen ist, sind
dabei die Federanlagearme 54g im wesentlichen als Anlagekeile
ausgebildet, die nach radial einwärts spitz zulaufen, so daß
sich die jeweiligen Steuerkanten 58g in den inneren Scheitel
punkten schneiden. Bei einer derartigen Ausgestaltung sind,
beispielsweise im Vergleich zu der in den Fig. 1 bis 6
dargestellten Ausführungsform, die beiden Steuerkanten 58g
jedes Federanlagearms 54g in Umfangsrichtung näher aneinander
angeordnet. Dies hat den Vorteil, daß bei gleich langer Um
fangserstreckung der Federfenster mehr Federvolumen zur Ver
fügung steht, so daß die Dämpfungscharakteristik eines mit
einem derartigen Zwischenring, oder mit derartigen Zwischen
ringen, ausgebildeten Torsionsschwingungsdämpfers noch mehr
an das Dämpfungsverhalten eines mit sehr langen Federn ausge
bildeten Torsionsschwingungsdämpfers angeglichen werden kann.
Dennoch ist die Federkraft durch einzelne, relativ kurz aufge
baute Federn in den einzelnen Torsionsfedereinheiten vorgese
hen, so daß auch bei derartiger Ausgestaltung ein Ausweichen
der Federn in ihrem Längenmittenbereich nach radial auswärts
vermieden werden kann. Um dennoch eine stabile Ausgestaltung
vorsehen zu können, kann der äußere Ringabschnitt 52g bei
spielsweise verstärkt, d. h. aus dickerem Material oder der
gleichen, ausgebildet sein.
Die Fig. 19 zeigt eine Ausgestaltung eines Zwischenrings 42h,
der in seinem Aufbau im wesentlichen dem in Fig. 17 gezeigten
Zwischenring 42g entspricht, der jedoch auch jede andere in
den vorangehenden Ausführungsformen beschriebene Konfiguration
annehmen kann. Am äußeren Ringabschnitt 52h ist ein Masseteil
130h fest angeordnet. Dieses Masseteil hat zur Folge, daß die
Resonanzfrequenz eines mit einem derartigen Zwischenrings 42h
aufgebauten Schwingungssystems auf einen geeigneten Wert ver
schoben wird, um somit zusätzlich zur Schwingungsdämpfung
beitragen zu können. Darüber hinaus ist zur Schwingungsanre
gung eines Zwischenrings 42h mit einem derartigen Masseteil
130h Schwingungsenergie erforderlich, die dann in diesem
Schwingungssystem absorbiert wird, wodurch im Kraftübertra
gungsweg auftretende Schwingungen weiter abgefangen werden
können.
Die Fig. 20 und 21 zeigen schematisch einen erfindungsge
mäßen Torsionsschwingungsdämpfer, der in seinem Aufbau im we
sentlichen dem vorangehend mit Bezug auf die Fig. 13 bis 16
beschriebenen Torsionsschwingungsdämpfer entspricht, so daß
auf die grundsätzlichen Funktionsprinzipien auf die vorange
hende Beschreibung verwiesen wird. In Fig. 20 ist dabei ledi
glich das Federfenster 26i einer nicht dargestellten Naben
scheibe zu erkennen. Der in den Fig. 20 und 21 gezeigte
Torsionsschwingungsdämpfer ist mit vier Zwischenringen 42i,
42i', 42i'' und 42i''' aufgebaut, so daß jede Torsionsfeder
einheit fünf Federn umfassen kann. Jeder der Zwischenringe
42i, 42i', 42i'' und 42i''' weist für jede Torsionsfederein
heit wiederum einen Federanlagearm 54i, 54i', 54i'' und 54i'''
auf. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann das Dämpfungs
verhalten eines Torsionsschwingungsdämpfers noch mehr an das
eines mit sehr langen Fendern aufgebauten Torsionsschwingungs
dämpfers angeglichen werden, ohne daß jedoch die Gefahr be
steht, daß die Torsionsfedern aufgrund ihrer Vorspannung und
einer im Betrieb auftretenden Zentrifugalkraft nach radial
auswärts ausweichen. Aufgrund der relativ großen Erstreckung
in der Umfangsrichtung ist es bei einer derartigen Ausgestal
tung vorteilhaft, wenn der Torsionsschwingungsdämpfer ledi
glich zwei Torsionsfedereinheiten mit jeweils fünf Torsions
federn umfaßt.
Wie insbesondere in Fig. 21 zu erkennen ist, sind die Feder
anlagearme 54i, 54i' der Zwischenringe 42i, 42i' in ihren ra
dialen Endbereichen axial in gleicher Richtung gebogen, und
die Federanlagearme 54i'' und 54i''' der Zwischenringe 42i''
und 42i''' sind axial in der entgegengesetzten Richtung gebo
gen. Dies führt dazu, daß die Zwischenringe 42i, 42i' einer
seits bzw. die Zwischenringe 42i'' und 42i''' andererseits in
radialer Richtung jeweils ineinander geschachtelt angeordnet
sind. Dabei liegt also ein äußerer Ringabschnitt 52i bzw.
52i'' der Zwischenringe 42i bzw. 42i'' radial außerhalb der
äußeren Ringabschnitte 52i' bzw. 52i''' der Zwischenringe 42i'
bzw. 42i'''. In entsprechender Weise liegt ein innerer Ring
abschnitt 50i' bzw. 50i''' der Zwischenringe 42i' bzw. 42i'''
radial außerhalb der entsprechenden inneren Ringabschnitte 50i
bzw. 50i'' der Zwischenringe 42i bzw. 42i''. Auch bei einer
derartigen Konfiguration kann also ein gegenseitiges Stören
der jeweiligen inneren und äußeren Ringabschnitte der ver
schiedenen Zwischenringe vermieden werden, wobei jedoch
gleichzeitig sämtliche Federanlagearme 54i, 54i', 54i'' und 54i'''
in einer gemeinsamen Ebene mit der zugeordneten Naben
scheibe liegen.
Die Fig. 22 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines erfindungs
gemäßen Torsionsschwingungsdämpfers. Bei diesem Torsions
schwingungsdämpfer ist in axialer Richtung zwischen der Naben
scheibe 12k und dem Deckblech 16k (in entsprechender Weise der
Mitnehmerscheibe) axialer Bauraum vorgesehen, zur Aufnahme
eines Zwischenrings 42k. Am Deckblech 16k ist im Bereich der
radialen Begrenzung von dessen Federfenster 30k ein axial in
Richtung auf die Nabenscheibe 12k zu gebogener Federpositio
nierflansch 132k vorgesehen, welcher in seiner Funktion an
sich bekannten Federpositionierflanschen 132 in Fig. 1 ent
spricht. Durch diesen Federpositionierflansch 132k, der einer
seits am Deckblech 16k, und andererseits an der Mitnehmer
scheibe (nicht dargestellt) vorgesehen ist, ist die Feder 32k
derart positioniert, daß sie in axialer Richtung nicht aus
weichen kann und somit in ihrer geeigneten Position gehalten
ist. Bei der in Fig. 22 dargestellten Ausführungsform ist es
möglich, den in Fig. 19 dargestellten Zwischenring mit dem
Masseteil 130h zu verwenden, da zwischen dem Deckblech 16k und
der Nabenscheibe 12k ausreichend Bauraum zur Anordnung des
Masseteils 130h vorgesehen ist.
Bei dem vorangehend beschriebenen erfindungsgemäßen Torsions
schwingungsdämpfer sind die jeweiligen Federn der verschiede
nen Torsionsfedereinheiten relativ kurz ausgebildet; die Fe
dern einer Torsionsfedereinheit wirken jedoch jeweils derart
zusammen, daß sie eine Federungscharakteristik vorsehen, die
derjenigen einer langen Feder entspricht. Aufgrund des Vor
sehens kurzer Federn ist jedoch das Problem des radialen Aus
bauchens der Federn in ihrer Längenmitte weitgehend beseitigt,
so daß bei dem erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer
auf geschmierte Federführungen verzichtet werden kann; es
entfallen daher bei dem erfindungsgemäßen Torsionsschwingungs
dämpfer sämtliche Anforderungen oder Probleme, die insbeson
dere hinsichtlich der Abdichtung derartiger geschmierter Fe
derführungen entstehen.
Da bei den kurz und somit mit relativ geringem Eigengewicht
ausgebildeten Federn das Ausbauchen nach außen selbst bei
relativ hohen Drehzahlen vermieden werden kann, kann der für
die Federn der jeweiligen Torsionsfedereinheiten vorgesehene
Bauraum im wesentlichen auf das Federvolumen selbst beschränkt
werden; es muß kein zusätzlicher Bauraum, der zur Aufnahme
sich ausbauchender Federn dient, vorgehalten werden. Sollte
bei sehr hohen Drehzahlen eine Feder in ihrem radial äußeren
Bereich zur Anlage an der Nabenscheibe bzw. der Mitnehmer
scheibe oder dem Deckblech kommen, so führt auch dies prak
tisch zu keinem Verschleiß, da aufgrund des relativ geringen
Federeigengewichts der Anlagedruck der Federn bei einer der
artigen Anlage nur relativ gering ist.
Es ist für den Fachmann selbstverständlich, daß die mit Bezug
auf die verschiedenen Ausführungsformen beschriebenen Merkmale
verschiedener Baugruppen, beispielsweise hinsichtlich der
Anordnung der Tellerfeder oder des inneren Ringabschnitts des
Zwischenrings miteinander kombiniert werden können. So können
beispielsweise auch bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 11 an
der Feder 76e Axialvorsprünge vorgesehen sein, die in die
entsprechenden Vorsprünge in der Nabenscheibe 12e eingreifen
und somit zum drehfesten Koppeln der Feder 76e mit der Naben
scheibe 12e dienen.